BỘ ĐỀ HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC ĐỀ - TP Thái Bình 2017 - 2018 Năm học 2017 – 2018 - Thời gian - 120 phút Câu 1: (4 điểm) 1/ a/ Nêu tượng em gặp đời sống hàng ngày để chứng tỏ khơng khí có nước khí cacbonic? b/ Phản ứng cháy C2H2 O2 phản ứng tỏa nhiệt Phải trộn hỗn hợp C2H2 O2 với tỉ lệ thể tích phản ứng cháy tạo nhiệt độ cao nhất? Phản ứng ứng dụng để làm gì? 2/ Tổng số hạt nguyên tử nguyên tố X 48 Trong số hạt mang điện nhiều gấp đôi số hạt không mang điện a/ Xác định tên nguyên tố X? b/ Hãy tìm chất ứng với chữ Y, Z, T, Q biết chúng hợp chất khác t xt ,t → T → Q X Viết PT PƯ minh họa: X → Y → Z Câu 2: (4,5 điểm) 1/ Hỗn hợp A gồm hợp chất hidro cacbon có cơng thức phân tử CnHx CnHx + Tỉ khối hỗn hợp khí nitơ 9,5 Khi đốt cháy hồn tồn 13,3 gam hỗn hợp A thu 11,7 gam nước a/ Xác định công thức phân tử hidro cacbon Biết hợp chất trên, khối lượng phân tử hidro cacbon nhỏ có giá trị 26 b/ Tính số mol hợp chất hidro cacbon có 19,95 gam hỗn hợp A? 2/ Hồn thành phương trình phản ứng sau: t Fe + FeCl3 → Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + N2O + H2O t KMnO4 + HCl đặc → KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O t CxHyOzNt + CO2 + H2O + N2 → Câu 3: (3,5 điểm) 1/ Đốt cháy 17,4 gam hỗn hợp gồm hai kim loại X, Y có hóa trị II III cần o o o o o MX 8,96 lít khí O2 (đktc) Biết M = Hai kim loại X, Y có tỉ lệ mol tương ứng : Y Xác định hai kim loại trên? 2/ Hịa tan hồn tồn a gam hỗn hợp kim loại M (hóa trị m), kim loại N (hóa trị n) Fe vào dung dịch H2SO4 lỗng vừa đủ, thu 24,64 lít khí H2 (đktc) dung dịch X Cô cạn dung dịch X, sấy khơ thu 134,8 gam muối khan Tìm a? Câu 4: (4 điểm) 1/ Nung hỗn hợp 2,24 gam bột sắt 1,6 gam bột lưu huỳnh môi trường khơng có khơng khí để phản ứng xảy tạo FeS với hiệu suất phản ứng 75% Lấy hỗn hợp chất rắn thu cho tác dụng vừa đủ với V lít dung dịch HCl 0,1 M, V1 lít hỗn hợp khí (đktc) m gam chất rắn không tan Biết: FeS + HCl → FeCl2 + H2S Tính giá trị V, V1, m? Giáo viên: Mai Thị Hồng Vân Trường trung học sở Vũ vân - Vũ thư - Thái bình BỘ ĐỀ HỌC SINH GIỎI HĨA HỌC 2/ Hịa tan hồn tồn a gam kim loại vào cốc nước thấy sủi bọt khí thu dung dịch X Sau khí ngừng thoát ra, cân lại cốc dung dịch, thấy khối lượng tăng thêm 19a gam so với cốc nước ban đầu Xác định tên kim loại hòa tan vào cốc? 20 Câu 5: (4 điểm) 1/ Cho 46,8 gam hỗn hợp FexOy CuO tác dụng vừa đủ với CO nung nóng Lấy chất rắn thu tác dụng hồn tồn với axit HCl dư thấy có 10,08 lít khí H2 (đktc) m gam chất rắn khơng tan Đem chất rắn cịn lại cho hịa tan hồn tồn dung dịch HNO3 lỗng dư thấy 2,24 lít khí NO (đktc) Xác định cơng thức FexOy biết kim loại Cu không tác dụng với dung dịch axit HCl phản ứng với dung dịch HNO3 lỗng theo phương trình sau: Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O 2/ Hỗn hợp khí X gồm n mol SO2, n mol SO3 5n mol khơng khí Nung nóng hỗn hợp X thời gian với xúc tác V2O5 thu hỗn hợp khí Y Biết tỉ khối X so với Y 0,95 Tính hiệu suất phản ứng SO2 (Coi khơng khí gồm O2, N2 O2 chiếm 20% thể tích khơng khí) (C = 12 ; O = 16 ; H = ; S = 32 ; K = 39 ; N = 14 ; Fe = 56 ; Mg = 24 ; Na = 23 ; Ca = 40) Giáo viên: Mai Thị Hồng Vân Trường trung học sở Vũ vân - Vũ thư - Thái bình BỘ ĐỀ HỌC SINH GIỎI HĨA HỌC GIẢI ĐỀ THI HS GIỎI TP THÁI BÌNH – 10 C Năm học 2017 – 2018 - Thời gian - 120 phút Câu 1: (4 điểm) 1/ (1,75 đ) a/ Nêu tượng em gặp đời sống hàng ngày để chứng tỏ khơng khí có nước khí cacbonic? b/ Phản ứng cháy C2H2 O2 phản ứng tỏa nhiệt Phải trộn hỗn hợp C2H2 O2 với tỉ lệ thể tích phản ứng cháy tạo nhiệt độ cao nhất? Phản ứng ứng dụng để làm gì? Giải: a/ Về mùa đông: Hiện tượng sương mù Hay giọt nước bám bên thành cốc nước lạnh chứng tỏ khơng khí có nước 0,25 đ Sau vôi thời gian, mặt nước hố vơi có lớp váng mỏng, màu trắng, CaCO3 tạo thành nước vôi Ca(OH)2 tác dụng với khí CO2 khơng khí: Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 ↓ + H2O 0,5 đ b/ (2,25 đ) PT phản ứng cháy: 2C2H2 + 5O2 → 4CO2 + 2H2O 0,5 đ Tỉ lệ thể tích: VC2 H VO2 = = phản ứng cháy tạo nhiệt độ cao 2,5 0,25 đ Ứng dụng phản ứng: Dùng đèn xì Oxi – Axetilen để hàn cắt kim loại 0,25 đ 2/ Tổng số hạt nguyên tử nguyên tố X 48 Trong số hạt mang điện nhiều gấp đôi số hạt không mang điện a/ Xác định tên nguyên tố X? b/ Hãy tìm chất ứng với chữ Y, Z, T, Q biết chúng hợp chất khác t xt ,t → T → Q X Viết PT PƯ minh họa: X → Y → Z Giải: Gọi số proton, số electron số proton nguyên tử nguyên tố X pX, eX nX (pX, eX nX ∈ N*) Trong nguyên tử X, ta có: pX = eX 0,25 đ Tổng số hạt nguyên tử nguyên tố X 48 Ta có: pX + eX + nX = 48 ⇒ 2pX + nX = 48 (I) 0,25 đ Số hạt mang điện nhiều gấp đôi số hạt không mang điện ⇒ Ta có: pX + eX = 2nX 2pX = 2nX 0,25 đ o ⇒ p X = eX = n X = 48 = 16 ⇒ o X nguyên tố Lưu huỳnh (S) 0,25 đ t xt ,t → H2SO4 → FeSO4 S → SO2 → SO3 o o 0,25 đ Giáo viên: Mai Thị Hồng Vân Trường trung học sở Vũ vân - Vũ thư - Thái bình BỘ ĐỀ HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC to S + O2 SO2 → Các PTHH: 0,25 đ 2SO2 + O2 xt ,t → 2SO3 0,25 SO3 H2O → H2SO4 025 đ o đ + Câu 2: (4,5 điểm) 1/ Hỗn hợp A gồm hợp chất hidro cacbon có cơng thức phân tử CnHx CnHx + Tỉ khối hỗn hợp khí nitơ 9,5 Khi đốt cháy hoàn toàn 13,3 gam hỗn hợp A thu 11,7 gam nước a/ Xác định công thức phân tử hidro cacbon Biết hợp chất trên, khối lượng phân tử hidro cacbon nhỏ có giá trị 26 b/ Tính số mol hợp chất hidro cacbon có 19,95 gam hỗn hợp A? d Giải: 3,5 điểm ⇒ nA = A H = MA = 9,5 M N2 MA = 9,5.28 = 26,6 (gam) m 13,3 = = 0,5 (mol) ; M 26, nH 2O = 11, = 0, 65 (mol) 18 Gọi số mol CnHx CnHx + a, b mol (a, b > 0) Ta có: a + b = 0,5 (I) Khối lượng hỗn hợp 13,3 gam Ta có: (12n + x).a + (12n + x + 2).b = 13,3 ⇒ 12n (a + b) + ax + bx + 2b = 13,3 (II) 0,5 đ CnHx + x (n + ) O2 nCO2 + o t → a mol CnHx + + (n + x+2 to ) O2 → x H2O ax mol nCO2 + b mol Số mol nước tạo thành là: ax b( x + 2) + = 0, 65 2 ⇔ ax + bx + 2b = 1,3 x+2 H2O b( x + 2) mol (III) 0,75 đ Từ (I), (II), (III), ta có: a + b = 0,5 (I) ax + bx + 2b = 1,3 (III) 12n (a + b) + ax + bx + 2b = 13,3 (II) ⇔ 12n.0,5 + 1,3 = 13,3 ⇔ n = 0,25 đ Khối lượng phân tử hidro cacbon nhỏ có giá trị 26 nên ta có: ⇒ ⇒ CnHx C2Hx = 26 24 + x = 26 x=2 ⇒ CTHH hai hợp chất C2H2 C2H4 0,25 đ ax + bx + 2b = 1,3 (III) ⇔ 2a + 2b + 2b = 1,3 ⇔ 2a + 4b = 1,3 a = 0,35 a + b = 0,5 (I) b = 0,15 Ta có: 19,95 = 1,5.13,3 nC H = 1,5.0,35 = 0,525 (mol) ⇒ Không tính tổng quát: Giáo viên: Mai Thị Hồng Vân Trường trung học sở Vũ vân - Vũ thư - Thái bình BỘ ĐỀ HỌC SINH GIỎI HĨA HỌC nC2 H = 1,5.0,15 = 0, 225 (mol) 2/ 0,5 đ Hồn thành phương trình phản ứng sau: t Fe + FeCl3 → o Cu + KMnO4 CxHyOzNt HNO3 Cu(NO3)2 → to + HCl đặc → KCl + o t + CO2 → Giải: 2Fe + 4Cu + 2KMnO4 điểm t 3Cl2 2FeCl3 → 10HNO3 → 4Cu(NO3)2 + t + 16HCl đặc + → 2KCl CxHyOzNt + + N2O MnCl2 + + H2O + Cl2 + H2O + N2 N2O + 2MnCl2 5H2O + 5Cl2 + 8H2O xCO2 + y H2O t N2 H2O o o (x + y z - )O2 o t → + Câu 3: (3,5 điểm) 1/ Đốt cháy 17,4 gam hỗn hợp gồm hai kim loại X, Y có hóa trị II III cần M X 8,96 lít khí O2 (đktc) Biết M = Hai kim loại X, Y có tỉ lệ mol tương ứng : Y Xác định hai kim loại trên? Giải: 1,5 điểm nO2 = 8,96 = 0, (mol) 22, Hai kim loại X, Y có tỉ lệ mol tương ứng : Gọi số mol kim loại X, Y 5x 2x mol (x > 0) Ta có: 5x.MX + 2x.MY = 17,4 (I) t 2X + O2 2XO → 5x mol 2,5x mol t 4Y + 3O2 2Y2O3 → o o 0,75 đ 2x mol 1,5x mol Số mol khí oxi cần dùng là: 2,5x + 1,5x = 4x = 0,4 ⇔ x = 0,1 Vậy: Số mol kim loại X 5x = 0,5 mol ; Số mol kim loại Y 2x = 0,2 mol đ ⇔ 5x.MX + 2x.MY = 17,4 (I) 5.0,1.MX + 2.0,1.MY = 17,4 MX = ⇔ MY 9 0,5.M X + 0, M X = 17, Nên: 0,5.MX + 0,2.MY = 17,4 ⇔ ⇔ ⇔ ⇔ 4MX + 1,8MX = 139,2 5,8MX = 139,2 ⇒ X kim loại hóa trị II, nguyên tử khối = 24 9 M Y = M X = 24 = 27 (gam) 8 ⇒ Y kim loại hóa trị III, nguyên tử khối = 27 ⇔ 0,5.MX + 0,2.MY = 17,4 Mà: Giáo viên: Mai Thị Hồng Vân 0,25 MY = M X MX = 24 (gam) X Magie (Mg) Y Nhôm (Al) 0,5 đ Trường trung học sở Vũ vân - Vũ thư - Thái bình BỘ ĐỀ HỌC SINH GIỎI HĨA HỌC 2/ Hịa tan hồn tồn a gam hỗn hợp kim loại M (hóa trị m), kim loại N (hóa trị n) Fe vào dung dịch H2SO4 loãng vừa đủ, thu 24,64 lít khí H2 (đktc) dung dịch X Cô cạn dung dịch X, sấy khô thu 134,8 gam muối khan Tìm a? Giải: nH = điểm 24, 64 = 1,1 (mol) 22, Gọi số mol Fe, M, N x, y, z mol (x, y, z >0) Ta có: Khối lượng hỗn hợp kim loại là: (56x + MM.y + MN.z) gam Fe + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2 ↑ x mol x mol x mol x mol 2M + mH2SO4 loãng → M2(SO4)m + mH2 ↑ y mol 0,5my mol 0,5y mol 0,5my mol 2N + nH2SO4 loãng → N2(SO4)n + nH2 ↑ z mol 0,5nz mol 0,5z mol 0,5nz mol 0,75 đ Số mol khí hidro 1,1 mol Ta có: x + 0,5my + 0,5nz = 1,1 (I) Khối lượng muối 134,8 gam Ta có: 152x + (2MM + 96m).0,5y + (2MN + 96n).0,5z = 134,8 (II) ⇔ 56x + 96x + MM.y + 96.0,5my + MN.z + 96.0,5nz = 134,8 ⇔ 56x + MM.y + MN.z + 96x + 96.0,5my + 96.0,5nz = 134,8 ⇔ (56x + MM.y + MN.z) + 96.(x + 0,5my + 0,5nz) = 134,8 Từ x + 0,5my + 0,5nz = 1,1 (I) Thay vào ta có: ⇔ (56x + MM.y + MN.z) + 96.1,1 = 134,8 0,75 đ ⇔ (56x + MM.y + MN.z) + 105,6 = 134,8 ⇔ (56x + MM.y + MN.z) = 134,8 – 105,6 ⇔ 56x + MM.y + MN.z = 29,2 (gam) Mà: 56x + MM.y + MN.z khối lượng hỗn hợp kim loại ban đầu Vậy a = 29,2 gam 0,5 đ Câu 4: (4 điểm) 1/ Nung hỗn hợp 2,24 gam bột sắt 1,6 gam bột lưu huỳnh mơi trường khơng có khơng khí để phản ứng xảy tạo FeS với hiệu suất phản ứng 75% Lấy hỗn hợp chất rắn thu cho tác dụng vừa đủ với V lít dung dịch HCl 0,1 M, V1 lít hỗn hợp khí (đktc) m gam chất rắn không tan Biết: FeS + HCl → FeCl2 + H2S Tính giá trị V, V1, m? Giải: 2,25 điểm nFe = 2, 24 = 0, 04 (mol) 56 ; Giả sử hiệu suất phản ứng đạt 100% Ta có: t Fe + S → Tỉ lệ: mol mol Trước phản ứng: 0,04 mol 0,05 mol Phản ứng: 0,04 mol 0,04 mol Sau phản ứng: Hết Dư 0,01 mol o Giáo viên: Mai Thị Hồng Vân nS = 1, = 0, 05 (mol) 32 FeS mol mol 0,04 mol 0,04 mol 0,5 đ Trường trung học sở Vũ vân - Vũ thư - Thái bình BỘ ĐỀ HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC Nhưng cho hiệu suất phản ứng đạt 75% nên ta có: 75 = 0, 03 (mol) 100 to + S → Số mol Fe phản ứng = 0, 04 Fe FeS Tỉ lệ: mol mol mol Trước phản ứng: 0,04 mol 0,05 mol mol Phản ứng: 0,03 mol 0,03 mol 0,03 mol Sau phản ứng: Dư 0,01 mol 0,02 mol 0,03 mol Chất rắn thu gồm 0,01 mol Fe ; 0,02 mol S 0,03 mol FeS S + HCl → Không phản ứng Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 ↑ 0,01 mol 0,02 mol 0,01 mol FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S ↑ 0,03 mol 0,06 mol 0,03 mol Chất rắn không tan 0,02 mol S Vậy: m = 0,02.32 = 0,64 (gam) đ Khí gồm 0,01 mol H2 0,03 mol H2S tích là: V1 = 22,4.0,04 = 0,896 (lít) đ Tổng số mol axit tham gia phản ứng là: 0,02 + 0,06 = 0,08 (mol) Thể tích dung dịch axit HCl 1M là: V= 0,5 đ 0,5 đ 0,25 0,25 n 0, 08 = = 0, 08 (lít) CM 0,25 đ 2/ Hịa tan hồn tồn a gam kim loại vào cốc nước thấy sủi bọt khí thu dung dịch X Sau khí ngừng ra, cân lại cốc dung dịch, thấy khối lượng tăng thêm Giải: 19a gam so với cốc nước ban đầu Xác định tên kim loại hòa tan vào cốc? 20 1,75 đ Gọi kim loại M, hóa trị n (n = 1,2) số mol kim loại phản ứng x mol Ta có: M + x mol a = mM = x.MM Ta có: x.M M − 2.0,5nx = ⇔ → M(OH)n nH2O nx mol x mol Khối lượng tăng thêm 19 x.M M 20 ⇔ 20MM - 20n = 19MM Ta có bảng biện luận: n MM Giáo viên: Mai Thị Hồng Vân MM − n = ⇔ 20 Loại n H2 ↑ + 0,5nx mol 0,5 đ 19a gam 20 19 M M 20 0,5 đ MM = 20n 40 Nhận 60 Loại Trường trung học sở Vũ vân - Vũ thư - Thái bình BỘ ĐỀ HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC ⇒ M kim loại hóa trị II, nguyên tử khối = 40 M Canxi (Ca) 0,75 đ Câu 4: (4 điểm) 1/ Cho 46,8 gam hỗn hợp FexOy CuO tác dụng vừa đủ với CO nung nóng Lấy chất rắn thu tác dụng hoàn toàn với axit HCl dư thấy có 10,08 lít khí H2 (đktc) m gam chất rắn khơng tan Đem chất rắn cịn lại cho hịa tan hồn tồn dung dịch HNO3 lỗng dư thấy 2,24 lít khí NO (đktc) Xác định công thức FexOy biết kim loại Cu không tác dụng với dung dịch axit HCl phản ứng với dung dịch HNO3 lỗng theo phương trình sau: Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O t Giải: FexOy + yCO → xFe + yCO2 (1) t CuO + CO → Cu + CO2 (2) Tác dụng vừa đủ nên chất rắn thu có Fe Cu 0,5 đ Cu + HCl → Không phản ứng Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 ↑ (3) o o 10, 08 = 0, 45 mol 22, 0,45 mol Vậy m gam chất rắn không tan Cu 3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO ↑ 4H2O (4) 2, 24 = 0,1 mol 22, 0,15 mol Theo PTHH (2): + nCuO = nCu = 0,15 (mol) Theo PTHH (1), ta có: FexOy + ⇒ ⇒ 0,5 đ mCuO = 0,15.80 = 12 (gam) mFe O = 46,8 − 12 = 34,8 (gam) t yCO xFe + yCO2 (1) → x y o 0, 45 mol x 0,45 mol Vậy: 0, 45 (56 x + 16 y ) = 34,8 x ⇔ 0,45(56x + 16y) = 34,8x ⇔ 25,2x + 7,2y = 34,8x ⇔ 7,2y = 9,6x ⇔ x 7, = = y 9, ⇒ ⇒ Chọn x = ; y = Cơng thức hóa học FexOy Fe3O4 0,5 đ 2/ Hỗn hợp khí X gồm n mol SO2, n mol SO3 5n mol không khí Nung nóng hỗn hợp X thời gian với xúc tác V2O5 thu hỗn hợp khí Y Biết tỉ khối X so với Y 0,95 Tính hiệu suất phản ứng SO2? (Coi khơng khí gồm O2, N2 O2 chiếm 20% thể tích khơng khí) Giải: Trong 5n mol khơng khí có 4n mol N2 n mol O2 Vậy hỗn hợp khí X gồm n mol SO2, n mol SO3, 4n mol N2 n mol O2 0,25 đ ⇒ Giả sử H% = 100% SO2 phản ứng hết, ta tính theo SO2: Giả sử số mol SO2 phản ứng x mol (n > x > 0) Ta có: t 2SO2 + O2 2SO3 → o Giáo viên: Mai Thị Hồng Vân Trường trung học sở Vũ vân - Vũ thư - Thái bình BỘ ĐỀ HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC Tỉ lệ: mol mol mol Trước phản ứng: n mol n mol mol Phản ứng: x mol 0,5x mol x mol Sau phản ứng: Dư (n – x) mol (n – 0,5x) mol x mol Hỗn hợp khí Y gồm có: (n – x) mol SO2 ; (n – 0,5x) mol O2 ; (n + x) mol SO3 4n mol N2 Biết tỉ khối X so với Y 0,95 mX : nX = 0,95 Y mY : nY M X nY = = 0,95 Theo định luật bảo toàn khối lượng, mX = mY Ta có: M Y nX Ta có: đ Ta có: ⇒ d X = 0,95 ⇒ MX = 0,95 MY n − x + n − 0,5 x + n + x + 4n = 0,95 n + n + n + 4n 7n – 0,5x = 6,65n ⇒ 0,35n = 0,5x ⇒ 0,5 đ ⇒ 7n − 0,5 x = 0,95 7n x 0,35 x = = 0, ⇒ H % = = 0, ⇒ n 0,5 n 0,75 0,75 đ Vậy H% = 70% Giáo viên: Mai Thị Hồng Vân Trường trung học sở Vũ vân - Vũ thư - Thái bình ... thư - Thái bình BỘ ĐỀ HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC GIẢI ĐỀ THI HS GIỎI TP THÁI BÌNH – 10 C Năm học 2 017 – 2 018 - Thời gian - 12 0 phút Câu 1: (4 điểm) 1/ (1, 75 đ) a/ Nêu tượng em gặp đời sống hàng ngày... 0,2 mol đ ⇔ 5x.MX + 2x.MY = 17 ,4 (I) 5.0 ,1. MX + 2.0 ,1. MY = 17 ,4 MX = ⇔ MY 9 0,5.M X + 0, M X = 17 , Nên: 0,5.MX + 0,2.MY = 17 ,4 ⇔ ⇔ ⇔ ⇔ 4MX + 1, 8MX = 13 9,2 5,8MX = 13 9,2 ⇒ X kim loại hóa trị II,... = 13 4,8 ⇔ (56x + MM.y + MN.z) + 96.(x + 0,5my + 0,5nz) = 13 4,8 Từ x + 0,5my + 0,5nz = 1, 1 (I) Thay vào ta có: ⇔ (56x + MM.y + MN.z) + 96 .1, 1 = 13 4,8 0,75 đ ⇔ (56x + MM.y + MN.z) + 10 5,6 = 13 4,8