Hòa tan hoàn toàn A trong HNO3 loãng dư thu được V lít hỗn hợp khí B gồm NO và N2có khối lượng là 2,06 gam.. Tính thể tích hỗn hợp khí thu được sau phản ứng các khí đo ở cùng điều kiện v
Trang 1UBND TỈNH THÁI NGUYÊN
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐỀ THI CHỌN HSG TỈNH GIẢI TOÁN TRÊN MTCT
NĂM HỌC 2011-2012 MÔN THI: HOÁ HỌC LỚP 12 (VÒNG 1 )
(Thời gian làm bài 150 phút không kể thời gian giao đề)
Câu I (5,0 điểm)
Hòa tan 0,1mol NH3 vào nước được 1 lít dung dịch A, độ điện li của NH3
là 1,333%
a) Tính pH của dung dịch A
b) Tính hằng số bazơ của NH3
c) Hòa tan 0,09 mol HCl vào 1 lít dung dịch A Tính pH dung dịch thu được
Câu II (5,0 điểm)
Để 8,4 gam phoi bào sắt ngoài không khí, sau một thời gian biến thành hỗn hợp
chất rắn A có khối lượng là 9,2 gam gồm FeO, Fe O3 4, Fe O2 3 và Fe dư Hòa tan hoàn
toàn A trong HNO3 loãng dư thu được V lít hỗn hợp khí B gồm NO và N2có khối
lượng là 2,06 gam
a) Tính V ở điều kiện tiêu chuẩn (đktc)
b) Trộn V lít hỗn hợp khí A với 3 lít không khí (coi không khí chỉ gồm oxi và nitơ,
oxi chiếm 1
5 thể tích không khí) Tính thể tích hỗn hợp khí thu được sau phản ứng (các
khí đo ở cùng điều kiện về nhiệt độ và áp suất)
Câu III (12,5 điểm)
1 Trong bình kín dung tích 2,112 lít chứa khí CO và một lượng hỗn hợp bột A gồm
Fe3O4 và FeCO3 ở 27,30C áp suất trong bình là 1,4 atm (thể tích chất rắn không đáng
kể) Nung nóng bình ở nhiệt độ cao để các phản ứng xảy ra hoàn toàn Hỗn hợp sau
phản ứng có tỉ khối so với H2 là
27
554
Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp A trong dung dịch
(dd) HNO3 loãng, thu được
3
792 , 1
lít hỗn hợp khí gồm NO và CO2 ở đktc Tính thể tích
dd HCl 2,0M để hòa tan hết hỗn hợp A
2 Dùng 16,8 lít không khí ở đktc (O2 chiến 20% và N2 chiếm 80% thể tích) để đốt
cháy hoàn toàn 3,21 gam hỗn hợp A gồm 2 aminoaxit kế tiếp nhau có công thức tổng
quát CnH2n+1O2N Hỗn hợp thu được sau phản ứng đem làm khô được hỗn hợp khí B,
cho B qua dd Ca(OH)2 dư thu 9,5gam kết tủa Tìm công thức cấu tạo và khối lượng của
2 aminoaxit
Nếu cho khí B vào bình dung tích 16,8 lít, nhiệt độ 136,50C thì áp suất trong bình là
bao nhiêu? Biết rằng aminoaxit khi đốt cháy tạo khí N2
Câu IV (7,5 điểm)
Có 200ml dd hỗn hợp gồm CuSO4 0,25M và CrCl2 0,60M Điện phân dung dịch trên
trong thời gian 1 giờ 36 phút 30 giây với cường độ dòng điện 5ampe
a) Tính khối lượng kim loại bám vào catốt
b) Tính thể tích khí bay lên ở anốt
c) Dung dịch còn lại có những chất nào? Tính nồng độ mol/l của các chất còn lại (giả
sử thể tích dung dịch không đổi)
ĐỀ CHÍNH THỨC
Trang 2Câu V (10,0 điểm)
Khi đun đến nhiệt độ cao PCl5 bị phân li theo phương trình:
PCl5(K) PCl3(K) + Cl2(K)
1 Cho m gam PCl5 vào một bình dung tích V, đun nóng bình đến nhiệt độ T(0K) để xảy ra phản ứng phân li PCl5 Sau khi đạt tới trạng thái cân bằng áp suất khí trong bình bằng P Hãy thiết lập biểu thức tính Kp theo độ phân li và áp suất P
2 Trong thí nghiệm 1 thực hiện ở nhệt độ T1 người ta cho 83,300 g PCl5 vào bình dung tích V1 Sau khi đạt tới trạng thái cân bằng đo được P bằng 2,700 atm Hỗn hợp khí trong bình có tỷ khối so với hiđrô bằng 68,862 Tính và Kp
Câu VI (10,0 điểm)
Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,24g FeS2 và 0,264g FeS vào lượng dư
H2SO4 đặc nóng thu được dd A và khí B Hấp thụ hết khí B bằng một lượng vừa đủ
dd KMnO4 thu được dd D không màu trong suốt có pH = 2
1 Viết các phương trình phản ứng và tính thể tích dd D
2 Nếu đem hòa tan lượng hỗn hợp X trên vào dd HNO3 loãng thì thu được dd Z và (V) lít khí NO ở đktc Dung dịch Z vừa tác dụng với dd NaOH cho kết tủa màu nâu đỏ, vừa tác dụng với dd BaCl2 Hãy tính (V)
(Cho H=1; C =12; N=14; O=16; Na=23; Mg=24; P=31; S=32; Cl=35,5; K=39; Fe=56; Cu=64; Br=80; Ag=108.)
( Gi¸m thÞ kh«ng gi¶i thÝch g× thªm)
Trang 3UBND TỈNH THÁI NGUYÊN
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
GIẢI TOÁN TRÊN MTCT - NĂM HỌC 2011-2012 MÔN THI: HOÁ HỌC LỚP 12 (VÒNG 1)
(Thời gian làm bài 180 phút không kể thời gian giao đề)
I
(5,0đ)
a) NH3 + H2O ƒ NH4+ + OH-
Cân bằng 0,1 - 0,1α 0,1α 0,1α (M)
[OH-]= 0,1.0,01333 = 1,333.10-3 (M)
14
12 -3
10
7,50787546.10 1,333.10
pH = 11,12448294
b) K b (NH 3 ) =
3 2
3
1,800847174.10 0,1.0, 9867
NH
c) HCl + NH3 → NH4Cl
0,09 0,09 0,09 (mol)
Số mol NH3 dư = 0,01 (mol)
NH3 + H2O ƒ NH4+ + OH-
Ban đầu 0,01 0,09 0 (M)
Điện li x x x (M)
Cân bằng 0,01-x 0,09+x 0,1α (M)
Kb=
3
1,800840174.10
0, 01
Giả sử x<<0,09; x<<0,01
[OH-] = x = 1,99.10-6M
14
9 -6
10
5, 03.10 1,99.10
H
pH = 8,298432015
ĐỀ CHÍNH THỨC
Trang 4II
(5,0đ)
Quá trình oxi hóa Quá trình khử
Fe Fe 3e 0,15 0,45
2
O 4e 2 O
0, 025 0,1
2
3x x
2 N 10e N 10y y
Áp dụng định luật bào toàn khối lượng ta có
2
2
O
Gọi x, y là số mol của NO và N2
Theo đề ta có hệ phương trình:
Giải hệ ta được
x 0, 05
y 0, 02
VA 1,568 lit
1
N O + O N O
2
b ñ 1 ,1 2 0 ,6
p ö 1 ,1 2 0 ,5 6
s p ö 0 0 ,0 4 1 ,1 2
2
1
5
l Vhh 4, 008 l
III
(12,5đ)
) 3 , 27 273 ( 082 , 0
4 , 1 112 , 2
mol x
x
Gọi x, y là số mol Fe3O4, FeCO3 trong hỗn hợp A
Các ptpư:
Fe3O4 + 4CO 3Fe + 4 CO2 (1)
x 4x 4x
t0
t0
Trang 5FeCO3 + CO Fe + 2 CO2 (2)
y y 2y
Hỗn hợp sau phản ứng (1) và (2):
n hỗn hợp = n CO2 + n CO dư = 4x + 2y + 0,12 - (4x + y) = 0,12 + y
27
554 x 2
Hòa tan A trong HNO3 loãng:
3Fe3O4 + 28HNO3 = 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O (3)
x x/3
3FeCO3 + 10HNO3 = 3Fe(NO3)3 + NO + 3CO2 + 5H2O (4)
y y/3 y
Từ (3) và (4):
3
08 , 0 y 3
y 3
x
nhhCO2,NO
Từ đó ta có hệ phương trình
) y 12 , 0 ( 41 ) y x 4 12 , 0 ( 28 ) y 2 x 4 ( 44
08 , 0 y x
Giải hệ, ta được:
015 , 0 y
02 , 0 x
Ptpư hòa tan A trong dd HCl là:
Fe3O4 + 8HCl = 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O (5)
0,02 mol 0,16 mol
FeCO3 + 2HCl = FeCl2 + CO2 + H2O (6)
0,015 mol 0,03 mol
nHCl 0,030,160,19mol
2
19 , 0
2 Số mol O2 và N2 trong không khí:
100
20 x 4 , 22
8 , 16
n
2
100
80 x 4 , 22
8 ,
16
n
2
Gọi n là số nguyên tử C trung bình trong 2 phân tử aminoaxít CTPT chung là: C H O2N
1 n
n
Phản ứng cháy :
2
1 O H 2
1 n 2 CO n O 4
3 n N O H
x xn
Gọi x là số mol 2 aminoaxít, ta có: n nx
2
CO
Hỗn hợp khí B gồm: CO2, N2 cho B tác dụng với Ca(OH)2 dư:
CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 + H2O (2)
Trang 60,095(mol)
100
5 , 9 n
Ta có hệ phương trình:
095 , 0 x n
21 , 3 x ) 47 n 14 (
Giải hệ ta có x = 0,04 n 2 , 375
CTPT của 2 aminoaxít: C2H5O2N CTCT : H2N-CH2-COOH
C3H7O2N CTCT: H2N-C2H4-COOH
Gọi a, b lần lượt là số mol 2 aminoaxít
21 , 3 b 89 a 75
04 , 0 b a
015 , 0 b
025 , 0 a
m C2H5O2N = 75 x 0,025 = 1,875 (g)
m C3H7O2N = 89 x 0,015 = 1,335 (g)
Hỗn hợp B sau phản ứng:
nO2dư = x 0,0375(mol)
4
3 n 6 15 ,
nN2 = 0 , 62 ( mol )
2
x 6 ,
nCO2 = 0,095(mol)
nB = 0,037 + 0,62 + 0,095 = 0,7525 (mol)
8 , 16 x 273
4 , 22 x ) 5 , 136 273 ( x 7525 , 0
IV
(7,5đ)
a)
Quá trình điện li: CuSO4Cu2 SO24
CrCl2 Cr2+ + 2Cl-
H2O H+ + OH Thứ tự ở catốt: Cu2+ + 2e Cu
Cr2+ + 2e Cr
Thứ tự ở anốt: 2Cl- - 2e Cl2
H2O - 2e O2
2
1
+ 2H+ nCuSO4 = 0,2 x 0,25 = 0,005 (mol)
nCrCl2 = 0,2 x 0,6 = 0,12 (mol)
Gọi t1 là thời gian để khử hết Cu2+
5 x 64
96500 x 2 x 64 x 05 , 0 AI
F n m t nF
1 1
Thời gian còn lại để khử Cr2+ là : 5790 - 1930 = 3860 (giây)
mCr = AItnF2 5296500x3860x2x5 5,2(gam)
Tổng khối lượng kim lọai bám lên catốt: 0,05 x 64 + 5,2 = 8,4 (gam)
Trang 7b) Tổng mol e- nhận là: 0,05 x 2 + 0,1 x 2 = 0,3 (mol)
Số mol e- nhường cho Clo: 0,12 x 2 = 0,24 (mol)
Số mol OH- (H2O) bị OXH: 0,3 - 0,24 = 0,06 (mol)
Số mol O2 = 1 OH
n
06 , 0
Tổng thể tích khí tại anốt là: (0,015 + 0,12)x 22,4 = 3,024 (l)
c) Dung dịch gồm CrSO4 0,1M và H2SO4 0,15M
V
(10,0đ)
1 Thiết lập biểu thức tính Kp theo độ điện li và áp suất p
PCl5(K) PCl3(K) + Cl2(K) Số mol ban đầu a
Số mol phân li x x x Số mol ở trạng thái a – x x x thái cân bằng
- Số mol PCl5 ban đầu =
239 , 208
m
= a (mol)
- Tổng số mol khí lúc cân bằng: a+ x
- độ điện li =
a
x
(1)
Ta có: áp suất riêng phần của mỗi khí:
p x a
x a
P PCl
x a
x P
P Cl PCl
3 2
p x a
x a
p x a x P
P P Kp
PCl
PCl Cl
2
5
3
2
(2)
2
2
5
PCl
n ban đầu = a =
239 , 208
3 , 83
= 0,400 (mol)
M của hỗn hợp cân bằng: 68,826 x 2,016 = 137,724 g Tổng số mol khí lúc cân bằng: n = a(1+ )
n =
753 , 138
3 , 83
=0,600 (mol)
n = a(1+ ) = 0,4(1+ ) = 0,6 => = 0,5 (50%) Tìm Kp tại nhiệt độ T1:
p
2
) 5 , 0 ( 1
) 5 , 0 ( 2
2
Trang 8
VI
(10,0)
1
2 FeS2 + 14 H2SO4 Fe2(SO4)3 + 15 SO2 + 14 H2O (1)
2 FeS + 10 H2SO4 Fe2(SO4)3 + 9 SO2 + 10 H2O (2)
5 SO2 + 2 KMnO4 + H2O 2KHSO4 + 2 MnSO2 + H2SO4 (3)
2
FeS
FeS
2
9 2
15
2
5
2
SO
2 4
2
5
1
SO SO
4 2
4 2 )
VddD = 2
10
0228 , 0
= 2,28 (lớt)
2
Khi cho X vaứo HNO3 ddZ vaứ NO pửự OXH FeS2 + 8 H2O – 15e Fe3+ + 2 SO42- + 16 H+ (4) hoón hụùp (X) FeS + 4 H2O – 9e Fe3+ + SO42- + 8 H+ (5) pửự khửỷ NO3- + 4 H+ + 3e NO + 2H2O (6) Tửứ (4) vaứ (5) toồng soỏ mol e trao ủoồi:
ne = 15 nFeS2 + 9nFeS = 15.0,002 + 9.0,003 = 0,057 Tửứ (6)
3
057 , 0
NO
n
4 , 22 3
057 , 0
) (dkc
NO
Chỳ ý:
Thí sinh có thể giải bài toán theo cách khác nếu lập luận đúng và tìm ra kết quả đúng vẫn cho
điểm tối đa