olympic.hoa10.Ams.2007

Sở giáo dục & đào tạo Hà Nội Đề thi olympic Trờng THPT chuyên Hà Nội - Amsterdam Môn hóa học: Lớp 10 chuyên Năm học : 2006 - 2007 Thời gian : 120 phút (Đề thi gồm có 2 trang) Câu I : ( 4điểm ) 1. Hoàn thành phơng trình phản ứng và cân bằng theo phơng pháp thăng bằng ion- electron các phản ứng sau : a. MnO 4 + SO 2 + H 2 O b. FeS 2 + NO 3 + H + SO 2 4 + NO + c. 3 IO I H + + + d. Fe a O b + NO 3 + H + NO + 2. Có 6 dung dịch đựng trong sáu lọ mất nhãn : dd Na 2 SO 4 , dd NaClO, dd KI, dd KBr, dd HCl, dd HI. Chỉ dùng thêm quỳ tím và một hoá chất khác, trình bày phơng pháp phân biệt các dung dịch trên. Câu II: (4 điểm) 1. Cho sơ đồ sau: SO 2 A B C 1 2 3 4 5 6 7 8 10 9 2. Hỗn hợp A gồm Mg, Al, Fe, Zn. Hoà tan hoàn toàn 2 gam A vào dung dịch HCl d thu đợc 0,1 gam khí. Mặt khác khi cho 2 gam A phản ứng hoàn toàn với khí Clo d thu đ- ợc 5,763 gam hỗn hợp muối. Xác định % về khối lợng sắt trong hỗn hợp A. Câu III: ( 4điểm ) 1. Phân tử của hợp chất A có tổng số protron là 100. Phân tử A gồm 6 nguyên tử của hai nguyên tố phi kim ở các chu kỳ nhỏ và thuộc hai nhóm khác nhau. a. Xác định công thức phân tử của A b. Cho biết dạng hình học và trạng thái lai hóa của nguyên tố trung tâm trong nguyên tử A c. Hòa tan 0,01 mol A vào nớc thành 1 lít dung dịch B. Tính pH của dung dịch B. Biết hằng số axit của một axit trong dung dịch B là : pK 1 = 1,7; pK 2 = 7,2; pK 3 = 12,4 2. Tại 20 0 C, phản ứng: H 2 (k) + Br 2 (lỏng) 2 HBr (k) (1) có hằng số cân bằng K p = 9,0 .10 16 . Kí hiệu (k) chỉ trạng thái khí. Hãy tính K p của phản ứng: H 2 (k) + Br 2 (k) 2 HBr (k) (2) tại 20 O C , áp suất p = 0,25 atm. Br 2 (k) Xác định công thức hoá học của các chất A, B, C và viết phơng trình phản ứng. Biết rằng A, B, C là đơn chất và hợp chất của lu huỳnh. Câu IV : ( 4điểm ) 1. Ag có khả năng đẩy đợc H 2 ra khỏi : a. Dung dịch HCl 1M không ? b. Dung dịch HI 1M không ? Biết K s (AgCl) = 1,7.10 -10 ; K s (AgI) = 10 -16 ; 2 0 0 / 2 / 0,8 ; 0 Ag Ag H H E V E V + + = = 2. Xét phản ứng ở nhiệt độ T : 2N 2 O 5 = 4NO 2 + O 2 Các kết quả thực nghiệm sau đây đợc ghi nhận : Nồng độ N 2 O 5 mol.l -1 Tốc độ phân huỷ mol.l -1 .s -1 0,170 1,39.10 -3 0,340 2,78.10 -3 0,680 5,56.10 -3 a. Viết biểu thức tốc độ phản ứng . b. Tính hằng số tốc độ ở nhiệt độ T . Câu V: (4điểm ) Cho 33,55 g hỗn hợp A gồm MClO x và MClO y vào bình có dung tích 5,6 lít chứa không khí (ở đktc). Sau khi nung bình để cho các phản ứng xảy ra hoàn toàn, đa nhiệt độ bình về 0 0 C, lúc đó áp suất trong bình là 3 atm. Chất rắn B còn lại trong bình sau phản ứng chỉ có muối MCl . Hoà tan hết chất rắn B vào nớc đợc dung dịch C. Cho dung dịch C tác dụng với dung dịch AgNO 3 ( d ) tạo ra 43,05g kết tủa. a. Xác định kim loại M. b. Xác định công thức phân tử có thể có của MClO x , MClO y . c. So sánh tính axit và tính oxi hóa của các chất HClO m ( m nhận giá trị từ 1 đến 4) (Cho: H = 1; Li = 7 ; O = 16 ; Na = 23 ; Mg = 24 ; Al = 27 ; Cl = 35,5 ; K = 39; Fe = 56 ; Zn = 65 ; Ag = 108) Ghi chú: thí sinh không đợc sử dụng bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học. Sở giáo dục & đào tạo Hà Nội Đề thi olympic Trờng THPT chuyên Hà Nội - Amsterdam Môn hóa học: Lớp 10 Năm học : 2006 - 2007 Thời gian : 120 phút (Đề thi gồm có 2 trang) Câu I : ( 4 điểm) Hoàn thành phơng trình phản ứng và cân bằng theo phơng pháp thăng bằng electron các phản ứng sau : 1. KMnO 4 + HBr 2. KMnO 4 + H 2 O 2 + H 2 SO 4 3. CaOCl 2 + HCl 4. Fe a O b + H 2 SO 4 đặc, nóng SO 2 + Câu II: (6 điểm) 1. Cho sơ đồ sau: SO 2 A B C 1 2 3 4 5 6 7 8 10 9 2. Hỗn hợp A gồm Mg, Al, Fe, Zn. Hoà tan hoàn toàn 2 gam A vào dung dịch HCl d thu đợc 0,1 gam khí. Mặt khác khi cho 2 gam hỗn hợp A phản ứng hoàn toàn với khí Clo d thu đợc 5,763 gam hỗn hợp muối. Xác định % về khối lợng sắt trong hỗn hợp A. Câu III: (5 điểm) 1. Tổng số hạt protron trong phân tử của hợp chất A là 100. Phân tử A gồm 6 nguyên tử của hai nguyên tố phi kim ở các chu kỳ nhỏ và thuộc hai nhóm khác nhau. a. Xác định công thức phân tử của A b. Viết phơng trình phản ứng của A với : nớc ; dung dịch NaOH. 2. Cho các thí nghiệm sau: a. Sục từ từ cho tới d khí SO 2 vào dung dịch Ba(OH) 2 . b. Khí H 2 S tiếp xúc với Ag kim loại trong không khí ẩm. c. Dung dịch H 2 S để lâu trong không khí. Nêu hiện tợng xảy ra và viết phơng trình phản ứng để giải thích. Xác định công thức hoá học của các chất A, B, C và viết phơng trình phản ứng. Biết rằng A, B, C là đơn chất và hợp chất của lu huỳnh. Câu IV:( 5 điểm) Cho 33,55 g hỗn hợp A gồm MClO x và MClO y vào bình có dung tích 5,6 lít chứa không khí (ở đktc). Sau khi nung bình để cho các phản ứng xảy ra hoàn toàn, đa nhiệt độ bình về 0 0 C, lúc đó áp suất trong bình là 3 atm. Chất rắn B còn lại trong bình sau phản ứng chỉ có muối MCl . Hoà tan hết chất rắn B vào nớc đợc dung dịch C. Cho dung dịch C tác dụng với dung dịch AgNO 3 ( d ) tạo ra 43,05g kết tủa. a. Xác định kim loại M. b. Xác định công thức phân tử có thể có của MClO x , MClO y . c. So sánh tính axit và tính oxi hóa của các chất HClO m ( m nhận giá trị từ 1 đến 4) (Cho: H = 1; Li = 7 ; O = 16 ; Na = 23 ; Mg = 24 ; Al = 27 ; Cl = 35,5 ; K = 39; Fe = 56 ; Zn = 65 ; Ag = 108) Ghi chú: thí sinh không đợc sử dụng bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học. Đáp án và hớng dẫn chấm chuyen Nội dung Điểm Câu1: (4 điểm) 1. (2đ) Mỗi pt 0,5đ a. 2. - + 2+ 4 2 MnO + 8H + 5e Mn + 4H O 5. 2- + 2 2 4 SO + 2H O - 2e SO + 4H - 2+ 2- + 4 2 2 4 2MnO + 5SO +2H O 2Mn + 5SO + 4H b. 3+ 2- + 2 2 4 FeS + 8H O - 15e Fe + 2SO + 16H 5. - + 3 2 NO + 4H + 3e NO + 2H O - + 3+ 2- 2 3 4 2 FeS + 5NO + 4H Fe + 2SO + 5NO + 2H O c. - + 3 2 2 2IO + 12H + 10e I + 6H O 5. - 2 2I - 2e I - - + 3 2 2 2IO + 10I + 12H 6I + 6H O d. 3. + 3+ a b 2 Fe O + 2bH - (3a - 2b)e aFe + bH O (3a-2b). - + 3 2 NO + 4H + 3e NO + 2H O - + 3+ a b 3 2 3Fe O + (3a - 2b)NO + (12a - 2b)H 3aFe + (3a - 2b)NO + (6a - b)H O 2. (2đ) : Dùng thuốc thử quỳ tím - Làm giấy quỳ chuyển xanh rồi mất màu là :NaClO - Làm đỏ giấy quỳ là : HI, HCl (nhóm A) - Không làm đổi màu giấy quỳ là : KBr, KI, Na 2 SO 4 (nhóm B) Dùng dung dịch AgNO 3 thử vào từng dung dịch trong 2 nhóm : - Nhóm A : + Có kết tủa vàng là: HI + Có kết tủa trắng là: HCl - Nhóm B : + Có kết tủa vàng là: KI + Có kết tủa vàng nhạt là: KBr Viết phơng trình phản ứng 0,5 0,5 0,5 0,5 0,25 0,5 0,75 0,25 0,25 Câu 2: (4 điểm) 1. (2,5đ) A: S; B: H 2 SO 4 ; C: H 2 S hoặc A: H 2 SO 4 ; B: S; C: H 2 S Mỗi ptp 0,25đ 1/ S + O 2 SO 2 2/ SO 2 + 2H 2 S 3S + 2H 2 O 3/ S + 6HNO 3 H 2 SO 4 + 6NO 2 + 2 H 2 O 4/ 4H 2 SO 4 + 3Mg 3MgSO 4 + S + 4 H 2 O 5/ S + H 2 H 2 S 6/ 2H 2 S + O 2,thiếu 2S + 2H 2 O 7/ H 2 SO 4 + MgS MgSO 4 + H 2 S 2,5 8/ H 2 S + 4Cl 2 + 4H 2 O H 2 SO 4 + 8 HCl 9/ SO 2 + Cl 2 + H 2 O H 2 SO 4 + 2 HCl 10/ H 2 S + 3O 2 2SO 2 + H 2 O 2. (1,5đ) Viết phơng trình phản ứng Mg, Al, Zn, Fe với HCl và Clo. Mg, Al,Zn không thay đổi hoá trị trong các phản ứng, chỉ có Fe thay đổi hoá trị: Fe + HCl FeCl 2 + H 2 (1) Fe + Cl 2 FeCl 3 (2) Theo (1) Số mol Clo trong muối = Số mol Clo trong HCl = 2 Số mol H 2 = 0,1 mol m muối = m KL + m Clo trong muối = 2 + 35,5.0,1 = 5,55 g Theo (2) Số mol Fe = (5,763 5,55 )/ 35,5 = 0,006 mol % Fe = 16,8 % HS có thể làm theo cách khác 0,5 0,25 0,25 0,5 Câu 3 :(4 điểm) 1. ( 2,25 điểm ) Số proton trung bình trong mỗi nguyên tử = 100 16,7 6 = 1 nguyên tố có Z > 16 Hai nguyên tố là phi kim thuộc chu kỳ nhỏ có Z < 19 Vậy 1 nguyên tố có Z = 17 đó là Clo. Nguyên tố còn lại không cùng nhóm với clo. Nếu Clo có số oxi hóa dơng thì chỉ có trong hợp chất với oxi , các oxit của clo đều không phù hợp với đề bài Nếu Clo có số oxi hóa 1 số nguyên tử Clo là a, nguyên tố còn lại có (6-a) nguyên tử; Công thức X 6-a Cl a . Ta có Z x (6-a) + 17a =100 a = 4 ; Z = 16 thì CTPT là S 2 Cl 4 (không tồn tại) và a = 5 ; Z x = 15 CTPT : PCl 5 tồn tại. số nguyên tử Clo là 5, nguyên tố còn lại có 1 nguyên tử; Công thức XCl 5 . Số p của X là Z x = 100 17 x5 = 15 là phốt pho (Z = 15). Cl a. ( 1đ ) CTPT : PCl 5 b. ( 0,5 đ)- Dạng hình học : Lỡng chóp tam giác Cl - P lai hóa sp 3 d P Cl Cl c. ( 0,75đ ) PCl 5 + 4H 2 O H 3 PO 4 + 5HCl (mol) 0,01 0,01 0,05 Cl HCl phân li hoàn toàn : HCl H + + Cl - 0,05 0,05 0,05 H 3 PO 4 phân li từng nấc 1 2 3 a a a K K K>> >> , nấc 1 là chủ yếu H 3 PO 4 H + + H 2 PO 4 - K a = 10 -1,7 Ban đầu 0,01 0,05 Phân li x x x Cân bằng 0,01 x 0,05+x x 1,7 (0,05 ) 10 0,01 a x x K x + = = x = 2,745. 10 -3 pH = - lg(x) = 1,28 2. ( 1,75đ ) Phản ứng H 2 (k) + Br 2 (lỏng) 2 HBr (k) (1) có (Kp) 1 = p 2 HBr / p H 2 = 9,0.10 16 (a) còn phản ứng: H 2 (k) + Br 2 (k) 2 HBr (k) (2) 0,25 0,25 0,5 0,5 0,25 0,25 0,25 có (Kp) 2 = p 2 HBr / p H 2 ì p Br 2 (b) Xét cân bằng Br 2 (k) Br 2 (lỏng) (3) có (Kp) 3 = (pBr 2 (k) ) -1 = ( 0,25 ) -1 = 4 (c) Khi tổ hợp (1) với (3) ta có cân bằng (2): H 2 (k) + Br 2 (lỏng) 2 HBr (k) (1) Br 2 (k) Br 2 (lỏng) (3) (1) + (3): H 2 (k) + Br 2 (k) 2 HBr (k) (2) Vậy (Kp) 2 = (Kp 1 ). (Kp 3 ) = 9,0. 10 16 . 4 = 3,6 . 10 17 (atm) 0,5 0,75 0,5 Câu 4 : (4 điểm) 1.a. (2 điểm): HCl = H + + Cl - [Cl - ] = 1M [Ag + ] [Cl - ] = 1,7.10 -10 [Ag + ] = 1,7.10 -10 /Ag Ag E + = E 0 + 0,059 lg[Ag + ] = 0,8 + 0,059 lg(1,7.10 -10 ) = 0,223V 2Ag + 2HCl = 2AgCl + H 2 E = - 0,223V < 0 hoặc K = 10 -7,48 rất nhỏ Ag không thể đẩy đợc H 2 ra khỏi dung dịch HCl 1M (HS có thể tính theo tổ hợp cân bằng) b. Tơng tự trong dung dịch HI 1M /Ag Ag E + = 0,8 + 0,059 lg(8,3.10 -17 = - 0,148V 2Ag + 2HI = 2AgI + H 2 E = 0 (- 0,148V) = 0,148 V > 0 hoặc K = 10 4,97 rất lớn Ag có thể đẩy đợc H 2 ra khỏi dung dịch HI 1M trong điều kiện đã cho. 2.a. (2 điểm) Các kết quả thực nghiệm cho thấy phản ứng thuộc bậc nhất. Biểu thức của tốc độ phản ứng có dạng : V = k [N 2 O 5 ] b. Hằng số tốc độ phản ứng ở T 0 K sẽ là : -3 -3 -1 1,39.10 k = = 8,18.10 s 0,170 1,0 1,0 1,0 1,0 Câu 5 : (4 điểm) a. 2 O 2 P.V (3-1).5,6 n = = =0,5molO 22,4 R.T .273 273 (do nhiệt phân tạo ra) Từ hai công thức : AClO x , AClO y , ta đặt AClO z là công thức chung, ta có: 0 t z 2 z AClO ACl + O 2 d mol d mol zd/2 mol Ta có : ACl + AgNO 3 = AgCl + ANO 3 0,3 43,05 0,3 143,5 = Suy ra d = 0,3 mol Gọi a là số mol AClO x ; b là số mol AClO y d = a + b = 0,3 z 2 ACl AClPO O ACl m = m - m = 0,3.M = 33,55 16 = 0,3.M ACl 17,55 = 0,3 x (M A + 35,5) M A = 23 A : Na b. Định công thức AClO x , AClO y . Đặt CT chung là : NaClO z NaClO z = NaCl + 2 z O 2 0,3 .0,3 2 z 2 0,3. 0,5 2 O z n = = 10 3,33 3 z = = Nếu : x < y ta có : x < z = 3,33 < y 4 Vậy ta có các cặp nghiệm với : y = 4 x = 1 ; 2 ; 3 Các cặp nghiệm : NaClO , NaClO 4 NaCO 2 , NaClO 4 NaClO 3 , NaClO 4 c. Tính axit : HClO < HClO 2 < HClO 3 < HClO 4 Tính oxi hóa : HClO > HClO 2 > HClO 3 > HClO 4 0,5 0,25 0,25 0,5 0,25 0,5 0,25 0,5 0,5 0,5 Đáp án và hớng dẫn chấm Nội dung Điểm Câu 1: (4 điểm) Mỗi pt 1,0 đ - Điền đúng chất 0,25 đ - Cân bằng đúng 0,75 đ a. 2. +7 2+ Mn + 5e Mn 5. - 2 2Br Br + 2e 4 2 2 2 2KMnO + 16HBr 2KBr + 2MnBr + 5Br +8H O b. 2. +7 2+ Mn + 5e Mn 5. - 0 2O 2O + 2e 4 2 2 2 4 2 4 4 2 2 2KMnO + 5H O + H SO K SO + 2MnSO + O + 8H O c. - Cl Cl + 1e + Cl + 1e Cl 2 2 2 2 CaOCl + 2HCl CaCl + Cl + H O d. 2. 2b 3+ a aFe aFe + (3a - 2b)e + (3a-2b). 6+ 4+ S + 2e S a b 2 4 2 4 3 2 2 2Fe O + (6a - 2b)H SO aFe (SO ) + (3a - 2b)SO + (6a - 2b)H O 4,0 Câu 2: (6 điểm) 1. (3,5 đ) A: S; B: H 2 SO 4 ; C: H 2 S hoặc A: H 2 SO 4 ; B: S; C: H 2 S Mỗi ptp 0,3đ 1/ S + O 2 SO 2 2/ SO 2 + 2H 2 S 3S + 2H 2 O 3/ S + 6HNO 3 đ H 2 SO 4 + 6NO 2 + 2 H 2 O 4/ 4H 2 SO 4 + 3Mg 3MgSO 4 + S + 4 H 2 O 5/ S + H 2 H 2 S 6/ 2H 2 S + O 2,thiếu 2S + 2H 2 O 7/ H 2 SO 4 + MgS MgSO 4 + H 2 S 8/ H 2 S + 4Cl 2 + 4H 2 O H 2 SO 4 + 8 HCl 9/ SO 2 + Cl 2 + H 2 O H 2 SO 4 + 2 HCl 10/ H 2 S + 3O 2 2SO 2 + H 2 O 2. (2,5đ) Viết phơng trình phản ứng Mg, Al, Zn, Fe với HCl và Clo. Mg, Al,Zn không thay đổi hoá trị trong các phản ứng, chỉ có Fe thay đổi hoá trị: Fe + HCl FeCl 2 + H 2 (1) Fe + Cl 2 FeCl 3 (2) Theo (1) Số mol Clo trong muối = Số mol Clo trong HCl = 2 Số mol H 2 = 0,1 mol m muối = m KL + m Clo trong muối = 2 + 35,5.0,1 = 5,55 g Theo (2) Số mol Fe = (5,763 5,55 )/ 35,5 = 0,006 mol % Fe = 16,8 % 0,5 3,0 1,0 0,5 0,5 0,5 Câu 3 :(5 điểm) 1. ( 2,75 điểm ): Số proton trung bình trong mỗi nguyên tử = 100 16,7 6 = 1 nguyên tố có Z > 16 Hai nguyên tố là phi kim thuộc chu kỳ nhỏ có Z < 19 Vậy 1 nguyên tố có Z = 17 đó là Clo. Nguyên tố còn lại không cùng nhóm với clo. Nếu Clo có số oxi hóa dơng thì chỉ có trong hợp chất với oxi , các oxit của clo đều không phù hợp với đề bài Nếu Clo có số oxi hóa 1 số nguyên tử Clo là 5, nguyên tố còn lại có 1 nguyên tử; Công thức XCl 5 . Số p của X là Z x = 100 17 x5 = 15 là phốt pho (Z = 15). a. CTPT : PCl 5 b. PCl 5 + 4H 2 O H 3 PO 4 + 5HCl c. PCl 5 + 8NaOH 5NaCl + Na 3 PO 4 + 4H 2 O 2. (2,25 điểm): Mỗi thí nghiệm 0,75 điểm ( 0,25 điểm hiện tợng, 0,5 điểm phơng trình) a. Xuất hiện vẩn đục sau đó vẩn đục tan khi SO 2 d SO 2 + Ba(OH) 2 BaSO 3 + H 2 O BaSO 3 + SO 2 + H 2 O Ba(HSO 3 ) 2 b. Ag kim loại bị xạm đen 2H 2 S + 4Ag + O 2 2Ag 2 S đen + 2H 2 O c. Có vẩn đục màu vàng 2H 2 S + O 2 2S vàng + 2H 2 O 0,25 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,25 0,5 0,25 0,5 0,25 0,5 Câu 4 : (5 điểm) a. (2,25 đ) 2 O 2 P.V (3-1).5,6 n = = =0,5molO 22,4 R.T .273 273 (do nhiệt phân tạo ra) Từ hai công thức : AClO x , AClO y , ta đặt AClO z là công thức chung, ta có: 0 t z 2 z AClO ACl + O 2 d mol d mol zd/2 mol Ta có : ACl + AgNO 3 = AgCl + ANO 3 0,3 43,05 0,3 143,5 = Suy ra d = 0,3 mol Gọi a là số mol AClO x ; b là số mol AClO y d = a + b = 0,3 z 2 ACl AClPO O ACl m = m - m = 0,3.M = 33,55 16 = 0,3.M ACl 17,55 = 0,3 x (M A + 35,5) M A = 23 A : Na b. (1,75 đ) Định công thức AClO x , AClO y . Đặt CT chung là : NaClO z NaClO z = NaCl + 2 z O 2 0,75 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,25 . Sở giáo dục & đào tạo Hà Nội Đề thi olympic Trờng THPT chuyên Hà Nội - Amsterdam Môn hóa học: Lớp 10 chuyên Năm học : 2006 - 2007 Thời gian : 120 phút (Đề thi gồm có 2 trang) Câu. tố hoá học. Sở giáo dục & đào tạo Hà Nội Đề thi olympic Trờng THPT chuyên Hà Nội - Amsterdam Môn hóa học: Lớp 10 Năm học : 2006 - 2007 Thời gian : 120 phút (Đề thi gồm có 2 trang) Câu