SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 10 NĂM HỌC 2011-2012 ĐỀ THI MÔN: HOÁ HỌC (Dành cho học sinh THPT chuyên ) (Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian giao đề) Câu 1 (2,0 điểm) Hỗn hợp X (gồm FeS ; FeS 2 ; CuS) tan vừa hết trong dung dịch chứa 0,33 mol H 2 SO 4 đặc nóng, sinh ra 0,325 mol khí SO 2 và dung dịch A . Nhúng 1 thanh Fe nặng 50 gam vào dung dịch A, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn nhấc thanh Fe ra làm khô, cân nặng 49,48 gam và còn lại dung dịch B . 1) Viết các phương trình phản ứng xảy ra. 2) Xác định % khối lượng của hỗn hợp X.(Coi khối lượng Cu bị đẩy ra bám hết vào thanh Fe) 3) Cho dung dịch B phản ứng với dung dịch HNO 3 đặc dư thu được khí NO 2 (sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch C. Xác định khoảng giá trị của khối lượng muối có trong dung dịch C? Câu 2 ( 1,0 điểm ) Nếu ta biểu diễn công thức hóa học của các oxi axit là XO m (OH) n thì khi m = 0, các axit kiểu X(OH) n là những axit yếu; khi m = 1, các axit có dạng XO(OH) n là axit trung bình; còn khi m > 1 là các axit mạnh. Hãy chỉ ra 3 chất trong mỗi trường hợp. Câu 3 (2,0 điểm) Chất lỏng A trong suốt, không màu, và có 8,3% hiđro; 59,0% oxi còn lại là clo theo khối lượng. Khi đun nóng A đến 110 0 C thấy tách ra khí X đồng thời khối lượng giảm đi 16,8% khi đó chất lỏng A trở thành chất lỏng B. Khi làm lạnh A ở dưới 0 0 C, thoạt đầu tách ra tinh thể Y không chứa clo, còn khi làm lạnh chậm ở nhiệt độ thấp hơn nữa sẽ tách ra tinh thể Z chứa 65% clo về khối lượng. Khi làm nóng chảy tinh thể Z có thoát ra khí X. 1) Cho biết công thức của A, B, X, Y, Z. 2) Giải thích vì sao khi làm nóng chảy Z có thoát ra khí X. (Biết trong A chỉ chứa 1 nguyên tử clo) Câu 4 (2,0 điểm). Đối với phản ứng thuận nghịch trong pha khí 2 SO 2 + O 2 0 ,t xt ˆ ˆ ˆ †ˆ ‡ ˆ ˆ ˆˆ 2 SO 3 1) Người ta cho vào bình kín thể tích không đổi 3,0 lít một hỗn hợp gồm 0,20 mol SO 3 và 0,15 mol SO 2 . Cân bằng hóa học được thiết lập tại 25 o C và áp suất chung của hệ là 3,20 atm. Xác định % thể tích của oxi trong hỗn hợp cân bằng. 2) Cũng ở 25 o C, người ta cho vào bình trên y mol khí SO 3 . Ở trạng thái cân bằng thấy có 0,105 mol O 2 . Tính tỉ lệ SO 3 bị phân hủy, thành phần % thể tích của hỗn hợp khí và áp suất chung của hệ. Câu 5 (1,0 điểm) Hoàn thành các phương trình phản ứng sau: 1) MgCl 2 + Na 2 S + H 2 O → 2) AlCl 3 + KI + KIO 3 + H 2 O → 3) NaClO + PbS → 4) NH 3 + I 2 tinh thể → Câu 6 (2,0 điểm) Một nguyên tố X có thể tạo được nhiều oxit axit. Lấy muối natri của axit có chứa X phân tích thì thấy: Muối % Na %X %O %H 1 32,4 21,8 45,1 0,7 2 20,7 27,9 50,5 0,9 Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo các muối trên ? _________Hết____________ Họ và tên thí sinh SBD phòng thi Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 10 NĂM HỌC 2011- 2012 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN: HOÁ HỌC (Dành cho học sinh THPT chuyên ) Câu 1 2,0đ 1. Pt: 2 FeS + 20H + + 7 SO 4 2- → 2Fe 3+ + 9 SO 2 + 10H 2 O x 10x x 9x/2 2FeS 2 + 28H + + 11SO 4 2- → 2Fe 3+ + 15 SO 2 + 14H 2 O y 14y y 15y/2 CuS + 8H + + 3SO 4 2- → Cu 2+ + 4 SO 2 + 4H 2 O z 8z z 4z Ta có: 10x + 14y + 8z = 0,33. 2 (1) 9x/2 + 15y/2 + 4z = 0,325 (2) Dd thu được gồm Fe 3+ ( x + y) mol và Cu 2+ z mol Cho Fe vào có pt: Fe + 2Fe 3+ -> 3Fe 2+ (x+ y)/2 (x+y) 3(x+y)/2 Fe + Cu 2+ -> Fe 2+ + Cu z z z z 28x + 28y - 8z = 0,52 (3) Từ (1), (2), (3) x= 0,02; y= 0,01 ; z = 0,04 Khối lượng hỗn hợp = 6,8 g 2. % m FeS = 25,88% ; %m FeS 2 = 17,65%; %m CuS = 56,47% Dd B : Số mol FeSO 4 = 3(x+y)/2 + z = 0,085mol FeSO 4 +4 HNO 3 → Fe(NO 3 ) 3 + NO 2 + H 2 SO 4 +H 2 O 0,085 0,085 mol => m = 20,57 g 3FeSO 4 + 6HNO 3 → Fe(NO 3 ) 3 + 3NO 2 + Fe 2 (SO 4 ) 3 +3H 2 O 0,085 0,085/3 0,085/3 = > m = 0,085/3.( 400+ 242) = 18,19g 3. Vậy khối lượng của muối 18,19 ≤ m ≤ 20,57g 0,5 0,5 0,5 0,5 Câu 2 1,0 đ Khi m = 0, ta có axit kiểu HXO. Ví dụ: HClO, HBrO, H 3 PO 3 (K a = 10 –9,2 ) là những axit yếu. Khi m = 1, ta có axit kiểu HClO 2 , H 2 SO 3 , H 3 PO 4 hoặc (HNO 2 , H 2 CO 3 ) là những axit trung bình. (tuy nhiên H 2 CO 3 là axit khá yếu K a = 10 –6,3 ) Khi m > 1, ta có axit kiểu HClO 3 , HNO 3 , HClO 4 (hoặc H 2 SO 4 , HMnO 4 ) là những axit mạnh. 0,5 0,5 Câu 3 2,0đ 1) Đặt tỉ lệ số nguyên tử H: O : Cl trong A là a : b : c. Ta có (8,3 / 1): (59 / 16): (32,7 / 35,5)= 8,3 : 3,69: 0,92 = 9 : 4 : 1 ⇒ A có công thức H 9 O 4 Cl. - Có thể suy ra chất lỏng A là dung dịch của HCl trong H 2 O với tỉ lệ mol là 1 : 4 với C% HCl = 36,5.100% / (36,5 +18. 4) = 33,6%. - Khi tăng nhiệt độ sẽ làm giảm độ tan của khí, hợp chất X thoát ra từ A là khí hiđro clorua HCl. - Do giảm HCl ⇒ C% HCl còn lại =(33,6 – 16,8).100% / ( 100 – 16,8) = 20,2% ⇒ chất lỏng B là dung dịch HCl nồng độ 20,2%. (Dung dịch HCl ở nồng độ 20,2% là hỗn hợp đồng sôi, tức là hỗn hợp có thành phần và nhiệt độ sôi xác định) - Khi làm lạnh dung dịch HCl ở dưới 0 0 C có thể tách ra tinh thể nước đá Y, - Khi làm lạnh ở nhiệt độ thấp hơn tách ra tinh thể Z là HCl.nH 2 O. 0,5 0,5 0,5 - Tinh thể Z có khối lượng mol phân tử là 35,5/0,65= 54,5 g/mol ⇒ thành phần tinh thể Z là HCl.H 2 O. 2) Khi làm nóng chảy Z tạo ra dung dịch bão hòa HCl nên có một phần HCl thoát ra. 0,5 Câu 4 2,0đ 1. Xét 2 SO 2 + O 2 ˆ ˆ† ‡ ˆˆ 2 SO 3 (1) ban đầu 0,15 0,20 lúc cbhh ( 0,15 + 2z) z (0,20 – 2z) Tổng số mol khí lúc cbhh là n 1 = 0,15 + 2z + z + 0,20 – 2z = 0,35 + z Từ pt trạng thái: P 1 V = n 1 RT → n 1 = P 1 V / (RT) = 3,2.3/(0,082.298) = 0,393 => z = 0,043. Vậy x O 2 = z/n 1 = 0,043/0,393 = 0,1094 hay trong hhcb oxi chiếm 10,94% 2. 2 SO 2 + O 2 ˆ ˆ† ‡ ˆˆ 2 SO 3 (2) ban đầu 0 0 y lúc cbhh 2. 0,105 0,105 (y – 2. 0,105). Trạng thái cbhh được xét đối với (1) và (2) như nhau về T (và cùng V) nên ta có: K = const ; vậy: n 3 2 SO / (n 2 2 SO .n 2 O ) = const. Theo (1) => n 3 2 SO / (n 2 2 SO .n 2 O ) = ( 0,20 – 2. 0,043) 2 / (0,15 + 0,086) 2 . 0,043 = 5,43. Theo (2) => n 3 2 SO / (n 2 2 SO .n 2 O ) = (y – 0,21) 2 / (0,21) 2 .0,105 = 5,43. =>y 2 – 0,42 y + 0,019 = 0 => y 1 = 0,369 ; y 2 = 0,0515 < 0,105 (loại nghiệm y 2 ). Do đó ban đầu có y = 0,369 mol SO 3 ; phân li 0,21 mol => Tỉ lệ SO 3 phân li là 56,91% Tại cbhh: tổng số mol khí là 0,369 + 0, 105 = 0,474 nên: SO 3 chiếm ( 0,159 / 0,474).100% = 33,54% SO 2 chiếm ( 0,21 / 0,474).100% = 44,30%; O 2 chiếm 100% - 33,54% - 44,30% = 22,16%. Từ pt trạng thái: P 2 V = n 2 RT → P 2 = n 2 RT/ V = 0,474.0,082.298/3 => P 2 = 3,86 atm. 0,5 0,5 0,5 0,5 Câu 5 1,0đ Các ptpứ xẩy ra. 1) MgCl 2 + Na 2 S + 2H 2 O → Mg(OH) 2 ↓ + 2NaCl + H 2 S ↑ 2) 2AlCl 3 + 5KI + KIO 3 + 3H 2 O → 2Al(OH) 3 ↓ + 3I 2 + 6KCl 3) 4NaClO + PbS → 4 NaCl + PbSO 4 4) 2NH 3 +3 I 2 → NI 3 .NH 3 + 3HI 0,25 0,25 0,25 0,25 Câu 6 2,0đ Qua các giá trị thực nghiệm ta thấy: - Xét muối 1: % H = 0,7% Gọi số oxi hoá của X là a, theo bảo toàn số oxi hoá ta có: 32,4 21,8 45,1 0,7 .1 . .( 2) .1 0 23 16 1 a X + + − + = ⇒ 53,3 1 7,0 23 4,32 2. 16 1,458,21 =−−= X a Mà a = {1,2,3,4,5,6,7,8} chỉ có a = 5; X= 31 là thoả mãn với phốt pho. Vậy muối 1 là : n Na : n P : n O :n H = 1 7,0 : 16 1,45 : 31 8,21 : 23 4,32 ≈ 2 : 1: 4 : 1 ⇒ Muối là Na 2 HPO 4 0,5 Na-O H-O NaO OP - Muối 2: Làm tương tự ta được n Na : n P : n O : n H = 2 : 2 : 7 : 2 ⇒ Muối là Na 2 H 2 P 2 O 7 NaO P O O O P HO O-H ONa 0,5 0,5 0,5 Ghi chú: Thí sinh có cách giải khác đúng, vẫn cho điểm tối đa . VĨNH PHÚC ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 10 NĂM HỌC 2011-2012 ĐỀ THI MÔN: HOÁ HỌC (Dành cho học sinh THPT chuyên ) (Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian giao đề) Câu 1. tên thí sinh SBD phòng thi Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 10 NĂM HỌC 2011- 2012 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN: HOÁ HỌC (Dành cho học sinh THPT. O 2 = z/n 1 = 0,043/0,393 = 0 ,109 4 hay trong hhcb oxi chiếm 10, 94% 2. 2 SO 2 + O 2 ˆ ˆ† ‡ ˆˆ 2 SO 3 (2) ban đầu 0 0 y lúc cbhh 2. 0 ,105 0 ,105 (y – 2. 0 ,105 ). Trạng thái cbhh được xét