SỞ GD & ĐT KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT QUẢNG BÌNH NĂM HỌC 2011-2012 ĐỀ CHÍNH THỨC Môn: Hóa học - VÒNG 1 Khóa ngày 12 - 10 - 2011 Số BD : Thời gian làm bài 180 phút (không kể thời gian giao đề) Câu I (2.25 điểm): 1. Viết các phương trình phản ứng xảy ra khi: a. Sục CO 2 vào dung dịch nước Javen. b. Cho Cu vào dung dịch hỗn hợp NaNO 3 và KHSO 4 . c. Sục khí Clo vào dung dịch H 2 S d. P vào dung dịch HNO 3 loãng. 2. Có 5 khí A, B, C, D, E. A sinh ra khi nung KMnO 4 ở nhiệt độ cao. B sinh ra khi cho FeCl 2 tác dụng với dung dịch hỗn hợp KMnO 4 và H 2 SO 4 loãng. C sinh ra khi đốt ZnS trong O 2 . D sinh ra khi cho FeS 2 vào dung dịch HCl. E được điều chế bằng cách cho natri nitrua vào nước. Cho các khí A, B, C, D, E lần lượt tác dụng với nhau từng đôi một. Trường hợp nào có phản ứng xảy ra ? Viết tất cả các phương trình phản ứng đã nêu ở trên. (ghi rõ điều kiện nếu có). Câu II (2.0 điểm) : 1. Giải thích các vấn đề thường gặp trong phòng thí nghiệm sau, viết phương trình minh họa. a. Khi cho bình đựng khí NO 2 vào trong thùng chứa nước đá thì màu nâu đỏ nhạt dần. b. Khi hòa tan một muối sunfua tan được trong axit, ngoài khí H 2 S thu được, luôn có một lượng S kết tủa. c. Dung dịch HI không màu để lâu trong không khí thường có màu vàng nâu. 2. Nêu hiện tượng xảy ra, viết phương trình phản ứng minh họa khi cho từ từ Ure lần lượt vào các cốc chứa các dung dịch: a. Ba(OH) 2 b. Fe(NO 3 ) 3 c. Na 2 CO 3 Câu III (2.0 điểm) : 1. Ở trạng thái đơn chất, Đồng (Cu) có cấu trúc tinh thể lập phương tâm diện. Tính khối lượng riêng (d) của tinh thể Cu theo g/cm 3 . Cho Cu = 64; bán kính nguyên tử Cu = 1,28 A 0 2. Trị số pH của dung dịch bảo hòa Mg(OH) 2 trong nước tại 25 0 C là 10,5 a. Tính độ tan của Mg(OH) 2 theo g/ml b. Tính độ tan của Mg(OH) 2 trong dung dịch NaOH 0,01M tại 25 0 C. c. Trộn hỗn hợp gồm 10 gam Mg(OH) 2 và 100 ml dung dịch HCl 0,1 M trong một thời gian tại 25 0 C. Tính pH của dung dịch khi hệ đạt tới cân bằng. Câu IV(1.75 điểm): 1. Có 15 gam hỗn hợp Al và Mg được chia làm hai phần bằng nhau, tiến hành 2 thí nghiệm. - TN1: Cho 1 phần vào 600 ml HCl nồng độ x (M) thu được V lit khí và dung dịch B, cô cạn dung dịch B thu được 28,8 gam muối khan. - TN2: Phần còn lại cũng thực hiện tương tự TN1 với 800ml dung dịch HCl thì khối lượng muối khan thu được là 32,35 gam. Xác định thành phần % về khối lượng hỗn hợp kim loại. Tính trị số x và thể tích V (ở đktc). Câu V(2.0 điểm): Đốt 3,72 gam hỗn hợp A (gồm Fe và một kim loại R có hóa trị không đổi) trong không khí, thu được 4,52 gam hỗn hợp X (gồm 2 kim loại và hỗn hợp 3 oxit của Fe và R). Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X trong 500 ml dung dịch HNO 3 0,4 M thì thu được 0,224 lít hỗn hợp khí N 2 O và NO (có tỉ khối hơi so với H 2 là 16,4) và dung dịch Y chỉ chứa 2 muối. Nếu cho 3,72 gam hỗn hợp A tác dụng hoàn toàn với dung dịch H 2 SO 4 loãng thì thu được 1,344 lít H 2 . Các thể tích khí đều đo ở đktc. 1. Xác định kim loại R. 2. Cho dung dịch Y tác dụng hoàn toàn với 500 ml dung dịch NaOH thấy xuất hiện 4,12 gam kết tủa. Tính nồng độ mol/l của dung dịch NaOH. Hết SỞ GD & ĐT KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT QUẢNG BÌNH NĂM HỌC 2011-2012 Khóa ngày 12 - 10 - 2011 HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ CHÍNH THỨC MÔN HÓA HỌC - VÒNG I Câu I (2.25 điểm): 1. (1.0 đ) Mỗi phương trình 0,25 đ a. CO 2 + NaClO + H 2 O → NaHCO 3 + HClO b. 3Cu + 2NaNO 3 + 8KHSO 4 → 3CuSO 4 + Na 2 SO 4 + 4K 2 SO 4 + 2NO + 4H 2 O c. 4Cl 2 + 4H 2 O + H 2 S → H 2 SO 4 + 8HCl d. 3P + 5HNO 3 + 2H 2 O → 3H 3 PO 4 + 5NO 2. (1.25 đ) - Viết đủ 5 phương trình tạo A, B, C. D. E được 0,5đ; từ 3 phương trình 0,25đ 2KMnO 4 o t → K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2 10FeCl 2 + 6KMnO 4 + 24H 2 SO 4 → 5Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3K 2 SO 4 + 6MnSO 4 + 10Cl 2 + 24H 2 O 2ZnS + 3O 2 o t → 2ZnO + 2SO 2 FeS 2 + 4HCl → FeCl 2 + S + H 2 S Na 3 N + 3H 2 O → 3NaOH + NH 3 - Viết đủ các phương trình tương tác giữa các chất được 0,75đ; từ 5 phương trình 0,50đ; từ 3 phương trình 0,25đ 2SO 2 + O 2 2 5 t V O ˆ ˆ ˆ ˆ† ‡ ˆ ˆ ˆˆ 2SO 3 2H 2 S + O 2 → 2S + 2H 2 O 2H 2 S + 3O 2 → 2SO 2 + 2H 2 O 4NH 3 + 3O 2 o t → 2N 2 + 6H 2 O 4NH 3 + 4O 2 → o t ,Pt 2NO + 6H 2 O Cl 2 + SO 2 o t → SO 2 Cl 2 Cl 2 + H 2 S o t → S + 2HCl 2NH 3 + 3Cl 2 o t → N 2 + 6HCl hoặc 8NH 3 + 3Cl 2 o t → 6NH 4 Cl + N 2 SO 2 + H 2 S → 2S + H 2 O - Chỉ xác định được 5 chất A là O 2 ; B là Cl 2 ; C là SO 2 ; D là H 2 S ; E là NH 3 mà không viết phương trình nào cũng được 0,25đ Câu II (2.0 điểm): 1. (1.0 đ) a. NO 2 (nâu đỏ) ˆ ˆ† ‡ ˆˆ N 2 O 4 (không màu) ∆H < 0 Cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận khi làm lạnh (0.25 đ) b. 2H 2 S + O 2 → S↓ + 2H 2 O Có sự tham gia của oxi (0.25 đ) c. I - + O 2 + H + → I 2 + H 2 O (0.25 đ) I - + I 2 → 3 I − (màu nâu) (0.25 đ) 2. (1.0 đ) Khi cho ure vào các dung dịch đều có phản ứng với nước: 2 (NH 2 ) 2 CO + H 2 O → CO 3 2- + NH 4 + (0.25 đ) a. có kết tủa trắng và có khí có mùi khai bay ra (NH 4 ) 2 CO 3 + Ba(OH) 2 → BaCO 3 ↓ + 2NH 3 ↑ + 2H 2 O (0.25 đ) b. có kết tủa nâu đỏ và có khí bay ra (NH 4 ) 2 CO 3 + Fe(NO 3 ) 3 + 2H 2 O → Fe(OH) 3 ↓ + CO 2 ↑ (0.25 đ) c. Có khí có mùi khai bay ra (NH 4 ) 2 CO 3 + Na 2 CO 3 → 2NaHCO 3 + 2NH 3 ↑ (0.25 đ) Câu III (2.0 điểm): 1. (1.0 đ) Số nguyên tử Cu trong một ô cơ sở = 8.1/8 + 6.1/2 = 4 (0.25 đ) Khối lượng một ô cơ sở = 4.64/6,023.10 23 = 42,5.10 -23 (gam) (0.25 đ) Cạnh của ô cơ sở = R/√2 Thể tích của một ô cơ sở = (R.2√2) 3 = (1,28.10 -8 .2√2) 3 = 47,438.10 -24 (cm 3 ) (0.25 đ) Khối lượng riêng của tinh thể Cu = 42,5.10 -23 /47,438.10 -24 = 8,96 (g/cm 3 ) (0.25 đ) 2. (1.0 đ) a. Mg(OH) 2 ⇌ Mg 2+ + 2OH - ; pOH = 3,5 → [OH - ] = 3,2.10 -4 M Vậy [Mg 2+ ] = 1,6.10 -4 M = [Mg(OH) 2 ] trong dung dịch. Độ tan của Mg(OH) 2 = 4 4 58.1,6.10 1000 58.1,6.10 − − + = 9,28.10 -6 (g/ml) (0.25 đ) b. Mg(OH) 2(r) ⇌ Mg 2+ (dd) + 2OH - dd) gọi x là độ tan [ ] x x 0,01 + 2x T Mg(OH)2 = x(0,01 +x) 2 = 1,6.10 -4 .( 3,2.10 -4 ) 2 = 1,64.10 -11 → x = 1,64.10 -7 M (0,25 đ) c. Số mol Mg(OH) 2 = 0,1724 > 0,01 nên HCl phản ứng hết → số mol MgCl 2 = 0,05 mol Mg(OH) 2(r) ⇌ Mg 2+ (dd) + 2OH - (dd) gọi y là độ tan, giải gần đúng, xem y + 0,05 ≈ 0,05 [ ] y y 0,01 + 2y [OH - ] = 2 ( ) 2 Mg OH T Mg + = 11 1,64.10 0,05y − + = 1,8.10 -5 M → pOH = 4,74 → pH = 9,26 (0,50 đ) Câu IV(1.75 điểm): TN2 khối lượng muối tạo thành > TN1 → TN1 axit hết, kim loại dư. (0,25 đ) TN2 nếu axit hết thì khối lượng muối = 28,8.800 600 = 38,4 gam > 32,35 gam chứng tỏ TN2 kim loại hết, axit dư. (0,25 đ) Gọi số mol Al, Mg trong 7,5 gam hỗn hợp là x và y, ta có hệ 27x + 24y = 7,5 133,5x + 95y = 32,35. (0,25 đ) → x = 0,1 ; y = 0,2 (0,25 đ) → % theo khối lượng của Mg = 0,2.24 .100 7,5 = 64% ; của Al = 36% (0,25 đ) Khi cho vào 600 ml dung dịch axit vì kim loại dư nên Mg phản ứng hết và Al dư Gọi số mol Al đã phản ứng là z ta có: 0,2.95 + 133,5x = 28,8 → z = 0,0734 Vậy số mol HCl đã phản ứng = 0,2.2 + 0,0734.3 = 0,62 Vậy x = 0,62/0,6 = 1,034M (0,25 đ) V = 0,62 .22,4 2 = 6,944 lit (0,25 đ) 3 Câu V(2.0 điểm) : 1. (1,25 đ) Gọi số mol NO, N 2 O lần lượt là x, y. x + y = 0,01 30 44x y x y + + = 16,4.2 = 32,8 → x= 0,008 ; y = 0,002 (0.25 đ) số mol Fe và R trong 3,72 gam hỗn hợp lần lượt là a, b Số mol O 2 đã phản ứng = 4,52 3,72 32 − = 0,025 mol (0.25 đ) Các quá trình oxi hóa : Các quá trình khử: Fe → Fe 3+ + 3e (1) O 2 + 4e → 2O -2 a 3a 0,025 0,1 R → R n+ + ne (2) N +5 + 4e → N +4 b bn 0,016 2.0,002 N +5 + 3e → N +2 0,024 0,008 Ta có phương trình: 3a + bn = 0,016 + 0,024 + 0,1 = 0,14 (*) (0.25 đ) Khi cho tác dụng với H 2 SO 4 loãng: ta có số mol H 2 = a + 2 bn = 0,06 (**) Từ (*) và (**) ta có a = 0,02 ; bn = 0,08 (0.25 đ) Kết hợp phương trình: b.M R = 3,72 – 0,02.56 = 2,6 → M R = 32,5n → R là Zn (0.25 đ) 2. (0,75 đ) Ta có các phương trình ion: H + + OH - → H 2 O z z Zn 2+ + 2OH - → Zn(OH) 2 ↓ 0,02 0,04 Fe 3+ + 3OH - → Fe(OH) 3 ↓ 0,02 0,06 Zn 2+ + 4OH - → [Zn(OH) 4 ] 2- 0,02 0,08 (0.25 đ) Bảo toàn nguyên tố N ta có số mol HNO 3 đã phản ứng = 3.số mol Fe(NO 3 ) 3 + 2.số mol Zn(NO 3 ) 2 + 2.số mol N 2 O + số mol NO = 3.0,02 + 2.0,04 + 2.0,002 + 0,008 = 0,152 mol (0.25 đ) → z = 0,5.0,4 – 0,152 = 0,048 mol → tổng số mol NaOH đã phản ứng = 0,048 + 0,04 + 0,06 + 0,08 = 0,228 mol → C M của dung dịch NaOH đã dùng = 0,228/0,5 = 0,456 M (0.25 đ) Lưu ý: - Thí sinh có thể giải nhiều cách, nếu đúng vẫn được điểm tối đa. - Nếu bài toán giải hợp lí mà thiếu phương trình hóa học thì thí sinh vẫn được tính kết quả chỉ mất điểm viết phương trình - Nếu thí sinh giải đúng trọn kết quả của 1 ý theo yêu cầu đề ra thì cho điểm trọn ý mà không cần tính điểm từng bước nhỏ; nếu từng ý giải không hoàn chỉnh, có thể cho 4 một phần của tổng điểm tối đa dành cho ý đó; điểm chiết phải được tổ thống nhất; Điểm toàn bài chính xác đến 0,25đ. 5 . THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT QUẢNG BÌNH NĂM HỌC 201 1-2 012 ĐỀ CHÍNH THỨC Môn: Hóa học - VÒNG 1 Khóa ngày 12 - 10 - 2011 Số BD : Thời gian làm bài 180 phút (không kể thời gian giao đề) Câu. NaOH. Hết SỞ GD & ĐT KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT QUẢNG BÌNH NĂM HỌC 201 1-2 012 Khóa ngày 12 - 10 - 2011 HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ CHÍNH THỨC MÔN HÓA HỌC - VÒNG I Câu I (2.25 điểm):. 9,28.10 -6 (g/ml) (0.25 đ) b. Mg(OH) 2(r) ⇌ Mg 2+ (dd) + 2OH - dd) gọi x là độ tan [ ] x x 0,01 + 2x T Mg(OH)2 = x(0,01 +x) 2 = 1,6.10 -4 .( 3,2.10 -4 ) 2 = 1,64.10 -1 1 → x = 1,64.10 -7