Đề thi học sinh giỏi môn hóa học lớp 10 năm học 2014 2015 trường THPT long châu sa, phú thọ

1 TRƯỜNG THPT LONG CHÂU SA ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG NĂM HỌC 2014 - 2015 MÔN: HÓA HỌC - LỚP: 10 Thời gian làm bài: 120 phút (Không kể thời gian giao đề) Học sinh không được sử dụng bảng hệ thống tuần hoàn Cho: Al = 27; Fe=56; Cu = 64; H=1; Cl=35,5; S=32; O=16; K=39; Mg=24 Bài 1 (1,5 điểm). Trong tự nhiên clo có hai đồng vị là 35 17 Cl và 37 17 Cl với nguyên tử khối trung bình của clo là 35,5. Tính thành phần phần trăm về khối lượng 37 17 Cl có trong HClO 4 (với H là đồng vị 1 1 H , O là đồng vị 16 8 O ). Viết công thức elctron, công thức cấu tạo của HClO 4 , số oxi hóa của clo trong hợp chất? Bài 2 (2,0 điểm) Lập phương trình phản ứng oxi hóa – khử sau bằng phương pháp thăng bằng elctron: a) FeS 2 + H 2 SO 4 (đ) 0 t  Fe 2 (SO 4 ) 3 + SO 2 + H 2 O b) Mg + HNO 3  Mg(NO 3 ) 2 + N 2 O + N 2 + NH 4 NO 3 + H 2 O (biết tỉ lệ mol của N 2 O : N 2 : NH 4 NO 3 là 1 : 1 : 1) c) Fe 3 O 4 + HNO 3  N x O y + … d) Al + NaNO 3 + NaOH + H 2 O  NaAlO 2 + NH 3 Bài 3 (2,5 điểm). a/ Chỉ dùng thêm một hóa chất hãy nhận biết các dung dịch đựng trong các lọ bị mất nhãn sau: KNO 3 , K 2 SO 4 , KOH, Ba(OH) 2 , H 2 SO 4 b/ Khi cho chất rắn A tác dụng với H 2 SO 4 đặc, đun nóng sinh ra chất khí B không màu. Khí B tan nhiều trong nước, tạo ra dung dịch axit mạnh. Nấu cho dung dịch B đạm đặc tác dụng với mangan đioxit thì sinh ra khí C màu vàng nhạt, mùi hắc. Khi cho mẩu natri tác dụng với khí C trong bình, lại thấy xuất hiện chất rắn A ban đầu. Các chất A, B, C là chất gì? Viết các phương trình hóa học xảy ra. Bài 4 (3,0 điểm). a) Cho 2,25 gam hỗn hợp A gồm Al, Fe, Cu tác dụng với dung dịch HCl dư, sau khi phản ứng kết thúc thu được 1344 ml (đktc) khí và còn lại 0,6 gam chất rắn không tan. Tính % khối lượng mỗi kim loại trong A. b) Hấp thụ hoàn toàn 1,344 lít SO 2 ( đktc) vào 13,95 ml dung dịch KOH 28%, có khối lượng riêng là 1,147g/ml. Hãy tính nồng độ phần trăm các chất có trong dung dịch sau phản ứng. c) Lấy toàn bộ lượng HCl đã phản ứng ở trên trộn vào V lít dung dịch NaOH 0,2M được dung dịch B. Tính V, biết rằng lượng dung dịch B thu được có thể hòa tan hết 0,51 gam nhôm oxit. Bài 5(1,0 điểm). Khi thêm 1 gam MgSO 4 khan vào 100 gam dung dịch MgSO 4 bão hoà ở 20 0 C, thấy tách ra một tinh thể muối kết tinh trong đó có 1,58 gam MgSO 4 . Hãy xác định công thức của tinh thể muối ngậm nước kết tinh. Biết độ tan cuả MgSO 4 ở 20 0 C là 35,1 gam trong 100 gam nước. _________Hết________ Họ và tên thí sinh Số báo danh Giám thị coi thi không giải thích gì thêm 2 TRƯỜNG THPT LONG CHÂU SA HƯỚNG DẪN CHẤM THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG NĂM HỌC 2014 - 2015 MÔN: HÓA HỌC - LỚP: 10 Thời gian làm bài: 120 phút Bài 1 1,5đ - Tính % số nguyên tử của hai đồng vị clo: Gọi x là % số nguyên tử của 37 17 Cl và (100-x) là % số nguyên tử của 35 17 Cl . Ta có: 37x + (100 –x).35 = 35,5.100  x= 25% Vậy 37 17 Cl chiếm 25% số nguyên tử và 35 17 Cl chiếm 75% số nguyên tử. - Giả sử có 1 mol HClO 4 thì có 1 mol clo, trong đó có 0,25 mol 37 17 Cl . Do đó, phần trăm khối lượng 37 17 Cl trong HClO 4 : 0,25.37 100 9,2% 100,5 x  - Viết công thức electron đầy đủ và CTCT , xác định số oxi hóa của clo trong hợp chất là +7. 0,5 0,5 0,5 Bài 2 2,0đ a) 1x 2FeS 2  2Fe +3 + 4S +4 + 22e 11x S +6 + 2e  S +4  2FeS 2 + 14 H 2 SO 4 (đ) 0 t  Fe 2 (SO 4 ) 3 + 15SO 2 + 14H 2 O b) 13x Mg 0  Mg 2+ + 2e 1x 5N +5 + 26e  2N + + N 2 0 + N -3  13Mg + 32HNO 3  13Mg(NO 3 ) 2 + N 2 O + N 2 + NH 4 NO 3 + 14 H 2 O c) (5x-2y) x 3Fe +8/3  3Fe +3 + 1e 1x xN +5 + (5x-2y)e  xN +2y/x  (5x-2y) Fe 3 O 4 + (46x-18y)HNO 3  N x O y + (15x- 6y)Fe(NO 3 ) 3 + (23x-9y)H 2 O d) 0,5 0,5 0,5 3 Al Al +3 + 3e N -3 N +5 + 8e 8 3  8Al + 3NaNO 3 + 5NaOH + 2H 2 O  8NaAlO 2 + 3NH 3 0,5 Bài 3 2,5đ a/ - Dùng quì tím: axit H 2 SO 4 làm quì tím hóa đỏ ; KOH và Ba(OH) 2 làm quì tím hóa xanh; KNO 3 , K 2 SO 4 làm quì tím không đổi màu. - Dùng H 2 SO 4 vừa nhận biết được để nhận ra Ba(OH) 2 KOH không có hiện tượng gì - Dùng Ba(OH) 2 để nhận biết K 2 SO 4 , còn KNO 3 không có hiện tượng gì. - Phương trình hóa học: (có 2 pthh) b/ Chất A là NaCl; khí B là HCl ; Khí C là Cl 2 Pthh: NaCl + H 2 SO 4 (đặc) 0 t C  NaHSO 4 + HCl  HCl + H 2 O  dd HCl 4HCl + MnO 2  MnCl 2 + Cl 2  + 2H 2 O 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Bài 4 3,0đ a/ Ptpư: 2Al + 6HCl  2AlCl 3 + 3H 2 (1) Fe + 2HCl  FeCl 2 + H 2 (2) Cu + HCl  không phản ứng => 0,6 gam chất rắn còn lại chính là Cu: Gọi x, y lần lượt là số mol Al, Fe Ta có: 3x + 2y = 2.0,06 = 0,12 27x + 56 y = 2,25 – 0,6 = 1,65 => x = 0,03 (mol) ; y = 0,015 (mol) => 0,6 % .100% 26,67% 2,25 Cu   ; 56.0,015 % e= .100% 37,33% 2,25 F  ; %Al = 36% b/ 2 1,344 0,06( ) 22,4 SO n mol  ; m (dd KOH) = 13,95.1,147 = 16 (gam) => m KOH = 0,28.16 = 4,48 (gam)=> n KOH = 0,08 (mol) => 2 OH SO 1 2 n K n   => tạo ra hỗn hợp 2 muối: KHSO 3 : 0,04 (mol) và K 2 SO 3 : 0,02 (mol) SO 2 + KOH  KHSO 3 (3) SO 2 + 2KOH  K 2 SO 3 + H 2 O (4) Khối lượng dung dịch sau pu = 16 + 0,06.64 = 19,84 gam => 3 0,04.120 %( SO ) .100% 24,19% 19,84 C KH   0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 4 Lưu ý: Học sinh có cách giải khác nhưng đúng vẫn cho điểm tối đa. 2 3 0,02.158 %( SO ) .100% 15,93% 19,84 C K   c/ HCl n = 3x+2y = 0,12 mol ; NaOH n = 0,2V mol 2 3 Al O n = 0,51 :102 = 0,005 mol Phương trình hóa học có thể xảy ra: HCl + NaOH  NaCl + H 2 O (5) 6HCl + Al 2 O 3  2AlCl 3 + 3H 2 O (6) 2NaOH + Al 2 O 3  2NaAlO 2 + H 2 O (7) TH1: Xảy ra phản ứng (5) và (6) NaOH n = 0,2V = 0,12 – 6. 0,005 = 0,09 mol  V = 0,45 lít TH2: Xảy ra phản ứng (5) và (7) NaOH n = 0,2V = 0,12 + 0,005.2 = 0,13 mol  V = 0,65 lít 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Bài 5 1,0đ Đặt công thức của tinh thể ngậm nước tách ra là MgSO 4 .nH 2 O Trong 120 + 18n gam MgSO 4 .nH 2 O có 120 gam MgSO 4 và 18n gam H 2 O 1,58 gam 0,237n gam Khối lượng các chất trong 100 gam dung dịch bão hoà: 2 H O 100.100 m 35,1 100   = 74,02 gam 4 MgSO 100.35,1 m 35,1 100   = 25,98 gam Khối lượng các chất trong dung dịch sau khi kết tinh: 2 H O m = 74,02 – 0,237n gam 4 MgSO m = 25,98 + 1 – 1,58 = 25,4 gam Độ tan: s = 25,4 .100 74,02 0,237n = 35,1. Suy ra n = 7. Vậy công thức tinh thể ngậm nước kết tinh là MgSO 4 .7H 2 O 0,25 0,25 0,25 0,25 . 1 TRƯỜNG THPT LONG CHÂU SA ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG NĂM HỌC 2014 - 2015 MÔN: HÓA HỌC - LỚP: 10 Thời gian làm bài: 120 phút (Không kể thời gian giao đề) Học sinh không được. trong 100 gam nước. _________Hết________ Họ và tên thí sinh Số báo danh Giám thị coi thi không giải thích gì thêm 2 TRƯỜNG THPT LONG CHÂU SA HƯỚNG DẪN CHẤM THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG NĂM HỌC. TRƯỜNG NĂM HỌC 2014 - 2015 MÔN: HÓA HỌC - LỚP: 10 Thời gian làm bài: 120 phút Bài 1 1,5đ - Tính % số nguyên tử của hai đồng vị clo: Gọi x là % số nguyên tử của 37 17 Cl và (100 -x) là % số nguyên