Hoa hoc 10 CHV

Từ một lượng đồng vị 64Cu ban đầu, sau 29 giờ 44 phút lấy hỗn hợp còn lại hoà tan vào dung dịch KOH dư thì phần chất rắn không tan có khối lượng bằng 50,4% khối lượng hỗn hợp.. Trong đó

TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XII ĐỀ THI MÔN HÓA HỌC TRƯỜNG THPT CHUYÊN HÙNG VƯƠNG LỚP 10

TỈNH PHÚ THỌ

ĐỀ THI ĐỀ XUẤT (Đề này có 04 trang, gồm 08 câu)

Câu 1 (2,5 điểm) Cấu tạo nguyên tử - hạt nhân.

Đồng vị phân rã phóng xạ đồng thời theo 2 phản ứng:

Thực nghiệm cho biết từ 1 mol 64Cu ban đầu, sau 25 giờ 36 phút lấy hỗn hợp còn lại hoà tan vào dung dịch HCl dư thì còn 16 gam chất rắn không tan.

Từ một lượng đồng vị 64Cu ban đầu, sau 29 giờ 44 phút lấy hỗn hợp còn lại hoà tan vào dung dịch KOH dư thì phần chất rắn không tan có khối lượng bằng 50,4% khối lượng hỗn hợp.

1 Tính các hằng số phóng xạ k1, k2 và chu kì bán rã của 64Cu.

2 Tính thời gian để 64Cu còn lại 10%.

3 Tính thời gian để khối lượng 64Zn chiếm 30% khối lượng hỗn hợp

Câu 2 (2,5 điểm) Hình học phân tử - Liên kết hóa học – Tinh thể - ĐLTH.

Mỗi phân tử XY3 có tổng các hạt prton, nơtron, electron bằng 196 Trong đó

số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 60 và số hạt mạng điện của X ít hơn

số hạt mang điện của Y là 76.

1 Hãy xác định X, Y, XY3.

2 Viết cấu hình electron của X, Y.

3 Hợp chất XY3 khi hoà tan vào một số dung môi hoặc khi bay hơi ở nhiệt độ

Ni

28

vµ

không quá cao thì tồn tại ở dạng đime (X2Y6) Ở nhiệt độ cao (7000C) đime bị phân li thành monome (XY3)

a Viết công thức cấu tạo Lewis của phân tử đime và monome.

b Cho biết kiểu lai hoá của nguyên tử X, kiểu liên kết trong mỗi phân tử đime

và monome và mô tả cấu trúc hình học của các phân tử đó.

4 Dựa vào PƯ oxi hoá khử và PƯ trao đổi, hãy viết PTPƯ (có ghi điều kiện) các trường hợp xảy ra tạo ra XY3.

Câu 3 (2,5 điểm) Nhiệt – Cân bằng hóa học.

Đối với phản ứng: A(k) + B(k) ¬ → C(k)

Ở 300oC và áp suất 200atm, hằng số cân bằng của phản ứng Kp = 0,860

a Tính áp suất riêng phần của các chất ở điều kiện trên biết tỉ lệ mol của A và B ban đầu trùng tỉ lệ phản ứng

b Giả sử ở nhiệt độ 150oC hằng số cân bằng của phản ứng là 6,8 × 10-2, tính ∆ So của phản ứng, biết rằng ∆ So và ∆ Ho thay đổi không đáng kể trong khoảng nhiệt

độ trên

Câu 4 (2,5 điểm) Động hóa.

Người ta tiến hành thí nghiệm đo tốc độ đầu của phản ứng giữa NO và H2 tại 826oC, kết quả thí nghiệm thu được các số liệu sau:

Thí nghiệm Áp suất đầu của

H2/ mmHg

Áp suất đầu của NO/ mmHg

Tốc độ đầu /mmHg s-1

Xác định bậc và hằng số tốc độ của phản ứng Hỏi sau bao lâu thì áp suất của hệ

là 700 mmHg nếu áp suất các chất đầu đều là 400 mmHg?

Câu 5 (2,5 điểm) Dung dịch ( axit- bazơ, kết tủa).

1 Hãy tính độ tan của Fe(OH)2 trong nước tinh khiết và pH của dung dịch bão hoà Fe(OH)2? Biết Ks(Fe(OH)2) = 8,0.10-16; βFe(OH)+ = 10 8,08.

2 Hãy tính độ tan của Fe(OH)2 trong dung dịch đệm có pH = 6,50?

Câu 6 (2,5 điểm) Phản ứng oxi hóa – khử.

Cho một pin điện có sơ đồ sau:

(-) Ag, Ag2S | Na2S 0,1 M || CuSO4 0,1 M | Cu (+)

1 Viết các phản ứng xảy ra tại mỗi điện cực và phản ứng tổng quát xảy ra trong pin điện ở 25oC.

2 Tính sức điện động của pin điện tại nhiệt độ trên biết: EAgo +/Ag= 0,80V, TAg S=

10−49, ECo u2 +/Cu= 0,34 V

3 Tính nồng độ ion Cu2+ và S2- trong dung dịch khi pin hết điện, giả sử hai dung dịch điện li ở hai điện cực có thể tích bằng nhau.

Câu 7 (2,5 điểm) Halogen – oxi – lưu huỳnh.

X là muối có công thức NaIOx Hoà tan X vào nước thu được dung dịch

A Cho khí SO2 đi từ từ qua dung dịch A, thấy dung dịch xuất hiện màu nâu, tiếp tục sục SO2 vào thì mất màu nâu và thu được dung dịch B.Thêm một ít dung dịch HNO3 vào dung dịch B và sau đó thêm lượng dư dung dịch AgNO3, thấy xuất hiện kết tủa màu vàng.Thêm dung dịch H2SO4 loãng và KI vào dung dịch A, thấy xuất hiện dung dịch màu nâu và màu nâu mất đi khi thêm dung dịch Na2S2O3 vào.

1 Viết các phương trình phản ứng xảy ra dưới dạng ion thu gọn.

2 Để xác định chính xác công thức của muối X người ta hoà tan 0,100g X vào nước, thêm lượng dư KI và vài mililít dung dịch H2SO4 loãng, dung dịch có màu nâu Chuẩn độ I2 sinh ra bằng dung dịch Na2S2O3 0,1M với chất chỉ thị màu là

hồ tinh bột cho tới khi mất màu, thấy tốn hết 37,4ml dd Na2S2O3 Tìm công thức X.

Câu 8 (2,5 điểm) Bài tập tổng hợp.

1 Từ 800 tấn quặng pirit sắt (FeS2) chứa 25% tạp chất không cháy, có thể sản xuất được bao nhiêu m3 dung dịch H2SO4 93% (d = 1,83) ? Giả thiết tỉ lệ hao hụt là 5%.

2 Theo lý thuyết khoáng pirit có công thức: FeS2, trong thực tế một phần ion

−

2

2

S được thay thế bởi S2- và công thức tổng của pirit là FeS2 – x Như vậy có thể coi pirit như là hỗn hợp FeSs, FeS Khi xử lý một mẫu khoáng với Br2 trong KOH dư thì xảy ra phản ứng:

FeS2 + Br2 + KOH → Fe(OH)3 + KBr + K2SO4 + H2O

FeS + Br2 + KOH → Fe(OH)3 + KBr + K2SO4 + H2O

Sau khi lọc, được chất rắn A và dung dịch B:

- Nung chất rắn A đến khối lượng không đổi thu được 0,2 gam Fe2O3.

- Cho dư dung dịch BaCl2 vào dung dịch B thu được 1,1087 gam kết tủa BaSO4.

Xác định công thức tổng quát của pirit và tính lượng Br2 dùng để oxihoa mẫu khoáng trên.

Người ra đề

Dương Thị Thu Hương

Điện thoại liên hệ: 0983505468

HƯỚNG DẪN CHẤM

MÔN: HÓA HỌC LỚP 10 Lưu ý: Các cách giải khác hướng dẫn chấm, nếu đúng cho điểm tối đa theo

thang điểm đã định.

Câu 1 (2,5 điểm) Cấu tạo nguyên tử - hạt nhân.

Đồng vị phân rã phóng xạ đồng thời theo 2 phản ứng:

Thực nghiệm cho biết từ 1 mol 64Cu ban đầu, sau 25 giờ 36 phút lấy hỗn hợp còn lại hoà tan vào dung dịch HCl dư thì còn 16 gam chất rắn không tan

Từ một lượng đồng vị 64Cu ban đầu, sau 29 giờ 44 phút lấy hỗn hợp còn lại hoà tan vào dung dịch KOH dư thì phần chất rắn không tan có khối lượng bằng 50,4% khối lượng hỗn hợp

1 Tính các hằng số phóng xạ k1, k2 và chu kì bán rã của 64Cu

2 Tính thời gian để 64Cu còn lại 10%

3 Tính thời gian để khối lượng 64Zn chiếm 30% khối lượng hỗn hợp

Ni

28

vµ

Phương trình

t

k dt

dn

Zn

Cu Cu

Zn Cu

1

) 0 ( ln )

1 (

=

→

=

t dt

dn

Nin

Cu Cu

Ni Cu

2

) 0 ( ln )

2 (

=

→

=

- =

dt

dnCu (k 1 + k 2 )t = kt → ln (0))

t n

n Cu

Cu

= kt (3) Khi hoà tan hỗn hợp vào dung dịch HCl dư, Zn và Ni tan hết còn lại 16

gam Cu.

- Tại t =25 giờ 36 phút = 1536 phút, n Cu (0) = 1 mol; n Cu (t) = 0,25 mol.

1536 4

ln 25 , 0

1 ln ) (

) 0

(

t

n

n

Cu

k = 9,025x 10 -4 ph -1

768 025

, 9

693 , 0 2

ln

1 4 2

/

1

=

ph

k

x

0,50

* Tại t = 29 giờ 44 phút = 1784 phút khi hoà tan hỗn hợp vào NaOH dư

thì kẽm tan hết, còn lại Cu và Ni Từ 1 mol Cu ban đầu sau 1784 phút

n Cu + n Ni = 0,504 mol n Zn = 1 - 0,504 = 0,496 mol.

* Theo (3) ln (1784(0))

n nCu

Cu = 9,025 x10 -4 ph -1 x1784 ph = 1,61006.

(17841 ) =5,003

nCu

n Cu (1784) = 0,19988 ≈ 0,20 mol.

n Cu (đã phân rã) = 1 - 0,2 = 0,80 mol.

n Cu (đã phân rã ở phản ứng (1)) = n Zn (1) = 0,496 mol.

n Cu (đã phân rã ở phản ứng (2)) = 0,800 - 0,496 = 0,304 mol = n Ni (2).

304 , 0

496 , 0 ) 2 (

) 1 (

2

1 = = =

n n

Zn

do đó k 1 = 1,6316 k 2 Mặt khác k 1 + k 2 = 0,0009025

k 2 + 1,6316k 2 = 0,0009205

Từ đó k 2 = 3,4295.10 -4≈ 3,43.10 -4

k 1 = 5,5955 10 -4≈ 5,56.10 -4

0,50

0,50

2

2 Từ 1 mol 64 Cu ban đầu, thời gian để còn lại 0,1 mol 64 Cu :

t

x10 4

025 , 9 1

,

0

1

t = 2551 phút.

0,50

3 Từ 1 mol 64 Cu ban đầu,sau t phút tạo thành n Zn = 0,30 mol.

x

x xn

k

k

10 5955 , 5

10 4295 , 3

4 4

1

n Zn + n Ni = 0,30 + 0,184 = 0,484 mol.

n Cu = 1,000 - 0,484 = 0,516 mol.

661649 ,

0 ) ( 10

025 , 9 516

, 0

1

0,50

Câu 2 (2,5 điểm) Hình học phân tử - Liên kết hóa học – Tinh thể - ĐLTH.

Mỗi phân tử XY3 có tổng các hạt prton, nơtron, electron bằng 196 Trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 60 và số hạt mạng điện của X ít hơn số hạt mang điện của Y là 76

1 Hãy xác định X, Y, XY3

2 Viết cấu hình electron của X, Y

3 Hợp chất XY3 khi hoà tan vào một số dung môi hoặc khi bay hơi ở nhiệt độ không quá cao thì tồn tại ở dạng đime (X2Y6) Ở nhiệt độ cao (7000C) đime bị phân li thành monome (XY3)

a Viết công thức cấu tạo Lewis của phân tử đime và monome

b Cho biết kiểu lai hoá của nguyên tử X, kiểu liên kết trong mỗi phân tử đime và monome

và mô tả cấu trúc hình học của các phân tử đó

4 Dựa vào PƯ oxi hoá khử và PƯ trao đổi, hãy viết PTPƯ (có ghi điều kiện) các trường hợp xảy ra tạo ra XY3

Cl

Cl

Cl Al

Cl Cl

Cl

Cl

Cl Cl

0.25

b Kiểu lai hóa của nguyên tử nhôm: Trong AlCl3 là sp2 vì Al có 3 cặp

electron hóa trị Trong Al2Cl6 là sp3 vì Al có 4 cặp electron hóa trị

Liên kết trong mỗi phân tử AlCl3 có 3 liên kết cộng hóa trị có cực giữa

nguyên tử Al với 3 nguyên tử Cl; Al2Cl6: Mỗi nguyên tử Al tạo 3 liên kết

cộng hóa trị có cực với 3 nguyên tử Cl và 1 liên kết cho nhận với 1

nguyên tử Cl ( Al: nguyên tử nhận; Cl nguyên tử cho), trong 6 nguyên tử

Cl có 2 nguyên tử Cl có hai liên kết 1 liên kết cộng hóa trị thông thường

và 1 liên kết cho nhận

0.05

0.05

c Cấu trúc hình học:

+ Phân tử AlCl3: Nguyên

tử Al lai hóa sp2 (tam giác phẳng)

nên phân tử có cấu trúc tam giác

phẳng, đều, nguyên tử Al ở tâm

còn 3 nguyên tử Cl ở 3 đỉnh của

tam giác

Al Cl

1200

+ Phân tử Al2Cl6: Cấu trúc 2

tứ diện ghép nhau Mỗi nguyên tử

Al là tâm của một tứ diện, mỗi

nguyên tử Cl là đỉnh của tứ diện

Có 2 nguyên tử Cl là đỉnh chung

của 2 tứ diện

O

O O

O

O

O

O Cl Al

(1) 2Al + 3Cl2 →t0 AlCl3

(2) 2Al + 3CuCl2 → 2AlCl3 + 3Cu

(3) Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O

(4) Al(OH)3+3HCl → AlCl3 + 3H2O

(5) Al2S3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2S

(7) Al2(SO4)3+3BaCl2→2AlCl3 + 3BaSO4

0.05

Câu 3 (2,5 điểm) Nhiệt – Cân bằng hóa học.

Đối với phản ứng: A(k) + B(k) ¬ → C(k)

Ở 300oC và áp suất 200atm, hằng số cân bằng của phản ứng Kp = 0,860

1 Tính áp suất riêng phần của các chất ở điều kiện trên biết tỉ lệ mol của A và B ban đầu trùng tỉ lệ phản ứng

2 Giả sử ở nhiệt độ 150oC hằng số cân bằng của phản ứng là 6,8 × 10-2, tính ∆So của phản ứng, biết rằng ∆So và ∆Ho thay đổi không đáng kể trong khoảng nhiệt độ trên

1 (k) + B(k) ¬ → C(k)

Gọi áp suất riêng phần của A và B tại thời điểm cân bằng là P, do đó áp

suất riêng phần của C là (200-2P)

Ta có (200-2P)/P2 = 0,86 (0 < P < 200)

0,05

Giải ra ta có riêng phần của A và B ở trạng thái cân bằng P = 14.131 atm

0,05 Áp suất riêng phần của C tại trạng thái cân bằng là: 200 - 2×14,131 =

171.738 atm

0,05

T1 = 273 + 300 = 573 K

T2 = 273 + 150 = 423 K

∆G573 = ∆H573 - 573∆S573

∆G423 = ∆H423 - 423∆S423

0,05

∆G423 - ∆G573 = 150 ∆So (do ∆So và ∆Ho không đổi theo nhiệt độ) ∆So

Câu 4 (2,5 điểm) Động hóa.

Người ta tiến hành thí nghiệm đo tốc độ đầu của phản ứng giữa NO và H2 tại 826oC, kết quả thí nghiệm thu được các số liệu sau:

Thí nghiệm Áp suất đầu của H2/

mmHg

Áp suất đầu của NO/

mmHg

Tốc độ đầu /mmHg

s-1

1 Xác định bậc và hằng số tốc độ của phản ứng

2 Hỏi sau bao lâu thì áp suất của hệ là 700 mmHg nếu áp suất các chất đầu đều là 400 mmHg?

1

Tốc độ đầu của phản ứng giữa NO và H2 có thể viết dưới dạng:

b NO

a

P k

V = × 2 ×

V1 = k×400a× 300b = 102 mmHg

V2 = k×400a× 151b = 25 mmHg

V3 = k×205a× 400b = 110mmHg

Chia V1 cho V2 ta có b=2

Chia V2 cho V3 có a =1 vậy bậc của phản ứng là 3

1,50

2

Thay a, b và đổi áp suất ra nồng độ ta thu được k = 1,15 × 105 mol-1L2 s-1

Khi áp suất tổng là 700 mL thì lúc đó chất đầu giảm đã phản ứng hết 1/2

do đó t1/2≈2×10-3 s

1,0

Câu 5 (2,5 điểm) Dung dịch ( axit- bazơ, kết tủa).

1 Hãy tính độ tan của Fe(OH)2 trong nước tinh khiết và pH của dung dịch bão hoà Fe(OH)2? Biết Ks(Fe(OH)2) = 8,0.10-16; βFe(OH)+ = 108,08

2 Hãy tính độ tan của Fe(OH)2 trong dung dịch đệm có pH = 6,50?

1

Fe(OH)2 Fe2+ + 2 OH- Ks = [Fe2+][OH-]2 = 8,0 10-16

2 10

] ][

[

]

= + + −

OH Fe

FeOH

β

Có: 2 [Fe2+] + [FeOH+] + [H+] = [OH-] (1) (phương trình

trung hòa điện)

0,25

Giả sử:[Fe2+], [H+] << [FeOH+]

(1) => [FeOH+] = [OH-]

=>

08 , 8 16 2 16

10 0 , 8

] [

] [

10 0 , 8

] [

] ][

[

] [

=

=

=

−

−

+

− +

OH

FeOH OH

Fe

FeOH

β

=> [FeOH+] = [OH-] = 3,10 10-4 M

OH

K

2 2

10 32 , 8 ] [ ] [ + = − = −

0,25

KTGT: t/m

=> S = [Fe2+] + [FeOH+] = 3,10 10-4 M

0,05

2

Có: [H + ] = 10 -6,5 M

=> [OH - ] = 10 -7,5 M

OH

K

Fe s 0 , 8

] [ ] [ 2 + = − 2 =

=> [FeOH+ ] = β [Fe2 + ][OH− ] = 3 , 04M

=> S = [Fe 2+ ] + [FeOH + ] = 3,84 M)

1,00

Câu 6 (2,5 điểm) Phản ứng oxi hóa – khử.

Cho một pin điện có sơ đồ sau:

(-) Ag, Ag2S | Na2S 0,1 M || CuSO4 0,1 M | Cu (+)

1 Viết các phản ứng xảy ra tại mỗi điện cực và phản ứng tổng quát xảy ra trong pin điện ở

25oC

2 Tính sức điện động của pin điện tại nhiệt độ trên biết: EAgo +/Ag= 0,80V, TAg S= 10− 49,

o

u

EC 2 +/Cu= 0,34 V

3 Tính nồng độ ion Cu2+ và S2- trong dung dịch khi pin hết điện, giả sử hai dung dịch điện li

ở hai điện cực có thể tích bằng nhau

1

Phản ứng điện cực:

Catot: Cu2+ + 2e Cu

TQ: 2Ag + S2- + Cu2+ Cu + Ag2S

0,05

E = Ep - ET

2 2

2

059 , 0 lg

2

059 , 0 lg

2

059 , 0

/

o Ag Ag Cu

o Cu

E

2

Phản ứng:

2Ag + S2- + Cu2+ Cu + Ag2S

Eo = 0,34 – 0,80 + 1,4455 = 0,9855 V

KCB = 2,19×1033

[Cu2+] = [S2-] = 2 , 19 10 33

1

× = 2,13× 10-17 mol/L

1,00

Câu 7 (2,5 điểm) Halogen – oxi – lưu huỳnh.

X là muối có công thức NaIOx Hoà tan X vào nước thu được dung dịch A Cho khí

SO2 đi từ từ qua dung dịch A, thấy dung dịch xuất hiện màu nâu, tiếp tục sục SO2 vào thì mất màu nâu và thu được dung dịch B.Thêm một ít dung dịch HNO3 vào dung dịch B và sau đó thêm lượng dư dung dịch AgNO3, thấy xuất hiện kết tủa màu vàng.Thêm dung dịch H2SO4

loãng và KI vào dung dịch A, thấy xuất hiện dung dịch màu nâu và màu nâu mất đi khi thêm dung dịch Na2S2O3 vào

1 Viết các phương trình phản ứng xảy ra dưới dạng ion thu gọn

2 Để xác định chính xác công thức của muối X người ta hoà tan 0,100g X vào nước, thêm lượng dư KI và vài mililít dung dịch H2SO4 loãng, dung dịch có màu nâu Chuẩn độ I2 sinh ra bằng dung dịch Na2S2O3 0,1M với chất chỉ thị màu là hồ tinh bột cho tới khi mất màu, thấy tốn hết 37,4ml dd Na2S2O3 Tìm công thức X

1

2IOx- + (2x-1)SO2 + (2x-2)H2O → I2 +(2x-1)SO42- + (4x-4)H+ (1)

SO2 + I2 + 2H2O → 2I- + SO42- + 4H+ (2)

Ag+ + I- → AgI↓ (3)

(2x – 1)I- + IOx- + 2xH+ → xI2 + xH2O (4)

I2 + 2S2O32- → S4O62- + 2I- (5) 1,00

2

nNa2S2O3 = 0,1.0,0374 = 3,74.10-3 (mol)

Từ (5): nI2 = 1/2.nNa2S2O3 = 1,87.10-3 (mol)

Từ (4): nIox- = 1/x nI2 =

x

3

10 87 ,

(mol)

⇒ MNaIOx = 3

10 87 , 1

100 , 0

−

x

= 53,5x ⇔ 23 + 127 + 16x = 53,5x

⇒ x = 4

Vậy: X là NaIO4

1,50

Câu 8 (2,5 điểm) Bài tập tổng hợp.

1 Từ 800 tấn quặng pirit sắt (FeS2) chứa 25% tạp chất không cháy, có thể sản xuất được bao nhiêu m3 dung dịch H2SO4 93% (d = 1,83) ? Giả thiết tỉ lệ hao hụt là 5%

2 Theo lý thuyết khoáng pirit có công thức: FeS2, trong thực tế một phần ion 2−

2

S được thay

thế bởi S2- và công thức tổng của pirit là FeS2 – x Như vậy có thể coi pirit như là hỗn hợp FeSs, FeS Khi xử lý một mẫu khoáng với Br2 trong KOH dư thì xảy ra phản ứng:

FeS2 + Br2 + KOH → Fe(OH)3 + KBr + K2SO4 + H2O

FeS + Br2 + KOH → Fe(OH)3 + KBr + K2SO4 + H2O

Sau khi lọc, được chất rắn A và dung dịch B:

- Nung chất rắn A đến khối lượng không đổi thu được 0,2 gam Fe2O3

- Cho dư dung dịch BaCl2 vào dung dịch B thu được 1,1087 gam kết tủa BaSO4

Xác định công thức tổng quát của pirit và tính lượng Br2 dùng để oxihoa mẫu khoáng trên

1

Phản ứng đốt cháy pirit sắt:

4 FeS2 + 11 O2→ 2 Fe2O3 + 8 SO2

Các phản ứng chuyển SO2 thành H2SO4:

2 SO2 + O2→ 2 SO3

SO3 + H2O → H2SO4

0,50