TRƯỜNG THPT NGUYỄN TRÃI Câu MA TRẬN ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG LỚP 11 MƠN HĨA HỌC NĂM HỌC 2019-2020 Thời gian làm bài: 180 phút Nội dung Điểm - Nguyên tử 2,0 - Phản ứng oxi hóa - khử 2,0 - Bảng tuần hồn ngun tố hóa học Định luật tuần hồn 2,0 - Halogen 2,0 - Oxi - lưu huỳnh 2,0 - Nitơ - photpho 2,0 - Sự điện li 2,0 - Giải thích tượng thực tế 2,0 - Tổng hợp vô 2,0 10 - Thí nghiệm 2,0 TRƯỜNG THPT NGUYỄN TRÃI Đề thức ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG LỚP 11 MƠN HĨA HỌC NĂM HỌC 2019-2020 Thời gian làm bài: 180 phút Họ tên: ………………………………………………… Số báo danh: ……………… Cho biết khối lượng nguyên tử của các nguyên tố: C = 12; H = 1; O = 16; K = 39; Fe = 56; Mg = 24; Ag = 108; N = 14; Mn = 55; Na = 23; Br = 80; Cl = 35,5; Cu = 64; Al = 27; Ca = 40; Li = 7; Na = 23 Câu 1: (2,0 điểm) Cho X, Y hai nguyên tố có hợp chất khí vi hiro ứng với công thức XHa YHa (khối lợng mol phân tử chất gấp đôi khối lợng mol phân tư chÊt kia) Oxit cao nhÊt cđa X, Y cã công thức X 2Ob Y2Ob (khối lợng mol phân tử hai oxit 34 đvC) Xác định tên X, Y công thức phân tử hợp chất oxit cao hợp chất khí với hi®ro cđa X, Y Câu 2: (2,0 điểm) Cân các phản ứng hóa học sau theo phương pháp thăng electron: a) K2Cr2O7 + HCl KCl + CrCl3 + Cl2 + H2O b) FexOy + HNO3 Fe(NO3)3 + NO + H2O c) Cu2S + HNO3 Cu(NO3)2 + H2SO4 + NO + H2O d) K2SO3 + KMnO4 + KHSO4 K2SO4 + MnSO4 + H2O Câu 3: (2,0 điểm) 1) Cho A, B hai nguyên tố thuộc hai nhóm liên tiếp nằm hai chu kỳ liên tiếp bảng tuần hồn Tổng sớ hạt mang điện tích A, B 50 Ở trạng thái đơn chất A, B không phản ứng được với Xác định A, B 2) Hoµ tan hoµn toµn 2,52 gam hỗn hợp X gồm Mg, Al dung dịch HCl thu đợc 2,688 lít H2 (đktc) Nếu cho 2,52 gam hỗn hợp hoà tan hoàn toàn H2SO4 đặc, nóng thu đợc 0,03 mol sản phẩm Y hình thành khử S+6 Xác định Y Câu 4: (2,0 điểm) Viờt cac phng trỡnh hóa học biểu diễn các phản ứng xảy các thí nghiệm sau: a) Cho khí clo tác dụng với dung dịch KOH đun nóng b) Cho khí SO2 vào bình chứa dung dịch KMnO4 c) Cho urê vào dung dịch Na2CO3 d) Hòa tan mẫu Fe 3O4 dung dịch H2SO4 lỗng dư, sau thêm vào lượng dư dung dịch NaNO3 Câu 5: (2,0 điểm) Đốt cháy hoàn toàn 6,48 gam hỗn hợp chất rắn X gồm: Cu, CuS, FeS, FeS 2, FeCu2S2, S cần 2,52 lít O2 thấy thoát 1,568 lít SO2 Mặt khác cho 6,48 gam X tác dụng với dung dịch HNO đặc nóng, dư thu được V lít NO2 (sản phẩm khử nhất) dung dịch A Cho dung dịch A tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư thu được m gam kết tủa Biết thể tích các khí đo điều kiện tiêu chuẩn Tính V, m Câu 6: (2,0 điểm) Hòa tan a gam hỗn hợp Na2CO3 KHCO3 vào nước để thu được 400 ml dung dịch A Rót từ từ 100 ml dung dịch HCl 1,5M vào A thu được dung dịch B 1,008 lít khí CO (đktc) Cho B tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư thu được 29,55 gam kết tủa a) Tính a b) Tính nồng độ các ion dung dịch A c) Nếu rót từ từ dung dịch A vào dung dịch HCl thể tích CO (đktc) thu được lít? Câu 7: (2,0 điểm) Có các dung dịch nồng độ chứa các chất sau: Al 2(SO4)3, HNO3, KNO3, Na2CO3 Hãy cho biết dung dịch có pH nhỏ giải thích? Câu 8: (2,0 điểm) 1) Hãy giải thích người ta dùng phèn chua K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O để làm nước? 2) Thời kỳ Phục hưng, các họa của các danh họa được vẽ bột “trắng chì” (có chứa PbCO3.Pb(OH)2) Qua thời gian, các họa bị ớ đen khơng cịn đẹp ban đầu Hãy giải thích tượng để phục hồi các họa cần dùng hóa chất nào? Viết các phương trình phản ứng hóa học minh họa Câu 9: (2,0 điểm) Cho 10,62 gam hn hp gm Fe, Zn vào 800 ml dung dịch hỗn hợp X gồm NaNO 0,45 M H2SO4 0,9M Đun nóng cho phản ứng xảy hoàn toàn thu được dung dịch Y 3,584 lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) Dung dịch Y hịa tan tới đa m gam bột Cu thu được V lít khí NO (đktc, sản phẩm khử của NO3-) a) Tính phần trăm khới lượng kim loại hỗn hợp ban đầu b) Tính giá trị m1 V c) Cho m2 gam Zn vào dung dịch Y (tạo khí NO sản phẩm khử của NO 3-), sau phản ứng thu được 3,36 gam chất rắn Tính giá trị m2 Câu 10: (2,0 điểm) a) Trong phịng thí nghiệm dụng cụ vẽ dùng để điều chế chất khí sớ các khí sau: Cl2, O2, NO, NH3, SO2, CO2, H2 Giải thích b) Mỗi khí điều chế được trên, chọn cặp chất A B thích hợp viết phản ứng điều chế chất khí đó? o0 HẾT 0o Chú ý: - Học sinh không phép sử dụng bảng hệ thống tuần hồn - Cán coi thi khơng cần giải thích thêm TRƯỜNG THPT NGUYỄN TRÃI Câu (2,0 điểm) (2,0 điểm) (2,0 điểm) HƯỚNG DẪN CHẤM BÀI THI HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG LỚP 11 MƠN HĨA HỌC NĂM HỌC 2019-2020 Nội dung Điểm X a 2(Y a) Gi¶ sư X > Y ta cã: 2X 16b (2Y 16b) 34 Y = 17 - a a = 17 1,0 -Y Víi: a < 17 - Y < Y = 14 (N); a = hc Y = 15; a = (loại) X = 31 (P) Các hỵp chÊt: NH3, PH3, N2O5, P2O5 a) K2Cr2O7 + 14HCl 2KCl + 2CrCl3 + 3Cl2 + 7H2O Cr2+6 => 2Cr+3 + 6e x1 -1 2Cl + 2e => Cl2 x3 b) 3FexOy + (12x-2y)HNO3 3xFe(NO3)3 + (3x-2y)NO + (6xy)H2O Fex+2y/x => xFe+3 + (3x-2y)e x3 N+5 + 3e => N+2 x(3x-2y) c) 3Cu2S + 22HNO3 => 6Cu(NO3)2 + 3H2SO4 + 10NO + 8H2O Cu2S => 2Cu+2 + S+6 + 10e x N+5 +3e => N+2 x 10 d) 5K2SO3 + 2KMnO4 + aKHSO4 => bK2SO4 + 2MnSO4 + H2O S+4 => S+6 + 2e x5 +7 +2 Mn + 5e => Mn x2 Theo bảo toàn ngun tớ K S ta có: a + 12 = 2b; a+ = b+ 5K2SO3 + 2KMnO4 + 6KHSO4 => 9K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O 1) 2ZA + 2ZB = 50 ZA + ZB = 25 A, B thuộc chu kì nhỏ * ZB – ZA = ZA = 9, ZB = 16 flo, lưu huỳnh (loại) * ZB – ZA = ZA = 8, ZB = 17 oxi, clo (thỏa mãn) 2) nH2 = 0,12 mol Ta có các quá trình khử oxi hóa : Mg Mg+2 + 2e (1) +3 Al Al + 3e (2) * Khi hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HCl : 2H+ + 2e H2 (3) mol 0,24 0,12 * Khi hỗn hợp X tác dụng với dung dịch H 2SO4 đặc nóng: (gọi n sớ oxi hóa của sản phẩm khử S+6) S+6 + (6-n) e Sn (4) mol 0,03(6-n) 0,03 (Vì sản phẩm khử là: S, H 2S, SO2 nên sớ mol sản phẩm khử sớ mol của Sn) Theo ĐLBT electron (1) (4) suy : ne(H+ nhận) = ne(S+6 nhận) = ne(kim loại nhường) 0,03(6-n) = 0,24 n = -2 Vậy Y H2S 1,0 0,5 0,5 0,5 0,5 1,0 1,0 (2,0 điểm) (2,0 điểm) (2,0 điểm) nóng a) 3Cl2 + 6KOH → 5KCl + KClO3 + 3H2O b) 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4 c) (NH2)2CO + 2H2O → (NH4)2CO3 Na2CO3 + (NH4)2CO3 → 2NH3↑+ 2NaHCO3 d) Fe3O4 + 4H2SO4 → FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O 6FeSO4 + NaNO3 + 4H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + Na2SO4+ 2NO + 4H2O Xem hỗn hợp X gồm x mol Cu, y mol Fe z mol S -Khối lượng hỗn hợp X: 64x + 56y + 32z = 6,48 (I) -Đớt cháy hồn tồn hỗn hợp X Cu → Cu2++2e , Fe → Fe3++3e , S → SO2 +4e x x 2x y y 3y z z 4z 2O +2e → O 0,225 0,45 -Bảo tồn electron ta có: 2x + 3y + 4z = 0,45 (II) Ta có z = Sớ mol S = số mol SO2 = 1,568:22,4 = 0,07 Thay z = 0,07 vào (I) được phương trình: 64x + 56y = 4,24 (*) vào (II) được phương trình 2x + 3y = 0,17 (**) Giải hệ PT (*) & (**) tìm được x = 0,04; y = 0,03 -Hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HNO đặc nóng dư tạo khí NO dung dịch A Cu → Cu2++2e , Fe → Fe3++3e , S → SO42- +6e x x 2x y y 3y z z 6z NO3- +1e → NO2 a a mol -Bảo tồn electron ta có: sớ mol NO2 = a = 2x+ 3y + 6z = 0,59 Từ tính được V = V(NO2) = 0,59x22,4 = 13,216 lít Dung dịch A + dung dịch Ba(OH)2 dư thu được kết tủa gồm: Cu(OH)2; Fe(OH)3; BaSO4 Số mol Cu(OH)2 = số mol Cu = x = 0,04 Số mol Fe(OH)3 = số mol Fe = y = 0,03 Số mol BaSO4 = số mol S = z = 0,07 m = m↓ = (0,04x98 + 0,03x107 + 0,07x233) = 23,44 gam a) Rót từ từ dung dịch HCl vào dung dịch A, lần lượt xảy các phản ứng: PTHH: H CO32 �� � HCO3 0,5 0,5 0,5 0,5 1,0 0,5 0,5 H HCO3 �� � H 2O CO Dung dịch B chứa Na , K , Cl , HCO3 Thêm dung dịch Ba(OH)2 dư vào B: 2 � BaCO3 � H 2O PTHH: Ba HCO3 OH �� n n CO2 n CO2 n BaCO3 0, 045 0,15 Theo các PTHH trên: HCO3 =0,195 mol n Na 2CO3 n CO2 0,15 0, 045 0,105mol n KHCO3 n HCO 0,195 0,105 0, 09mol 1,0 Vậy a = 0,105.106 + 0,09.100 = 20,13 gam b) Nồng độ các ion dung dịch A: 0,105 [CO32 ] 0, 2625M 0, [Na ] 2[CO32 ] 0, 525M 0, 09 [K ] [HCO3 ] 0, 225M 0, c) Khi rót A vào dung dịch HCl xảy đồng thời phản ứng: 0,5 CO32 2H �� � CO H 2O HCO3 H �� � CO H O 2 Giả sử CO3 phản ứng hết đến HCO3 n CO2 n HCl 0, 075mol � 1, 68lit 2 Giả sử HCO3 phản ứng hết đến CO3 n CO2 0, 09 (0,15 0, 09) 0,12mol � 2, 688lit V Thực tế 1,68 lit < CO2 < 2,688 lít (2,0 điểm) (2,0 điểm) (2,0 điểm) * Al2(SO4)3 2Al3+ + 3SO42Al3+ + HOH Al(OH)2+ + H+ (1) Dung dịch có pH [H+] (1) � pH nhỏ (1) � pH nhỏ * KNO3 K+ + NO3Dung dịch có pH =7 � mơi trường trung tính * Na2CO3 2Na+ + CO32CO32- + HOH HCO3- + OHDung dịch có pH>7 � mơi trường bazơ 1) Khi cho phèn chua vào nước phân li ion Al 3+ Chính ion Al3+ bị thủy phân theo phương trình: Al3+ + 3H2O → Al(OH)3↓ + 3H+ Kết tạo Al(OH)3 chất kết tủa dạng keo nên khuấy phèn chua vào nước, kết dính các hạt đất nhỏ lơ lửng nước đục thành hạt đất to hơn, nặng chìm xuống làm nước 2) Những họa cổ bị hóa đen PbCO 3.Pb(OH)2 phản ứng chậm với H2S có khơng khí theo phương trình hóa học: PbCO3 + H2S → PbS + CO2 + H2O Pb(OH)2 + H2S → PbS + 2H2O Để phục chế ta dùng H2O2 vì: 4H2O2 + PbS → PbSO4 tan, trắng + 4H2O Chất PbSO4 tạo có màu trắng tương tự PbCO3.Pb(OH)2 a) Số mol NaNO3 = 0,36 mol số mol H2SO4 = 0,72 mol => số mol H+ = 1,44 mol Ta có các bán phản ứng: NO3- + 4H+ + 3e → NO + 2H2O (1) mol bđ 0,36 1,44 0,16 Số mol NO = 0,16 mol => H+ NO3- dư, kim loại phản ứng hết Số mol NO3- phản ứng = 0,16 mol; số mol H+ phản ứng = 0,64 mol Fe → Fe3+ + 3e (1) Zn → Zn2+ + 2e (2) Gọi số mol Fe x mol, số mol Zn y mol Theo khối lượng hỗn hợp ban đầu ta có phương trình 56 x + 65 y = 10,62 (I) Theo định luật bảo tồn electron ta có phương trình 3x + 2y = 0,16.3 (II) Giải hệ phương trình (I), (II) ta có: x = 0,12 y = 0,06 mol mFe = 0,12.56 = 6,72 g => % mFe = 63,28% => % mZn =100% - 63,28 % = 36,72 % b) Dung dịch Y có 0,2 mol NO3-; 0,8 mol H+; 0,12 mol Fe3+; 0,06 mol Zn2+, thêm bột Cu vào dung dịch Y: 3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO + H2O (3) 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 1,0 1,0 1,0 0,3 ← 0,8 ← 0,2 → 0,2 (mol) 2Fe3+ + Cu → 2Fe2+ + Cu2+ (4) 0,12 → 0,06 Từ phản ứng (3), (4) có tổng sớ mol Cu = 0,36 mol m1 = 0,36.64 = 23,04 gam ; VNO = 4,48 lít c) Thêm m2 gam Zn vào dung dịch Y có 0,2 mol NO 3-; 0,8 mol H+; 0,12 mol Fe3+; 0,06 mol Zn2+: Do khối lượng Fe3+ = 0,12.56 = 6,72 gam > khối lượng chất rắn 3,36 gam Nên 3,36 gam chất rắn sau phản ứng có Fe, Zn hết nFe = 3,36/56 = 0,06 mol 3Zn + 8H+ + 2NO3- → 3Zn2+ + 2NO + H2O 0,3 ← 0,8 ← 0,2 Zn + 2Fe3+ → Zn2+ + 2Fe2+ 0,06 ← 0,12 → 0,12 2+ Zn + Fe → Zn2+ + Fe 0,06 ← 0,06 ← 0,06 Tổng số mol Zn phản ứng 0,3 + 0,12 = 0,42 mol => mZn = 27,3 gam - Giải thích: Để điều chế được khí C dụng cụ vẽ khí C phải có đặc điểm: nặng khơng khí (= 29) khơng tác dụng với khơng khí => điều chế được các khí: Cl2, SO2, CO2, O2 10 (2,0 điểm) 0,5 0,5 1,0 - Phản ứng điều chế: 2KMnO4 + 16HCl 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O Na2SO3 + H2SO4 (loãng) Na2SO4 + SO2 + H2O CaCO3 + 2HCl 2NaCl + CO2 + H2O H2O2 (xúc tác MnO2) H2O + 1/2O2 Chú ý: - Học sinh làm cách khác kết cho điểm tối đa 1,0 ... GIỎI CẤP TRƯỜNG LỚP 11 MƠN HĨA HỌC NĂM HỌC 2019 -2020 Thời gian làm bài: 180 phút Họ tên: ………………………………………………… Số báo danh: ……………… Cho biết khối lượng nguyên tử của các nguyên tố: C = 12;... (2,0 điểm) (2,0 điểm) (2,0 điểm) HƯỚNG DẪN CHẤM BÀI THI HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG LỚP 11 MƠN HĨA HỌC NĂM HỌC 2019 -2020 Nội dung Điểm X a 2(Y a) Gi¶ sư X > Y ta cã: 2X 16b (2Y 16b)... HCO3 H �� � CO H O 2 Giả sử CO3 phản ứng hết đê? ?n HCO3 n CO2 n HCl 0, 075mol � 1, 68lit 2 Giả sử HCO3 phản ứng hết đê? ?n CO3 n CO2 0, 09 (0,15 0, 09) 0,12mol � 2, 688lit