Mặc dù ái lực của flo bé hơn clo, nhưng năng lượng liên kết của flo lại thấp hơn của clo nên flo dễ phân li thành nguyên tử hơn, vì vậy tính oxi hóa của flo mạnh hơn clo.. (Năng lượng li[r]
(1)SỞ GIÁO DỤC-ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH CẤP THPT HÀ TĨNH NĂM HỌC 2012-2013
MÔN THI: HỐ HỌC LỚP 10 ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian làm bài: 180 phút (Đề thi có 02 trang, gồm 06 câu)
Câu I:
1 Trong thiên nhiên, brom có nhiều nước biển dạng NaBr Cơng nghiệp hóa học điều chế brom từ nước biển thực theo quy trình sau đây:
- Cho dung dịch H2SO4 vào lượng nước biển; - Sục khí clo vào dung dịch thu được;
- Dùng khơng khí lơi brom tới bảo hòa vào dung dịch Na2CO3;
- Cho dung dịch H2SO4 vào dung dịch bão hòa brom, thu brom hóa lỏng
Hãy viết phương trình hóa học xảy q trình cho biết vai trị H2SO4
2 Cho m gam hỗn hợp X gồm CuCl2 FeCl3 vào nước thu dung dịch A Chia A làm phần Sục khí H2S dư vào phần 1,28 gam kết tủa, cho Na2S dư vào phần 3,04 gam kết tủa Tính m
Câu II:
1 Năng lượng ion hóa thứ (I1- kJ/mol) nguyên tố chu kỳ có giá trị (khơng theo trật tự) 1402, 1314, 520, 899, 2081, 801, 1086, 1681 Hãy gắn giá trị cho nguyên tố tương ứng Giải thích
2 Có lít dung dịch X gồm Na2CO3 0,1M (NH4)2CO3 0,25M Cho 43 gam hỗn hợp BaCl2 CaCl2 vào dung dịch X, sau phản ứng kết thúc thu 39,7 gam kết tủa A Tính thành phần % khối lượng chất A
Câu III:
1.a Sục từ từ khí Cl2 vào dung dịch KI, cho biết màu sắc dung dịch biến đổi nào? Giải thích
b Hãy giải thích lực electron flo (3,45 eV) bé clo (3,61 eV) tính oxi hóa flo lại mạnh clo?
2 Cho hỗn hợp gồm 0,03 mol Al, 0,02 mol Cu 0,02 mol Zn tác dụng với hỗn hợp axit H2SO4 HNO3, sau phản ứng thu 4,76 gam hỗn hợp khí SO2 NO2 tích 1,792 lít (đo điều kiện tiêu chuẩn) m gam muối (khơng có muối amoni) Tính m
Câu IV:
1 M R nguyên tố thuộc phân nhóm (nhóm A), tạo với hiđro hợp chất MH RH Gọi X Y hiđroxit ứng với hóa trị cao M R Trong Y, R chiếm 35,323% khối lượng Để trung hịa hồn tồn 50 gam dung dịch 16,8% X cần 150 ml dung dịch Y 1M Xác định nguyên tố M R
2 Để hoà tan hoàn toàn a mol kim loại cần lượng vừa đủ a mol H2SO4, sau phản ứng thu 31,2 gam muối sunfat khí X Tồn lượng khí X làm màu vừa đủ 500 ml dung dịch Br2 0,2M Xác định tên kim loại
Câu V:
1.Trong tài liệu tham khảo có ghi phương trình hóa học đây, lỗi (nếu có) sửa lại cho
a CaI2 + H2SO4 đặc CaSO4 +2HI
(2)2 Đun nóng hỗn hợp X gồm bột Fe S điều kiện khơng có khơng khí, thu hỗn hợp rắn A Cho A tác dụng với lượng dư dung dịch HCl thu sản phẩm khí Y có tỉ khối so với H2 13 Lấy 2,24 lít (đo điều kiện tiêu chuẩn) khí Y đem đốt cháy cho tồn sản phẩm cháy qua 100 ml dung dịch H2O2 5,1% (có khối lượng riêng 1g/ml), sau phản ứng thu dung dịch B Các phản ứng xảy hoàn toàn
a Tính thành phần % khối lượng chất hỗn hợp X b Xác định nồng độ % chất dung dịch B
Câu VI:
1.Cho m gam hỗn hợp kim loại Ba, Na (được trộn theo tỉ lệ số mol 1:1) vào nước 3,36 lít H2 (đo điều kiện tiêu chuẩn) dung dịch X Cho CO2 hấp thụ từ từ vào dung dịch X Vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc số mol kết tủa theo số mol CO2 hấp thụ
2 A dung dịch chứa AgNO3 0,01M, NH3 0,25M B dung dịch chứa ion Cl-, Br-, I -đều có nồng độ 0,01M Trộn dung dịch A với dung dịch B (giả thiết ban đầu nồng độ ion không đổi) Hỏi kết tủa tạo thành? Trên sở phương pháp, đề nghị cách nhận biết ion Cl- dung dịch có chứa đồng thời ion trên.
Biết: Ag(NH3)2+ Ag+ + 2NH3 k = 10-7,24 ; TAgCl = 1,78.10-10 ; TAgBr = 10-13; TAgI = 10-16
-HẾT - Thí sinh khơng sử dụng tài liệu (kể bảng hệ thống tuần hồn ngun tố hóa
học).
- Cán coi thi khơng phải giải thích thêm.
(3)SỞ GIÁO DỤC-ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH THPT HÀ TĨNH NĂM HỌC 2012-2013
HƯỚNG DẪN CHẤM MƠN HỐ HỌC 10
Câu Nội dung Điểm
I
3 1 Cl2 + 2NaBr
H+¿
⃗
¿ 2NaCl + Br2 (1)
3Br2 + 3Na2CO3 5NaBr + NaBrO3 + 3CO2 (2) H2SO4 + Na2CO3 ❑⃗ Na2SO4 + CO2 + H2O (3) 5NaBr + NaBrO3 + 3H2SO4 3Na2SO4 + 3Br2 + 3H2O (4)
Vai trò H2SO4: (1) H2SO4 có tác dụng axit hóa mơi trường phản ứng, (3) (4) chất tham gia pư, mơi trường kiềm có cân bằng:
3Br2+ 6OH- OH 5Br- + BrO3- + 3H2O
-H+
2 Thêm H2S vào phần ta có:
2FeCl3 + H2S → 2FeCl2 + S + 2HCl x 0,5x
CuCl2 + H2S → CuS↓ + 2HCl y y
16x +96y = 1,28 (I) Thêm Na2S vào phần
2FeCl3 + Na2S → 2FeCl2 + S + 2NaCl sau đó: FeCl2 + Na2S → FeS↓ + 2NaCl
2FeCl3 + 3Na2S → 2FeS↓ + S↓ + 6NaCl mol: x x 0,5 x
CuCl2 + Na2S → CuS↓ + 2NaCl y y
88x + 32.0,5x + 96y = 3,04 (II)
+ Từ (I, II) ta có: x = 0,02 mol y = 0,01 mol m = 4,6.2 = 9,2 gam.
1,5
0,5
0,5 0,5 II
3
1 Giá trị lượng ion hóa tương ứng với nguyên tố:
IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA
Li Be B C N O F Ne
2s1 2s2 2p1 2p2 2p3 2p4 2p5 2p6 I1 (kJ/mol) 520 899 801 1086 1402 1314 1681 2081
Nhìn chung từ trái qua phải chu kỳ lượng ion hóa I1 tăng dần, phù hợp với biến thiên nhỏ dần bán kính nguyên tử
Có hai biến thiên bất thường xảy là:
- Từ IIA qua IIIA, lượng I1 giảm có chuyển từ cấu hình bền ns2 qua
cấu hình bền ns2np1 (electron p chịu ảnh hưởng chắn electron s
nên liên kết với hạt nhân bền chặt hơn)
- Từ VA qua VIA, lượng I1 giảm có chuyển từ cấu hình bền ns2np3
qua cấu hình bền ns2np4 (trong p3 có electron độc thân, p4 có cặp ghép đôi, xuất lực đẩy electron)
2 Học sinh viết ptpu, ta tóm tắt sau:
M2+ + CO3
MCO3
Dự vào số mol muối cacbonat, tính nCO32- = 0,35
Theo tăng giảm khối lượng thấy từ mol MCl2 MCO3 khối lượng giảm 11
1
0,5
(4)gam Thực tế khối lượng giảm 43 – 39,7 = 3,3 gam Số mol MCO3 = 113,3 = 0,3 < nCO32- -> CO32- có dư, M2+ pư hết
nBaCl2 = x, CaCl2 = y, lập hệ pt đại số 208x +111y = 43 x + y = 0,3
giải BaCO3 = 0,1 mol, CaCO3 = 0,2 mol % BaCO3 = 49,62%, CaCO3 = 50,38%
1
III 3,5
1 a dd KI xuất màu đỏ tím, sau dần trở lại khơng màu
Cl2 + 2KI 2KCl + I2 5Cl2 + I2 + 6H2O 2HIO3 + 10HCl
b Quá trình chuyển X2 2X- phụ thuộc vào yếu tố: lượng phân li phân tử thành nguyên tử (tức lượng liên kết) lực e để biến nguyên tử X thành ion X
-Mặc dù lực flo bé clo, lượng liên kết flo lại thấp clo nên flo dễ phân li thành ngun tử hơn, tính oxi hóa flo mạnh clo
(Năng lượng liên kết flo thấp clo vì: Trong phân tử F có AO p, khơng có AO trống phân tử F2 có liên kết σ Trong ngun tử Cl, ngồi AO p cịn có AO d trống phân tử Cl2 xen phủ AO p để tạo liên kết σ , mây e cịn đặt vào AO d trống, tạo phần liên kết pi)
2 Dựa vào thể tích khối lượng hỗn hợp khí, lập hệ pt dễ dàng tính số mol SO2 = 0,06 NO2 = 0,02 số mol e nhận = 0,06.2 + 0,02 = 0,14
Nếu tất kim loại tan ne nhường = 0,03.3 + 0,02.2 + 0,02.2 = 0,17 > 0,14 Như có kim loại cịn dư, Cu (vì Cu có tính khử yếu nhất), tính số mol Cu dư = 0 ,17 − ,142 = 0,015
Ta có : NO3- + 2H+ +1e NO2 + H2O 0,02 0,04
SO42- +4H+ +2e SO2 +2H2O 0,06 0,24
nNO3 -(muối) = nNO3-(ax) – nNO2 = nH+ - nNO2 = 0,04 – 0,02 = 0,02
Tương tự tính nSO42- = 0,06 mol Khối lượng muối = mkim loại + mgốc axit
m = 0,03.27 + 0.02.65 + 0,005.64 + 0,02.62 + 0,06.96 = 9,43 (gam)
0,75
0,75
0,25 0,5
0,5
0,75 IV
3,5
1 Hợp chất với hiđro có dạng RH nên R thuộc nhóm IA VIIA.
Trường hợp : Nếu R thuộc nhóm IA Y có dạng ROH Ta có : 17R =35 ,323
64 , 677⇒ R=9 , 284 (loại nghiệm thích hợp) Trường hợp : R thuộc nhóm VIIA Y có dạng HRO4
Ta có : 65R =35 ,323
64 , 677⇒ R=35 ,5 , R nguyên tố clo (Cl)
Do hiđroxit R (HClO4) axit, nên hiđroxit M phải bazơ dạng MOH
mX=16 , 8
100 ×50 gam=8,4 gam MOH + HClO4 XClO4 + H2O
nMOH=nHClO=0 , 15 L× mol/ L=0 , 15 mol
M+17= 8,4 gam 0 , 15 mol=56
M = 39 , M nguyên tố kali (K)
2 Khí X có khả làm màu dung dịch nước brom nên X phải H2S SO2
0,5
(5)Giả sử X H2S, ta có phương trình phản ứng:
8R + 5nH2SO4 → 4R2(SO4)n + nH2S + 4nH2O Theo ptpu: nH SO2 =
5
n
nR Theo ra: nH SO2 4= nR → 5n = → n = 5. Vậy khí X cho khí SO2 Và ta có phương trình phản ứng:
2R + 2nH2SO4 → R2(SO4)n + nSO2 + 2nH2O Ta có: =2n n =1
Phương trình (1) viết lại:
2R + 2H2SO4 → R2SO4 + SO2 + 2H2O * Cho khí X phản ứng với dung dịch Br2 xảy phản ứng sau: SO2 + Br2 + 2H2O → H2SO4 + 2HBr (2)
Theo (2): nSO2= nBr2= 0,5.0,2 = 0,1(mol); theo (*): nR2SO4 = nSO2= 0,1(mol) Theo khối lượng R2SO4 = 31,2g → MR SO2 4=
31,
0,1 = 312 → MR = 108 (R Ag)
0,5
0,5
1 V
3,5 1 a HI có tính khử, pư với H2SO4 đặc, nên sửa lại4CaI2 + 5H2SO4 đặc 4CaSO4 + H2S + 4I2 +4H2O
b Do FeSO4 có tính khử, H2SO4 đặc có tính oxi hóa nên phương trình viết lại:
2FeCl2 + 4H2SO4 Fe2(SO4)3 + SO2 + 4HCl + 2H2O
c Do có KI dư nên I2 tan KI tạo KI3, phương trình viết lại: Cl2 + 3KI 2KCl + KI3
2 a)Viết phương trình:
Fe + S FeS (1)
FeS + 2HCl FeCl2 + H2S (2)
Với MY = 13.2 = 26 Y có H2S H2, Fe dư phản ứng với HCl.
Fedư + 2HCl FeCl2 + H2 (3) 2H2S + 3O2 2SO2 + 2H2O (4) 2H2 + O2 2H2O (5) SO2 + H2O2 H2SO4 (6) Đặt nH2S = a (mol); nH2= b (mol)
MY =
3 b a 26 b a 2b 34a
Giả sử nH2= (mol) nH2S = (mol)
(1)(2) nFephản ứng = nS = nFeS = nH2S = (mol)
(3) nFe dư = nH2= (mol)
nFeban đầu = + = (mol)
Vậy: %mFe =
% 70 32 56 % 100 56
%mS = 100% - 70% = 30% b) nY = 22,4
24 ,
= 0,1(mol) nH2S = 4
3
.0,1 = 0,075 (mol) nH2 = 0,1 - 0,075 = 0,025 (mol).
0,5.3
(6)0,15(mol) 100.34
5,1.1.100
nH2O2
Từ (4)(6) nSO2= nH2S = 0,075 (mol)
Từ (6) nH2SO4= nSO2 = 0,075 (mol) H2O2 dư.
2O H
n
phản ứng = nSO2 = 0,075 (mol) H2O2 dư = 0,15 - 0,075 = 0,075 (mol)
Áp dụng BTKL ta có:
mddB = mddH2O2 + mSO2 + mH2O = 100.1 + 0,075.64 + 0,1.18 = 106,6 (g)
Vậy: C%H2SO4 = 106,6 100 98 075 ,
= 6,695 (%) C%H2O2 dư = 106,6
100 34 075 ,
= 2,392 (%)
0,5
0,5
0,5 VI
3,5
1 Ba + H2O Ba(OH)2 + H2 Na + H2O NaOH + 1/2H2
Dựa vào pt, tính nBa(OH)2 = NaOH = 0,1 Tính nOH- = 0,3 Sục từ từ CO2 vào dd X có pư
CO2 + 2OH- CO
32- + H2O CO32- + Ba2+ BaCO
3 BaCO3 + CO2 Ba(HCO3)2
Dựa vào pt, hs vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc số mol BaCO3 kết tủa với số mol CO2 hấp thụ (Hình thang cân… )
2 Vì AgNO3 tạo phức với NH3 nên dung dịch A chứa Ag(NH3)2+ 0,01M và NH3 = 0,25 – 0,02 = 0,23M
Ag(NH3)2+ == Ag+ + 2NH3 K = 10-7,24 Ban đầu 0,01 0,23
Cân 0,01-x x 0,23 + 2x K = 10-7,24 =
2
(0, 23 ) 0, 01
x x
x
Giải x = 1,09.10-8 Vậy nồng độ cân Ag+= 1,09.10-8
Ta có T = Ag+.X- = 1,09.10-8 0,01 = 1,09.10-10 Như vậy: T < TAgCl nên khơng có kết tủa AgCl T > TAgBr TAgI nên có kết tủa AgBr AgI
Để nhận biết Cl- dd có chúa đồng thời ion trên, ta dùng dd A để loại bỏ Br- I- (tạo kết tủa), sau thêm từ từ axit để phá phức Ag(NH3)2NO3 làm tăng nồng độ Ag+, T tăng lên T > TAgCl có kết tủa AgCl (nhận Cl-)
0,5 0,5 1 0,25 0,5 0,75 0,1
(7)