A là đơn chất dùng để lưu hóa cao su nên A là lưu huỳnh.[r]
(1)SỞ GD&ĐT HỊA BÌNH TRƯỜNG THPT CHUYÊN
HOÀNG VĂN THỤ
ĐÁP ÁN THI HỌC SINH GIỎI TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ IX
MƠN: HĨA HỌC LỚP: 10
Ngày thi: 02 tháng 08 năm 2013
Câu Ý Nội dung Điểm
1
Do qp = 1,602.10-19C ZX X
26 10
602 ,
10 652 , 41
19 19
là: Fe Do 1u = 1,6605.10-27Kg = 1,6605.10-24g
Khối lượng nguyên tử Y 108u
10 6605 ,
10 793 ,
24 22
Y là: Ag
Fe có cấu hình: [Ar]3d64s2 mức oxi hóa bền Fe + Vì cấu hình Fe3+ cấu hình bán bão hòa phân lớp d bền (d5)
Fe Fe3+ + 3e
[Ar]3d64s2 [Ar]3d5
Ag có cấu hình [Kr]4d105s1 mức oxi hóa bền Ag +1 Vì
cấu hình Ag+ cấu hình bão hịa phân lớp d bền (d10)
Ag Ag+ + e [Kr]4d105s1 [Ar]4d10
0,25
0,25 0,25 0,25
0,25 Phương trình phóng xạ Th:
90Th232 → 88Ra228 + 2He4
Vì Thoriđioxit phân hủy phóng xạ theo phản ứng bậc nên chu kì bán hủy tính theo biểu thức:
k
t1/2 0,693 hay
2 /
693 ,
t k
Hằng số tốc độ phóng xạ 1,58.10 ( )
3600 24 365 10 39 ,
693 ,
0 18
10
s
k
Trong 264g ThO2 tinh khiết chứa 6,022.1023 nguyên tử 232Th
Vậy gam ThO2 tinh khiết chứa 21
23
10 28 , 264
10 022 ,
nguyên tử
232Th
Tốc độ phân hủy ThO2 biểu diễn biểu thức:
kN dt dN v
Do số hạt bị xạ giây gam thori đioxit tinh khiết số nguyên tử Th phân rã là:
0,25
0,25
0,25
(2)) ( 10 , 10 28 , 10 58 ,
1 18 21 1
s
dt dN v
2 Phân
tử Công thức Lewis Cơng thức cấu trúc Dạng lai hóa của NTTT Dạng hình học phân tử SO2
O S
O
AX2E sp2 Gấp khúc
SO3
O S
O
O AX3 sp2 Tam giác
SO4
2-SF4 O
S O
O
O
2- AX
4 sp3 Tứ diện
SCN
-S C N AX2 Sp Đường thẳng
0,25
0,25
0,25
0,25 a Tinh thể lập phương tâm mặt Có cấu trúc mạng sở sau:
a
a a = 4.r
b Trong mạng lập phương tâm mặt nguyên tử mặt bên tinh thể tiếp xúc với ta có:
4r = a a = 2
4r
r = 2 1,28 = 3,62Ao
Khoảng cách ngắn hai tâm hai nguyên tử Cu mạng 2r = 1,28.2= 2,56A0
c Số nguyên tử Cu mạng tinh thể lập phương tâm mặt =
2
8
dCu = 3 23 8 3 8,9 /
) 10 62 , ( 10 02 ,
54 , 63
4
cm g cm
g a
M V
m Cu
0,5
0,25
0,25 0,25
0,25 Phương trình hóa học: CO2 + H2 CO + H2O
a) Ta có: H0298pư = H0298(CO) + H0298(H2O)- 298( )
2
CO
H
- H0298(H2) = - 110,5 – 241,8 – (-393,5) = 41,2 KJ
298
S
pư = 2980 ( )
0 ) ( 298
) ( 298
) (
298CO S H2O S CO2 S H2
S
= 197,9 + 188,7 – 213,6 – 131 = 42 J 298
0
G
pư = H0298pư - TS0298pư
= 41200 – 298.42 = 28684 J
(3)Vì G0298pư > nên phản ứng khơng tự xảy theo chiều thuận 25oC b) Để phản ứng tự xảy theo chiều thuận :
C C
t
K S
H T
S T H G
o o
T
95 , 707 273 95 , 980
95 , 980 42
41200
0
0
0
0,25
0,5 Từ giả thiết:
( ) ( )
2 ) (
2
2 k Cl k HCl k
H
1
H -92,20 kJ/mol (1)
H (k)aqH(aq)e
2
2
0
H 0,00 kJ/mol (2) HCl (k) + aq H+ (aq) + Cl- (aq)
3
H -75,13 kJ/mol (3) Lấy (1) – (2) + (3) ta có:
) ( )
(
2 k aq e Cl aq
Cl x
H
kJ/mol
x
H
= (-92,20kJ/mol) – (0,00kJ/mol) + (-75,13kJ/mol) = -167,33kJ/mol
0,25 0,25 0,5 15cm3 H
2O2 phản ứng hồn tồn giải phóng 6,18 cm3 O2 Vậy
thời điểm khác ứng với thể tích O2 thu thể tích H2O2 phản
ứng là:
t (phút) 14
2 2O
H
V (cm3) 3 5,73 8,15 9,66 12,69
Giả sử phản ứng phản ứng bậc có:
x V
V t x a
a t
k o
0
ln ln
1
Với V0 VH2O2 ban đầu = 15cm
3, x =
2 2O
H
V bị phân hủy thời điểm khác
0,112
15 15 ln
1
k (phút-1)
0,12 73 , 15
15 ln
2
k (phút-1)
0,13 15 , 15
15 ln
3
k (phút-1)
0,13 66 , 15
15 ln
4
k (phút-1)
0,13 69 , 12 15
15 ln 14
1
5
k (phút-1)
Vậy phản ứng phản ứng bậc với
0,25
0,25
(4)k = (k1+ k2+ k3+ k4+ k5)/ = 0,125 (phút-1)
2
a) N2O4(k) 2NO2(k)
bđ 0,03 (mol) pư 100 63 03 , 100 63 03 ,
cb 0,0111 0,0378 (mol) nsau = 0,0111+ 0,0378 = 0,0489 (mol)
) ( 55 , , 318 082 , ) 0378 , 011 , ( atm V RT n P sau sau
Áp suất riêng phần
) ( 9712 , 55 , 0489 , 0378 , 0489 , 0378 , ) ( 5788 , 55 , 0489 , 0111 , 0489 , 0111 , atm P P atm P P sau NO sau O N b) 2574 , ) 318 082 , ( 713 , ) ( ) ( 713 , 5788 , ) 9712 , ( 2 2 n p c n c p O N NO p RT K K RT K K P P K 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Gọi nồng độ mol/l H3PO4 dung dịch trước trộn C
Dung dịch A có nồng độ mol/l CH3COOH 0,01 H3PO4 0,5C
Dung dịch A có pH = 1,5 bỏ qua phân li nước Các trình xảy dung dịch A:
H3PO4 H+ + H2PO4 Ka1= 10
-2,15 (1)
CH3COOH CH3COO- + H+ Ka = 10-4,76 (2)
H2PO4 H
+ + HPO2
4 Ka2= 10
-7,21 (3)
HPO2
4 H
+ + PO3
4 Ka3= 10
-12,32 (4)
Vì Ka1 >> Ka >> Ka2>> Ka3 nên pHA tính theo (1):
H3PO4 H+ + H2PO4 Ka1= 10
-2,15
[ ] 0,5C-10-1,5 10-1,5 10-1,5
1
a
K = 10-2,15 =
5 , , 10 , ) 10 ( C
C = 0,346M
0,25
0,25 0,25 CH3COOH H+ + CH3COO- Ka = 10-4,76
0,01-x 10-1,5 x Ka = 10-4,76
x x , 10 1,5
(5)3 Tại pH = 4,00 ta có: 148 , ] [ ] [ ] [ 10 10 ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ 10 10 10 ] [ ] [ ] [ 986 , ] [ ] [ ] [ 10 10 ] [ ] [ ] [ 3 , 76 , 3 2 21 , , 21 , 2 4 4 15 , 4 2 COOH CH COO CH COO CH H K COOH CH COO CH PO H HPO H K PO H HPO PO H PO H PO H H K PO H PO H a a a Tương tự: ] [ ] [ 10 10 ] [ ] [ ] [ ] [ 10 10 ] [ ] [ 35 , 2 3 33 , 10 3 CO HCO CO HCO HCO CO HCO CO
Như trung hịa đến pH = 4,00 có 14,8% CH3COOH
98,6% nấc H3PO4 bị trung hòa thân Na2CO3 phản ứng với
H+ hai axit tạo thành CO2
2H3PO4 + CO32 2H2PO
4 + CO2 + H2O 2CH3COOH + CO23 2CH3COO
- + CO
2 + H2O
Vậy 2
CO
n = 0,5(14,8% nCH3COOH + 98,6% nH3PO4)
= 0,5.20.10-3 (14,8%.0,01 + 98,6% 0,173)
2
CO
n = 1,72.10-3 (mol)
3 2CO
Na
m = 1,72.10-3 106= 0,182 (gam)
0,5 0,25
0,25
0,25 a Dung dịch A chứa ion với số mol :
Cu2+ : 0,5 mol ; NO
3- : mol ; Na+ : 0,5 mol ; Cl- : 0,5 mol
Số mol electron trao đổi điện cực là: mol F It , 96500 8000 65 , Các bán phản ứng xảy điện cực: Ở cực âm: Cu2+ + 2e Cu
0,4 0,8 0,4 mol Ở cực dương: 2Cl- Cl
2 + 2e
0,5 0,25 0,5 mol 2H2O 4H+ + O2 + 4e
0,3 0,075 0,3 mol Sau 8000s Cu2+ dư, Cl- hết H
2Ođiện phân anot
Dung dịch sau dừng điện phân có Cu2+: 0,1 mol; H+: 0,3 mol;
NO : mol; Na+: 0,5 mol
Để yên dung dịch đến khối lượng không đổi Cu catot bị hịa tan theo phương trình:
3Cu + 8H+ + 2NO3 3Cu
2+ + 2NO + 4H 2O
bđ 0,4 0,3 1(mol)
pư 0,1125 0,3 0,075 0,1125 0,075 (mol)
0,25
(6)sau pư 0,2875 0,0 0,925 0,1125 0,075(mol) Vậy Cu bị tan 0,1125 mol, lượng khí NO thu 0,075 mol Tổng số mol khí (Cl2 + O2 + NO) = 0,25 + 0,075 + 0,075 = 0,4 mol
Vkhí = 0,4 22,4 = 8,96 lít
Khối lượng kim loại Cu = 64(0,4 – 0,1125) = 18,4 gam b Dung dịch B chứa ion với số mol là:
Cu2+ = 0,1+ 0,1125= 0,2125 mol; Na+ = 0,5mol; NO3- = 0,925mol
Khối lượng chất tan dung dịch B là:
m= 0,2125.64 + 0,5.23 + 0,925.62= 82,84 gam
0,25
0,25
0,5 a Ta có q trình:
Cu + Cu2+ 2Cu+ 0,059 6,72 52
, 15 , 059
,
1 10 10 10
0 /
/
Cu Cu Cu
Cu E
E
K
2 / Cu+ + Cl- CuCl
(rắn) K2 = (T-1)2 = 1014
Cu + Cu2+ + 2Cl- 2CuCl
(rắn) K = K1.K2 = 5,35.107
Hằng số cân K phản ứng lớn nên phản ứng gần hoàn toàn theo chiều thuận
b Xét cân : Cu + Cu2+ + 2Cl- 2CuCl K = 5,35.107 Co 0,10 0,20
[ ] 0,10 – x 0,20 – 2x
7
) , (
1 )
2 20 , )( 10 , (
1 10
35 ,
x x
x K
(0,1 – x) = [Cu2+] = 1,67.10-3M
[Cl-] = 2(0,10 – x) = 3,34.10-3M
0,5
0,25 0,25 a A đơn chất dùng để lưu hóa cao su nên A lưu huỳnh
Theo đề suy ra:
A B C D E F G
Lưu huỳnh (S) Na2SO3 Na2S2O3 SO2 O2 SO3 H2SO4
S + Na2SO3 Na2S2O3
(A) (B) (C)
Na2S2O3 + 2HCl S + SO2 + 2NaCl + H2O
(C) (A) (D) SO2 + O2 VOtC
o
,
5
2 2SO
3
(D) (E) (F) SO3 + H2O H2SO4
(F) (G)
S + 2H2SO4 đặc 3SO2 + 2H2O
(A) (G) (D)
b Phương trình phản ứng dùng để định hình hiệu hình C rửa ảnh
AgBr + 2Na2S2O3 Na3[Ag(S2O3)2] + NaBr
Tan
0,2 0,2 0,2 0,2 0,2
(7)2 (1) KClO3 (rắn) + 6HCl(đặc) KCl + 3H2O + 3Cl2
(2) PbO2 + 4HCl(đặc) PbCl2 + 2H2O + Cl2
(3) 2KMnO4 (rắn) + 16HCl(đặc) 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O + 5Cl2
(4) K2Cr2O7(rắn) + 14HCl(đặc)
o
t
2KCl + 2CrCl3 + 7H2O + 3Cl2
(5) 2NaCl + MnO2 + 3H2SO4
o
t 2NaHSO
4 + MnSO4 + 2H2O + Cl2
0,2 0,2
0,2 0,2 0,2 Đặt x, y số mol FeS FeS2 A
A số mol khí bình trước nung Khi nung : 4FeS + 7O2
o
t
2Fe2O3 + 4SO2 x 1,75x 0,5x x
4FeS2 + 11O2
o
t
2Fe2O3 + 8SO2
y 2,75y 0,5y 2y Số mol khí trước nung: 0,8 ( ); 0,2 ( )
2
2 a mol n a mol
nH O
Số mol khí sau nung :
) ( 75 , 75 , , );
)( ( );
( ,
2
2 a mol n x y mol n du a x y mol
nH SO O
Tổng số mol khí sau nung = a - 0,75(x+y)
Ta có: 13,33( )
100 77 , 84 ) ( 75 ,
8 , %
2 a x y
y x a
a
VN
(1)
y x
a y
x a
y x
Vso 10,184 19,618
100 , 10 ) ( 75 ,
2
% 2
(2)
Từ (1) (2) 13,33(x + y) = 10,184x + 19,618y
1
y x
% 54 , 40 % 46 , 59 % 100 %
% 46 , 59 % 100 120 88
88 %
2
FeS FeS
m m
0,25
0,25 0,25
0,25
0,25 0,25 Chất rắn B Fe2O3 có số mol 0,5(x + y)
Fe2O3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3H2O
0,5(x+y) 0,5(x+y)
Fe2(SO4)3 + 3Ba(OH)2 2Fe(OH)3 + 3BaSO4
0,5(x+y) x+y 1,5(x+y) Nung BaSO4
o
t
không đổi 1,5(x+y)
2Fe2(OH)3
o
t
Fe2O3 + 3H2O
x+y 0,5(x+y) Nên: 233.1,5(x+y) + 160.0,5(x+y) = 12,885 x + y = 0,03 x = 2y x = 0,02 ; y = 0,01
m = 88.0,02 + 120.0,01 = 2,96 (gam)
0,5
(8)