Cho lượng kết tủa đó tan trong HCl vừa đủ, sau đó nhúng một thanh sắt vào dung dịch.. Sau thời gian phản ứng, khối lượng thanh sắt tăng 0,8 gam.[r]
(1)SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH ĐẮK LẮK TRƯỜNG THPT NGUYỄN TRÃI
KỲ THI OLYMPIC TRUYỀN THỐNG 10-3 LẦN THỨ IV, NĂM 2019
(2)(3)ĐỀ VÀ ĐÁP ÁN Câu hỏi 1: ( điểm)
1 (1 điểm)
Cho hai nguyên tố A B đứng bảng tuần hồn có tổng số lượng tử (n + l) nhau, số lượng tử A lớn số lượng tử B Tổng đại số bốn số lượng tử electron cuối nguyên tử B 5,5
a Xác định bốn số lượng tử ( n, l, m, s) electron cuối A B b Viết cấu hình electron nguyên tử A B
2 (1 điểm)
Một mẩu đá chứa 13,2 3,42 biết chu kì bán huỷ 4,51.109 năm tính tuổi mẩu đá
3 Nguyên tử nguyên tố X có electron cuối ứng với số lượng tử n = 3, l = 1, m = 0, ms= 1/2 Hai nguyên tố E, G với ZE < ZG < ZX (Z điện tích hạt nhân)
Biết rằng:
- Tích số ZE.ZG.ZX = 952 - Tỉ số (ZE + ZX)/ZG =
a Viết cấu hình electron X, xác định vị trí X bảng tuần hồn, từ suy ngun tố X? b Tính ZE, ZG, từ suy nguyên tố E, G
c Hợp chất A tạo nguyên tố E, G, X có cơng thức EGX Viết cơng thức cấu tạo A Đáp án câu 1:
1 A B đứng ttrong bảng tuần hồn có tổng ( n + l) có n ( A) > n(B) cấu
hình electron lớp cùng: (0,25) electron cuối B có: l = 1; m = +1; s = - ½ Theo đề: n + l + m + s = n + + – ½ = 5,5 n = (0,25) Vậy electron cuối B có: n = 4, l = 1; m = +1; s = - ½
Cấu hình electron B: [ Ar]3d104s24p6 ( B Kr) (0,25) - Suy electron cuối A: n = 5, l = 0; m = 0; s = + ½
Cấu hình electron A: [ Kr]5s1 ( A là: Rb) (0,25)
2 Hằng số phóng xạ: (0,25)
Ta có sơ đồ:
(0,25)
ban đầu : 13,2+ 3, 95= 17,15 (0,25)
- Ta có hệ thức: (0,25)
Vậy mẩu đá có tuổi 1,7 tỉ năm
3 Ngun tử ngun tố X có cấu hình electron cuối 3p5 → Cấu hình electron X 1s22s22p63s23p5
→ Vị trí X : 17, chu kì 3, nhóm VIIA X Clo (Cl) Có ZX = 17
ZG.ZE = 56 ZE + 17 = 3ZG → ZE = → E Nitơ (N) → ZG = → G Oxi (O)
238 92
g U
g 20682Pb
238 92U :
: ( 1)
B np A n s
10 1/ 0,693 0.693 1,536585.10 4,51.10 K T 238 206 92U 82U
3,24.238
3,95
238 206 206
pr
pr
U Pb
U
m m
m g
murani g
9
10
1 17,15
ln ln 1,7.10
1,536585.10 13,2
N t
k N
(4)Công thức cấu tạo X: |
Câu hỏi 2: ( điểm) 5900C có mặt V
2O5 xúc tác, ancol isopropylic bị phân huỷ theo phương trình động học bậc k =
trong k số tốc độ, t thời gian, C0, C nồng độ ban đầu nồng độ thời điểm t chất phản ứng
C3H6O (B) C3H7OH C3H6 (C)
(A) C3H8 (D)
Sau giây đầu tiên, nồng độ chất hỗn hợp phản ứng là: CA = 28,2 mmol/l; CB = 7,8 mmol/l; CC = 8,3 mmol/l ; CD = 1,8 mmol/l
a Tính nồng độ ban đầu A
b Tính số tốc độ k qua trình phân huỷ C3H7OH c Tính thời gian để 1/2 lượng A tham gia phản ứng d Tính số tốc độ k1, k2, k3
Đáp án câu 2: a
Ta có: 7,8+8,3+1,8+28,2 = 46,1 (mmol/l) đ
b đ c Thời gian để nửa lượng A phản ứng:
đ
d Ta có hệ phương trình:
giải hệ phương trình được: đ
Câu hỏi 3: ( điểm)
a Tính pH dung dịch NaHCO3 2.10-2M Biết K1 K2 H2CO3 4,47.10-7 4,68.10-11 b Xác định độ tan AgCN dung dịch có pH = Biết
Đáp án câu 3:
a Trong dung dịch có phản ứng chủ yếu:
(0,5 đ) Nên
mặt khác, axit cacbonic có số axit:
k1 k2 k3
O N
Cl
C C t ln M A C C
1 46,1
k ln ln 0,098
t C 28,
2
0,693 0,693
t 7,05 s
k 0,098
1
1
k k k 0,098 k 7,8 k 8,3 k 7,8 k 1,8
1
k 0, 0427;k 0, 0454;k 9,855.10
16 AgCN
T 2, 2.10
KHCN 6, 2.1010
2
3 3
2HCO H CO CO
2 3
H CO CO
(5)và (0,5 đ)
nên (1 đ)
b ta có
(0,5 đ) Trong S độ tan AgCN (mol/l)
(0,5 đ)
Mà
(0,5 đ)
(0,5 đ)
Câu hỏi 4: ( điểm)
1 Cho
0
(Fe / Fe) (Fe / Fe )
E 0, 44V;E 0,77V
Tìm (Fe / Fe)
E
2 Một pin điện tạo thành từ hai điện cực Một điện cực gồm đồng nhúnh dung dịch CuSO4 0,5M Điện cực thứ hai dây Pt nhúng vào dung dịch gồm Fe2+, Fe3+ với lượng cho [Fe3+]=2 [Fe2+ ] Dùng dây điện trở nối hai Cu Pt.
a Cho biết dấu hai cực pin Viết phản ứng xảy hai điện cực Tính sức điện động pin bắt đầu nối mạch
b Biết thể tích dung dịch CuSO4 lớn Tìm tỉ số [ ] [ ] Fe Fe
khi pin ngừng hoạt động Cho
2
0
(Cu / Cu ) (Fe / Fe )
E 0,34V; E 0,77V
3 H HCO K H CO 3 H CO K HCO 2
K K H
1
( ) 8,34
2
pH pK pK
AgCN Ag CN
S S S
16 2, 2.10 AgCN T
H CN HCN
10 6, 2.10 a H CN K HCN
a
H
S Ag CN HCN CN
K AgCN a H T S K Ag
2 1
AgCN a H S T K 16 10 10 2, 2.10
6, 2.10 S
1,88.10 ( / )
S mol l
(6)Đáp án câu 4: 1( 1,5 điểm)
2 0
1 1
3 0
2 2
2 (1) 2( 0,44)
(2) 1(0,77)
Fe e Fe G n E F F
Fe e Fe G n E F F
3+ 0 0
3 3
0
Fe + 3e = Fe (3) (2.( 0, 44 1.0,77)
2.( 0, 44) 0.77
0,036
G G G n E F F
E V
2 ( 2,5 điểm)
Ta có
3
2 /
/
0,77 0,059lg 0,788 (1) 0,059
0,34 lg 0,5 0,331 (2)
2
Fe Fe
Cu Cu
E V
E V
(0,5) Vì EFe3/Fe2 ECu2/Cu
( 0,25)
Vậy đầu dương cực Pt đầu âm cực đồng (0,25)
Khi nối đầu Pt Cu dây dẩn electron chuyển từ Cu sang Pt mạch Ở điện cực Cu: CuCu2+ + 2e
Ở điện cực Pt : Fe3+ + 1e Fe2+
Phản ứng tổng quát xảy pin: Cu(r) + 2Fe3+ Cu2+ + 2Fe2+ ( 0,5) Epin: (1) – (2)= 0,457
b Khi pin ngừng hoạt động: Epin = EFe3/Fe2 ECu2/Cu 0
Do thể tích dung dịch lớn nên xem [Cu2+] khơng đổi 0,5M EFe3/Fe2 ECu2/Cu( 0,5)
3
8
2
[ ] [ ]
0,77 0,059lg 0,331 3,63.10
[ ] [ ]
Fe Fe
Fe Fe
( 0,5) Câu hỏi 5: ( điểm)
(7)ml dung dịch NaOH 1M Cho lượng kết tủa tan HCl vừa đủ, sau nhúng sắt vào dung dịch Sau thời gian phản ứng, khối lượng sắt tăng 0,8 gam
1 Tính x1, x2, x3
2 Tính khối lượng sắt tan vào dung dịch
3 Tính khối lượng muối có dung dịch sau nhúng sắt vào Đáp án câu 5:
Tính x1:
Dễ thấy tồn lượng Cu ban đầu chuyển thành Cu có 30 g CuSO4.5H2O
x1 = (30.64)/250 = 7,68 g hay 7,68/64 = 0,12 mol Cu (1đ) Tính x2:
Khi đun nóng A1 với dung dịch H2SO4 98% có khí A3 nên A1 có Cu dư Gọi x số mol Cu tham gia phản ứng với O2
Cu + 0,5O2 → CuO (1) Ban đầu: 0,12 mol
Phản ứng: x 0,5x x Sau phản ứng: (0,12 – x) x A1 chứa: (0,12 - x) mol Cu dư x mol CuO Đun nóng A1 với H2SO4 98% sinh khí A3
Do A3 khơng tạo kết tủa với dung dịch Pb(NO3)2 làm nhạt màu dung dịch brom → A3 SO2
Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2H2O (2) (0,12 - x) 2(0,12 - x) (0,12 - x) (0,12 - x)
CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O (3) x x x
Cho khí A3 vào dung dịch NaOH tạo hai loại muối SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O (*)
a 2a a
SO2 + NaOH → NaHSO3 (2*) b b b
Số mol NaOH = 0,15.0,2 = 0,03 mol Gọi a b số mol Na2SO3 NaHSO3 Biện luận:
- Nếu xảy (*) 2a = 0,03 → a = 0,015 mol, ta có muối Na2SO3 → mrắn = 0,015.126 = 1,89g
- Nếu xảy (2*) b = 0,03 mol, ta có muối NaHSO3 → mrắn = 0,03.104 = 3,12g
Ta thấy 1,89 < 2,3 < 3,12 → Xảy (*) (2*) tạo hỗn hợp muối Ta có: 126a + 104b = 2,3 2a + b = 0,03
→ a = 0,01 ; b = 0,01 → số mol SO2 = 0,02 mol Mà số mol SO2 = 0,12 – x = 0,02 mol → x = 0,1 mol Sau (1) khơng có oxi dư nên: nO2 = 0,5x = 0,05 mol
(8)Tính x3 :
Số mol NaOH 300 ml dung dịch M = 0,3 mol Số mol CuSO4 dung dịch A2 = 0,12 mol
CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2 + Na2SO4 0,12 0,24
→ A2 chứa H2SO4 dư, số mol NaOH để trung hòa axit dư = 0,3 – 0,24 = 0,06 mol 2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O
0,06 0,03
→ số mol H2SO4 = 2(0,12 - x) + x + 0,03 = 0,17 mol
→ x3 = 0,17.98.100/98 = 17 g (1đ)
Khi cho Cu(OH)2 tan vừa đủ vào dung dịch HCl: Cu(OH)2 + 2HCl → CuCl2 + 2H2O
0,12mol 0,12 mol Fe + CuCl2 → FeCl2 + Cu mol 1mol x mol x mol
Ta thấy mol Fe phản ứng khối lượng sắt tăng (64 - 56) = g Theo đề khối lượng sắt tăng 0,8 g → x = 0,8/8 = 0,1 mol
Khối lượng sắt tan vào dung dịch = 0,1.56 = 5,6 g (0,5đ) Muối có dung dịch CuCl2 dư (0,12 – 0,1 = 0,02 mol) mol FeCl2 (0,1 mol)