PHULUC

TS. Ngô Văn Tứ, Đại học Huế, Chuyên đề Đánh giá các phản ứng trong dung dịch nước. Tài liệu tập huấn Bồi dưỡng Giáo viên chuyên, Hà Nội, 2009.. Tính khối lượng mỗi muối thu đuợc. a) Nh[r]

TÀI LIỆU THAM KHẢO

TS Ngô Văn Tứ, Đại học Huế, Chuyên đề Đánh giá phản ứng dung dịch nước

Nguyễn Tinh Dung, NXB Giáo Dục, 2000, Hóa học phân tích – Các phương pháp định lượng hóa học

PHỤ LỤC

ĐỀ THI HSG CÁC TỈNH

SỞ GD-ĐT BÌNH ĐỊNH ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH Đề thức LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2004-2005 - -

(Bảng A) Mơn: HỐ HỌC ( Vòng ) Thời gian làm bài:180 phút

(Không kể thời gian phát đề) Ngày thi : 12-12-2004

Câu (3,5 điểm):

1/ Cho Al vào 200 ml dung dịch chứa HCl 0,8 M FeCl3 0,8M, sau phản ứng xong thu được1,344 lít khí H2 đktc Tính khối lượng muối thu đuợc

2/ Tiến hành điện phân (với điện cực trơ màng ngăn xốp ) 500 ml dung dịch HCl 0,01M NaCl 0,1M

a) Nhận xét thay đổi pH dung dịch trình điện phân

b) Vẽ đồ thị biến thiên pH dung dịch theo thời gian điện phân, biết cường độ dòng điện không đổi 1,34A, hiệu suất điện phân 100% thể tích dung dịch coi khơng đổi q trình điện phân

Câu (3,0 điểm):

1/ Muối X màu trắng tan nước Dung dịch X khơng phản ứng với H2SO4 lỗng, phản ứng với HCl cho kết tủa trắng tan dung dịch NH3 Khi axit hóa dung dịch tạo thành dung dịch HNO3 lại có kết tủa trắng xuất trở lại Cho Cu vào dung dịch X, thêm H2SO4 đun nóng có khí màu nâu bay có kết tủa xuất Lập luận để xác định công thức X

3/ Hoàn thành phản ứng theo sơ đồ sau:

Câu3 (3,0 điểm):

Nung nóng 18,56 gam hỗn hợp A gồm FeCO3 oxit sắt khơng khí tới phản ứng xảy hồn tồn thu khí CO2 16 gam chất rắn oxit sắt Cho khí CO2 hấp thụ hết vào 400 ml dung dịch Ba(OH)2 0,15M thu 7,88 gam kết tủa 1/ Xác định công thức oxit sắt

2/ Cho hỗn hợp B gồm 0,04 mol Cu 0,01 mol oxit sắt vào 40 ml dung dịch HCl 2M phản ứng xảy hoàn toàn ta thu dung dịch D Cho dung dịch D phản ứng với lượng dư AgNO3 Tính khối lượng kết tủa thu

Câu (3,0 điểm):

1/Cho hợp chất vô A,B,C,D, E

A,B,C,D,E tác dụng với dung dịch HCl tạo H2O

HỗnhợpA,B,C,D vàE tácdụngvớiHCltạoradungdịchX chứa2chấttan.Cho dungdịchX tácdụngvớidungdịchNaOH dư thu kết tủa Y Nhiệt phân Y khơng khí đến khối lượng khơng đổi ta thu chất rắn Lập luận xác định chất A,B,C,D E viết phản ứng xảy Biết:

Hiệutổngkhốilượng phân tử X Y 92,5 Tổngkhốilượng phân tử X Y 486,5

2/ Hợp chất vô X tạo thành từ đơn chất A,B, C phổ biến thuộc chu kỳ nhỏ X tan nhiều nước, không tác dụng với axit, bazơ, muối không thủy phân

X →

t

Y + Khí C D

+Mg

A+B(t,xt,p)→

C  →[O] Khí F  →+O2 G+NaOH→ H 

Y làm màu KMnO4 môi trường H2SO4

Lập luận xác định A,B,C X Viết phản ứng xảy ( A,B, C có khối lượng nguyên tử tăng dần )

Câu (3,5 điểm):

1/ Cho 4,82 gam muối kép có cơng thức p(NH4)2SO4.qFex(SO4)y.tH2O hoà tan vào nước ta thu dung dịch A

Nếu cho A tác dụng với dung dịch BaCl2 dư thu 4,66 gam kết tủa

Nếu cho A tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư đun nóng thu kết tủa B 0,01 mol khí C Nung B khơng khí tới khối lượng khơng đổi thu 5,46 gam chất rắn Xác định công thức muối kép

2/ Xác định nồng độ Cu2+ tự docó 500 ml dung dịch điều chế từ 0,1 mol CuSO4 mol NH3

Biết [Cu(NH3)42+] có số bền 2.1013 cặp NH4+/NH3 có pKa = 9,2 Câu (4,0 điểm):

1/ Người ta tiến hành đo tốc độ đầu phản ứng:

2NO + 2H2 N2 + H2O nhiệt độ T0K theo thực nghiệm kết

quả ghi vào bảng sau:

TN [NO] ban đầu (mol.l-1) [H2] ban đầu (mol.l-1) Tốc độ đầu (mol.l-1.s-1)

1 0,50 0,20 0,0048

2 0,50 0,10 0,0024

3 0,25 ? 0,0012

4 0,50 1,0 ?

Tínhhằngsố tốcđộ K ( l2.mol-2.s-1) viết biểu thức định lượng tốc độ phản ứng Xácđịnh trị số cịn trống có đánh dấu ?

2/ Một hỗn hợp khí gồm mol N2 mol H2 gia nhiệt tới 3870C Tại áp suất 10 atm, hỗn hợp cân chứa 3,85% mol NH3 Xác định KP KC

SỞ GD-ĐT BÌNH ĐỊNH KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH ĐỀ CHÍNH THỨC LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2004-2005 (BảngA-Vòng ) -

BẢNG HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN HOÁ HỌC Ngày thi 12-12-2004

Câu (3,5 điểm):

1/ -Số mol HCl FeCl3 lần lược là: 0,16 mol 0,16 mol Các phản ứng:

Al + 3FeCl3 = 3FeCl2 + AlCl3 2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2

-Số mol khí H2 = 1,344: 22,4 = 0,06 mol Vậy số mol HCl 0,12 nên phản ứng số (2) Al hết, khơng có phản ứng khử Fe2+ thành Fe

Dung dịch thu gồm có {FeCl2 0,16 mol AlCl3 0,28/3 } Khối lượng muối {FeCl2 20,32 gam AlCl3 12,46 gam

2/ a) Các phản ứng điện phân là: 2HCl = H2 + Cl2 (1)

2NaCl + 2H2O = H2 + Cl2 + 2NaOH (2)

Tại thời điểm ban đầu [H]+ = [HCl] = 0,01M pH = -lg[H]+=2 Tạithờiđiểm HCl hết dung dịch có NaCl lúc pH=7 Trong q trình điện phân thì HCl giảm pH tăng lên từ 2-7

SaukhiNaClhếtthìnước bị điện phân nên thể tích dung dịch giảm dần [OH]- tếp tục tăng chậm

b) Cách tính pH

Số mol HCl bị điện phân = số mol Cl2 = số mol H2 =2xm/2 =

2

8 , 26 x

34 , x

1 t = 0,05t, với t thời gian tính theo giờ, [H+

] lại

là {H+} =

5 ,

t 05 , , x 01 ,

0 − = 0,01 - 0,1t Khi t=0,1 {H+ } =

Vậy pH = -lg(10-2 -0,1t) Khi t = Thì pH = Khi t = 0,01 Thì pH = 2,04 Khi t = 0,05 Thì pH = 2,3 Khi t= 0,1 [H+] =0 pH =

Theophảnứng(2)thìsố molNaOH tạothành= 2số molH2 Số molOH-= 2x

2 m

=

nF AIt

=

8 , 26 x

34 , x

1 t

2= 0,05t2

Dođó [OH]- = ,

t 05 ,

= 0,1t2 Vậy pH = 13+ lgt2

( Lúc bắt đầu điện phân NaCl lấy làm mốc thời gian ) Khi t2 = 0,1 {OH}

= 0,01 nên pH = 12 Khi t2 = 0,2 {OH}- = 0,02 nên pH = 12,3 Khi t2 = 0,5 {OH}- = 0,05 nên pH = 12,7

t (giây) 0,01 0,05 0,1 0,2 0,3 0,6

pH 2,04 2,3 12 12,3 12,7

Vẽ đồ thị

1/- Dung dịch X không phản ứng với H2SO4 nên khơng có ion Ba2+, Ca2+ Pb2+

Dung dịch X cho kết tủa trắng với HCl nên X có Ag+ hay Hg2+

Kết tủa tan NH3 axit hóa dung dịch tạo thành lại cho kết tủa trở lại Vậy kết tủa AgCl dung dịch X chứa ion Ag+

Cho Cu vào dung dịch đun nóng mơi trường axit có khí màu nâu bay có kết tủa đen xuất hiện, khí màu nâu NO2 dung X có NO3- kết tủa Ag Ag+ bị khử Cu

Muối X muối AgNO3 -AgNO3 + H2SO4: Không AgNO3 + HCl = AgCl + HNO3 AgCl + 2NH3 = {Ag(NH3)2+}Cl-

{Ag(NH3)2+}Cl- + 2H+ = AgCl + 2NH4+ -3Cu + 8H+ + 2NO3- = 3Cu2+ + 2NO + 4H2O Cu + 2Ag+ = Cu2+ + 2Ag

0,25

0,5

0,25

2/ Các anion có dung dịch A NO3-, CO32-, HCO3-

-Cho CaCl2 dư vào dung dịch A có kết tủa chứng tỏ A có ion CO3

2_

dung dịch thu B CO32_ + Ca2+ = CaCO3

-Tiếp tục cho HCl vào dung dịch B có khí sinh chứng tỏ B có HCO3_ , thu dung dịch C

H+ + HCO3- = CO2 + H2O Nhận biết ion NO3-

-Dùng thuốc thử Cu/H2SO4 cho vào dung dịch C có khí màu nâu đỏ A có NO3-

3 Cu + 8H+ +2NO3- = 3Cu2+ + 2NO + 4H2O

0,25

0,5

3/ N2 + H2 = 2NH3

2NH3 + 3Mg = Mg3N2 + H2

Mg3N2 + 6H2O = 3Mg(OH)2 + 2NH3 NH3 + HCl = NH4Cl

NH4Cl + NaOH = NH3 + NaCl + H2O 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O

NO + 1/2O2 = NO2

2NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2O

NaNO2 + NH4Cl = N2 + 2H2O + NaCl ( ĐK đun nóng)

2 pứ

0,25x4=1

Câu3 (3,0 điểm): 1/

Cácphảnứngxảyra

2FeCO3+ 1/2O2= Fe2O3+ 2CO2(1) 2FexOy+ (1,5-y)O2= xFe2O3 (2)

CO2hấpthuvàodungdịchchứa0,06molBa(OH)2tathuđược 0,04 mol kết tủa (7,88/197)

CO2 + Ba(OH)2 = BaCO3 + H2O (3) 2CO2 + Ba(OH)2 = Ba(HCO3)2 (4)

Gọiavàblàsố molcủatừngmuốisinhraở phảnứng(3)và(4) Số molBa(OH)2= a+ b= 0,06

Số moltủalàa= 0,04.Vậyb= 0,02.Tổngsố molCO2= 0,08 Theophảnứng(1)Số molFeCO3= 0,08mol

Tổngsố molFe2O3= 16/160=0,1mol

Số molFe2O3ở phảnứng(1)là0,04nênsố molFe2O3ở phảnứng(2)là 0,06mol

HỗnhợpA gồm {FeCO3là0,08molvàFexOylà0,12/xmol}

2/

Hỗn hợp B gồm { 0,04 mol Cu 0,01 mol Fe3O4} Số mol HCl = 0,08 mol Fe3O4 + 8HCl= 2FeCl3+ FeCl2+ 4H2O (1)

Cu+ 2FeCl3= 2FeCl2+ CuCl2(2)

DungdịchD gồm {FeCl20,03molvàCuCl20,01mol} DungdịchD có{Fe2+ 0,03mol,Cu2+ 0,01mol,Cl-0,08mol)

Ag++ Cl-= AgCl Fe2+ + Ag+= Ag+ Fe3+

Vậytủagồm {AgCl0,08molvàAg0,03mol}.Khốilượng tủa 0,08x143,5 + 0,03x108 = 14,72 gam

Câu (3,0 điểm):

1/ -Dung dịch X muối Clorua Kết tủa Y hỗn hợp hai hiđroxit Chất rắn oxit kim loại

-Vậy A,B,C,D,E oxit, hiđroxit kim loại có số oxihố khác ion Cl- NaOH ion OH- Khối lượng giảm 35,5-17 = 18,5

Khi độ chênh lệch tổng khối lượng phân tử X Y 92,5 nên số nhóm Cl- thay nhóm OH- 92,5:18,5 =

Tổng hoá trị kim loại hai muối

-Vậy hai muối MCl2 MCl3 hai hiđroxit M(OH)2 M(OH)3 Tổng khối lượng phân tử

-(M + 35,5x2) + (M + 35,5x3) + (M + 17x2) + (M + 17x3) = 486,5 M = 56 kim loại Fe

( Có thể thêm muối Clorua bazơ Fe)

2/ - A,B C chu kỳ nhỏ, tan nhiều nước, không tác dụng với axit, bazơ, muối không bị thủy phân Vậy X muối kim loại kiềm với axit mạnh, đồng thời không tham gia phản ứng trao đổi, hay tất muối kim loại với gốc axit tan Đó muối NaNO3 ( LiNO3)

-NaNO3 t0 NaNO2 (Y) + 1/2 O2 (C)

5NaNO2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 5NaNO3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O

1/ -Các phản ứng

(NH4)2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2NH4Cl (1) Fex(SO4)y + yBaCl2 = yBaSO4 + xFeCl2y/x (2) (NH4)2SO4 + Ba(OH)2 = BaSO4 + 2NH3 + 2H2O (3) Fex(SO4)y + yBa(OH)2 = yBaSO4 + xFe(OH)2y/x (6) 4Fe(OH)2y/x + (3x-2y/x)O2 = 2Fe2O3 + 4y/xH2O (7) -Số mol muối A n = 4,82/MA

Số mol BaSO4 = (p+qy)n = 4,66/233 = 0,02 mol (a) Số mol NH3 = 2pn = 0,01 mol (b)

Khối lượng Fe2O3 = 5,46 - 4,66 = 0,8 gam Số mol Fe2O3 = 0,8/160 = 0,005 Số mol Fe2O3 = xqn/2 = 0,005 Vậy xqn = 0,01 mol (c)

Theo (a), (b), (c) qyn = 0,015 x/y = 2/3

Số mol H2O = nt = (4,82 - 132np - 400qn)/18 = (4,82-132x0,005 - 400x0,005)/18 = 0,12 mol

Vậy p:q:t = 1:1:24

2/ -Phản ứng tạo phức

Cu2+ + 4NH3 Cu(NH3)42+

Vì cân NH3 + H2O NH4+ + OH- chuyển dịch mạnh sang trái nên bỏ qua tác dụng NH3 với H2O Xét cân

Cu2+ + 4NH3 Cu(NH3)42+ Bđ 0,2

Cb 0,2x(1-x) (4-0,8x) 0,2x Với 0,2x nồng độ Cu2+ tham gia phản ứng -Hằng số bền phức viết:

K = (0,2):[0,2(1-x)(4-0,8x)4] = 2.1013 (0,2x< 0,2 va2 x<1)

-Vì phức bền ( nên K>>1) nên coi x gần 1(0,2x< 0,2 nồng độ Cu2+ ban đầu) Một cách gần ta có: K = (0,2):[0,2(1-x)(3,2)4] = 2.1013

-Vậy [Cu2+] = 0,2(1-x) = 0,2/(3,2)4.2.1013 = 9,5.10-17

Câu (4,0 điểm):

1/ -Phương trình động học phản ứng: V= k{NO}x{H2}y

V1 = k{0,5}x{0,2}y = 0,0048 (1) V2 = k{0,5}x{0,1}y = 0,0024 V1/V2 = (2)y = Vậy y =1 -Từ phương trình (1) ta có

K={0,0048.mol.l-1.s-1}: {(0,5)x molx l-x 0,2.mol.l-} Vậy K = [0,0048.s-1.mol-x.lx]:(0,5)x

Do K có thứ nguyên (l2.mol-2.s-1) nên x=

-V2 = k{0,5}x{0,1}y = 0,0024

V3 = k{0,25]x.{a}y = 0,0012 Vậy a=? = 0,2 -V4 = ?= 0,096.{0,5]2.{1} = 0,024

2/ -Vì N2 H2 lấy với lượng phù hợp với hệ số tỉ lượng phản ứng nên hỗn hợp cân có quan hệ tỉ lượng Amoniac 3,85% nên % N2 H2 lại là: 100-3,85 = 96,15

% H2 = 96,15:4 = 24,04% % N2 = 72,11% -Vậy áp suất riêng phần:

P(NH3) = 0,0385 x 10 = 0,385 atm P(N2) = 0,2404 x 10 = 2,404 atm P(H2) = 0,7211 x 10 = 7,211 atm

KP = P2(NH3)/ P(N2) P3(H2) = (0,385)2/2,404x(7,211)3 = 1,64x10-4

ĐỀ THI TUYỂN HỌC SINH GIỎI QUẬN 5- NĂM HỌC 2009-2010 MƠN HĨA HỌC

Thời gian làm 120 phút

Câu :

a Viết phương trình phản ứng để hoàn thành sơ đồ sau : NaHCO3

Na NaOH NaCl NaNO3

Na2CO3

2Na + 2H2O 2NaOH + H2 NaOH + CO2 NaHCO3

2NaOH + CO2 Na2CO3 + H2O

2NaHCO3 t

Na2CO3 + CO2 ↑ + H2O

Na2CO3 + CO2 + H2O 2NaHCO3

NaHCO3 + HCl NaCl + CO2 ↑ + H2O

b Có gói bột màu trắng chứa Na2CO3 , BaCO3 , Na2SO4 ,chỉ dùng dung dịch

axit nhận biết chúng

Dùng dung dịch H2SO4 để làm thuốc thử

-Mẫu hòa tan ,dung dịch tạo nên suốt Na2SO4; - Mẫu cho khí bay lên dung dịch suốt Na2CO3; - Mẫu vừa cho khí bay lên vừa tạo kết tủa trắng BaCO3 Phương trình phản ứg :

Na2CO3 + H2SO4 Na2SO4 + CO2 ↑ + H2O BaCO3 + H2SO4 BaSO4↓ + CO2 ↑ + H2O

Câu :

a Quan sát tượng cho đường cát trắng (đường saccarozơ) vào ống nghiệm,rồi thêm từ từ H2SO4 đặc vào Viết phương trình phản ứng minh họa

Giải:

Màu trắng đường chuyển sang màu vàng màu nâu cuối thành khối màu đen bị bọt khí đẩy lên khỏi miệng ống nghiệm

C12H22O11 H2SO4đặc 12C + 11H2O

C sinh tiếp tục bị H2SO4 đặc oxihóa thành khí CO2 SO2 làm ống nghiệm có sủi bọt đẩy cacbon dâng lên miệng ống

dịch.Tính nồng độ % , nồng độ mol/lit dung dịch khối lượng riêng dung dịch

Giải :

nHCl = 4,48/22,4 = 0,2 mol mHCl = 36,5 0,2 = 7,3gam

Vì khối lượng riêng nước 1g/ml nên 42,7ml có khối lượng 42,7gam mdd = 42,7 + 7,3 = 50gam

C% (HCl) = (7,3/50 ).100 = 14,6 (%) CM (HCl) = 0,2/0,0427 = 4,7M

Khối lượng riêng dung dịch = 50/42,7 = 1,17g/ml

Câu :

a Cần ml dung dịch H2SO4 ( D = 1,64g/ml) với ml dung dịch H2SO4 ( D = 1,28g/ml ) để 600ml dung dịch H2SO4 (D = 1,4g/ml)

Giải :

Đặt xml thể tích dung dịch H2SO4 có D =1,64g/ml yml ……… D =1,28g/ml m1 = 1,64.x

m2 = 1,28.y

Ta có : x + y = 600 (1)

1,64.x + 1,28.y = ( x + y ).1,4 (2) Giải ta : x = 200

y = 400

Vậy ta phải pha 200ml dd H2SO4 ( D = 1,64g/ml ) với 400ml ddH2SO4 ( D = 1,28g/ml)

Viết phương trình phản ứng

Tính % theo khối lượng hỗn hợp

Giải :

Phương trình phản ứng :

2KClO3 2KCl + 3O2 x(mol) 3/2 x

2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 y(mol) y/2 Thành phần % theo khối lượng :

Đặt số mol KClO3 KMnO4 hỗn hợp x,y Ta có 3/2.x + y/2 = 2,2 (1)

122,5x + 158y = 273,4 (2) Giải : Ta x = 1,2

y = 0,8

mKClO3 = 122,5 1,2 = 147gam mKMnO4 = 158.0,8 = 126,4 gam %KClO3 = (147 : 273,4 ).100 = 53,77 (%) % KMnO4 = ( 126,4 : 273,4 ) 100 = 46,23 (%)

Câu :

a Hịa tan 200gam SO3 vào 1lít dung dịch H2SO4 17% ( D = 1,12g/ml).Tính nồng độ %

của dung dịch tạo thành

Giải :

nSO3 hòa tan vào dung dịch = 200/80 = 2,5 mol SO3 + H2O H2SO4

nH2SO4 tạo nên = nSO3 = 2,5 mol

Khối lượng H2SO4 có dung dịch sau = 190,4 + 98.2,5 = 435,4 gam Khối lượng dung dịch sau = 1120 + 200 = 1320gam

C% H2SO4 = (435,4 : 1320 ).100 = 33 (%)

b Cho 4,48g oxit kim loại hóa trị II,tác dụng hết với100ml dung dịch H2SO4 0,8M Đun nhẹ dung dịch sau để nguội thu 13,76g tinh thể ngậm nước

- Xác định công thức oxit

- Xác định công thức muối hydrat

Giải

- Công thức oxit :

nH2SO4 = 0,8.0,1 = 0,08mol mH2SO4 = 98 0,08 = 7,84g

AO + H2SO4 ASO4 + H2O ( MA +16)g 1mol

4,48 g 0,08mol (MA +16) /4,48 = 1/0,08 MA = 40 ( Ca )

Công thức oxit CaO - Công thức hydrat:

CaO + H2SO4 CaSO4 + H2O 0,08mol 0,08mol 0,08mol

Đặt công thức muối ngậm nước CaSO4.xH2O nCaSO4.xH2O = CaSO4 = 0,08mol

x =

Công thức muối CaSO4.2H2O

SỞ GIÁO DỤC – ĐÀO TẠO

THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TOÀN THÀNH PHỐ

Năm học : 2003 – 2004

MÔN : HÓA HỌC LỚP 12

HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ CHÍNH THỨC VỊNG I

Câu (4 điểm)

1 Có hạt α β phóng từ dãy biến đổi phóng xạ 23892U thành A (trong A có electron cuối phân bố vào nguyên tử đặc trưng n = 6, l = 1, m = 0, s = +1/2; tỉ lệ hạt không mang điện hạt mang điện hạt nhân 1,5122)

2 Thực nghiệm cho thấy kiểm tra mẫu đá uranynit có tỉ lệ khối lượngA 23892U=0,0453 Cho biết chu kỳ bán hủy U 4,55921.109 năm Hãy tính tuổi mẫu đá

3 So sánh giải thích trị số khác đại lượng :

Chất Cl2O F2O

Góc liên kết 110o 103o

Độ phân cực phân tử 0,78D 0,30D

4 Cho biết trạng thái lai hoá nguyên tử trung tâm cấu tạo hình học phân tử sau : NCl3, ClF3, BrF5,XeF4

Hướng dẫn chấm câu (4 điểm)

1 Phân mức lượng cao A 6p2 (n=6, l=1, m=0 s=+1/2) ⇒    = = 5122 , Z / N 82 Z ⇒    = = 124 N 82

Z ( )

Pb 206

82

Với x, y số hạt α(42He) β(−01e) sinh từ biến đổi phóng xạ Pb

U 20682 238

92 → , ta có :    − + + = + = ) y ( x 82 92 x 206 238 ⇒    = = y x

⇒ mo (23892U) = + 0,0453.238/206 = 1,0523

Từ t

10 55921 ,

693 ,

0523 , ln

9 ×

=

⇒ t = 3,35.108 năm

3 Trong hai phân tử O có trạng thái lai hoá sp3 với cấu tạo sau :

Cl2O : Cl

O

Cl F2O : F O

F

§ Liên kết O-Cl phân cực phía O, cịn liên kết O-F phân cực phía F Như khoảng cách hai cặp electron liên kết phân tử Cl2O nhỏ hơn, lực đẩy tĩnh điện mạnh hơn, nên góc liên kết lớn

§ Trong phân tử Cl2O lưỡng cực liên kết lưỡng cực electron tự chiều, phân tử F2O lưỡng cực liên kết lưỡng cực electron tự ngược chiều Do trị số lưỡng cực phân tử Cl2Olớnhơn F2O Trạng thái lai hố cấu tạo hình học :

NCl3 ClF3 BrF5 XeF4

Cl N

Cl Cl

F Cl F F

F Br F

F F F

F Xe

F F

F N lai hoá sp3

Tháp đáy tam giác

Cl lai hoá sp3d Dạng chữ T

Br lai hố sp3d2 Dạng tháp vng

Cl lai hố sp3d2 Dạng vng

phẳng

1×4=4

Câu (4 điểm)

1 Cho biết chất hóa học câu ca dao :

“Em đừng bắc bậc làm cao

Phèn chua anh đánh nước trong”

2 Trộn lẫn phèn sắt-amoni [NH4Fe(SO4)2.12H2O], dung dịch nhôm sunfat axit sunfuric người ta thu 400ml dung dịch A Chia A thành hai phần Thêm BaCl2 dư vào phần thu 13,98 gam kết tủa Mặt khác thêm từ từ đến dư Ba(OH)2 vào phần đun nóng thu 224ml khí (đo đktc) Khối lượng kết tủa lớn nhỏ thu tương ứng 16,61 gam 15,05 gam Tính pH dung dịch A (bỏ qua tương tác ion với nước)

3 Hãy đánh giá pH độ điện ly dung dịch hỗn hợp NH3 0,030M Na2S 0,010M, biết giá tri pKa : H2S (7,0; 13,0); NH4+ (9,24)

Hướng dẫn chấm câu (4 điểm)

KAl(SO4)2.12H2O → K+ + Al3+ + SO42- + 12H2O +

3 2O) H (

Al + 3H2O D Al(OH)3 + 3H3O+

Nhôm hidroxit sinh kết tủa keo có khả hấp phụ chất bẩn lên bề mặt chúng, trình kết tủa kéo theo lắng kết hạt chất bẩn, nước “đánh trong”

0,5×2=1

2 Dung dịch A chứa H+, NH4+, Fe3+, Al3+ SO42- Phần : Ba2+ + SO42-→ BaSO4Œ (1) nSO42- = nBaSO4 =

233 98 13,

= 0,06mol

Phần : H+ + OH-→ H2O (2) Ba2+ + SO42-→ BaSO4Œ (3)

NH4+ + OH-→ NH3# + H2O (4) Fe3+ + 3OH-→ Fe(OH)3Œ (5)

Al3+ + 3OH-→ Al(OH)3Œ (6) Al(OH)3 + OH-→ AlO2- + 2H2O (7) nNH4+ = nNH3 =

4 22

224

, ,

= 0,01mol

Kết tủa lớn gồm BaSO4, Fe(OH)3, Al(OH)3; Kết tủa bé Al(OH)3 tan hết

mAl(OH)3 = mŒmax - mŒmin ⇒ nAl3+ = nAl(OH)3 =

78 05 15 61 16, − ,

= 0,02mol

mFe(OH)3 = mŒmin - mBaSO4 ⇒ nFe3+ = nFe(OH)3 =

107 98 13 05 15, − ,

= 0,01mol

Áp dụng định luật trung hòa điện cho dung dịch A ta :

⇒ nH+ = 2nSO42- - nNH4+ - 3nFe3+- 3nAl3+ = 0,02mol, ⇒ pH = -lg

2

02

, ,

=

0,5×4=2

3 Các cân có :

HS- + H2O D H2S + OH- K3 = 10-7

Vì K2 >> K1 >> K3 nên cân chủ yếu : S2- + H2O D HS- + OH

-) M ( 10 16 , x 10 x 01 , x

K

2 − − ⇒ = = − = 96 , 11 )] 10 164 , lg( [ 14

pH= − − −3 = 100% 91,6% 01 , 10 16 ,

S2 = =

α − −

0,5×2=1

Câu (4 điểm)

1 Viết phương trình phản ứng (dạng ion thu gọn) xảy chất cặp chất sau : (a) Ba dung dịch NaHCO3, (b) K dung dịch Al2(SO4)3, (c) Mg dung dịch FeCl3, (d) Fe(NO3)2 dung dịch AgNO3, (e) Ba(HSO3)2 KHSO4, (f) NaAlO2 dung dịch NH4NO3

2 Cho phản ứng :

KMnO4 + FeBr2 + H2SO4→ (I) K2Cr2O7 + SO2 + H2SO4→ (II)

KMnO4 + NaNO2 + H2O → (III)

(a) Hoàn thành phương trình phản ứng ion trường hợp

(b) Đánh giá số cân phản ứng xảy (I) Cho Eo : Br2/2Br -(1,07V), MnO4-/Mn2+ (1,51V), Fe3+/Fe2+ (0,77V)

(c) Viết sơ đồ pin cho pin hoạt động có phản ứng (I) xảy

Hướng dẫn chấm câu (4 điểm) Các phương trình phản ứng : (a) Ba +2H2O → Ba2+ + 2OH- + H2

HCO3- + OH-→ CO32- + H2O Ba2+ + CO32-→ BaCO3

(b) K + H2O → K+ + OH- + 1/2H2

Al3+ + 3OH-→ Al(OH)3

Al(OH)3 + OH-→ AlO2- + 2H2O

(c) Mg + 2Fe3+→ Mg2+ + 2Fe2+ Mg + Fe2+→ Mg2+ + Fe

(d) Fe2+ + Ag+→ Fe3+ + Ag (e) HSO3- + H+→ H2O + SO2 Ba2+ + SO42-→ BaSO4

(f) NH4+ + AlO2- + H2O → NH3+Al(OH)3

0,25×6=1,5

2

(a) Phương trình ion :

5Fe2+ + MnO4- + 8H+D 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O 10Br- + 2MnO4

+ 16H+D 5Br2 + 2Mn 2+

3SO2 + Cr2O72- + 5H+D 3HSO4- +2Cr3+ + H2O (hoặc SO42-)

3NO2- + 2MnO4- + 3H2O D 2MnO(OH)2 + 3NO3- + 2OH- (hoặc MnO2)

(b) 5Fe2+ + MnO4- + 8H+D 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O

7 , 62 059 , ) 77 , 51 , ( 059 , E n

1 10 10 10

K o = = = − ∆

10Br- + 2MnO4- + 16H+D 5Br2 + 2Mn2+ + 8H2O

6 , 74 059 , ) 07 , 51 , ( 10 059 , E n

2 10 10 10

K o = = = − ∆

(c) Sơ đồ pin : (-) Pt | Fe2+, Br- || MnO4-, H+ | Pt (+)

0,25×4=1,0

0,5×2=1

0,5

Câu (4 điểm)

1 Cho phản ứng :

(a) CH4(k)+2O2(k) → CO2(k)+2H2O(l) ∆H1 = -212,79 (kcal) (b) CH3Cl(k)+

2

O2(k) → CO2(k)+H2O(l)+HCl(k) ∆H2 = -164,0 (kcal) (c) H2(k)+

2

O2(k) → H2O(l) ∆H3 = -68,32 (kcal) (d)

2

H2(k)+

2

Cl2(k) → HCl(k) ∆H4 = -22,06 (kcal) Tính hiệu ứng nhiệt phản ứng : CH4(k)+ Cl2(k) → CH3Cl(k)+HCl(k)

2 Cho biết điều kiện (nhiệt độ, xúc tác, áp suất) phản ứng tổng hợp amoniac giải thích định tính lí dùng điều kiện

3 Trong bình thể tích 1,12 lít nhiệt độ 400oC có chứa 14,224g iot 0,112g hidro Sau thời gian (ở thời điểm t) nồng độ HI 0,04 mol.lit-1 tốc độ phản ứng đo 2,6.10-5 mol lít-1.phút-1 Khi phản ứng đạt đến cân nồng độ HI 0,06 mol.lit-1 Tính số tốc độ phản ứng thuận phản ứng nghịch

Hướng dẫn chấm câu (4 điểm)

1 ∆H = ∆H1 + 2∆H4 -∆H2 - ∆H3 = -24,59 kcal 0,5×2=1 Nhiệt độ : 450-500oC, xúc tác : bột Fe, áp suất : 300-1000atm

Dùng nhiệt độ thấp làm chậm phản ứng, dùng nhiệt độ cao làm giảm hiệu suất phản ứng (phản ứng tổng hợp amoniac tỏa nhiệt) Dùng xúc tác để tăng vận

tốc phản ứng dùng áp suất cao để tăng hiệu suất phản ứng

3 Tính số tốc độ

H2 + I2 D 2HI

Ban đầu

0,05 0,05 0,00 Thời điểm t (mol.lit

-1 )

0,03 0,03 0,04 (v = 2,6.10-5 mol.l-1.phút -1

) Cân (mol.lit-1) 0,02 0,02 0,06

] I ][ H [ k

vt = t 2 2 =kn[HI]2 Thời điểm t : v=vt −vn

⇔ kt.0,03.0,03−kn(0,04)2=2,6.10−5 (1)

Tại cân : vt =vn

⇔ 002002 006 ) , ( k , ,

kt = n (2)

Giải hệ hai phương trình (1) (2) ta :

1 036

0 − −

= , l.mol

kt

1 004

0 − −

= , l.mol kn

0,5×4=2

Câu (4 điểm)

Cho V lít khí CO qua ống sứ đựng 5,8 gam oxit sắt FexOy nóng đỏ thời gian thu hỗn hợp khí A chất rắn B Cho B tác dụng hết với axit HNO3 loãng thu đưọc dung dịch C 0,784 lít khí NO Cơ cạn dung dịch C thu 18,15 gam muối sắt (III) khan Nếu hòa tan B axit HCl dư thấy 0,672 lít khí (Các khí đo điều kiện tiêu chuẩn)

1 Xác định cơng thức oxít sắt

2 Tính % theo khối lượng chất B

Hướng dẫn chấm câu (4 điểm) n n 0,075(mol)

3 y

xO Fe(NO )

Fe /

Fe = =

4 : , : 075 , n :

nFe O = =

Vậy công thức B Fe3O4

2 B chứa Fe, FeO (a mol) Fe3O4 dư (b mol) 3Fe3O4 + 28HNO3→ 9Fe(NO3)3 + NO + H2O

3FeO + 10HNO3→ 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O

Fe + 4HNO3→ Fe(NO3)3 + NO + 2H2O

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 , 0,03(mol)

4 , 22 672 , n n H

Fe = = =

ta có :

       = = ⇒ = + + = + + 015 , b a 035 , b a 03 , 16 , b 232 a 72 03 , 56 % 56 , 32 % 100 16 , 56 03 , m

% Fe = = %m 100% 32,56% 67,44%

4 3O

Fe = − =

2,0

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

HƯỚNG DẪN CHẤM KÌ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ

NĂM HỌC 2004 - 2005 MƠN: HĨA HỌC LỚP 10

Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)

Câu I (4 điểm)

1 Hãy giải thích phân tử Cl2O có góc liên kết (111o) nhỏ độ dài liên kết Cl-O (1,71Å) lớn so với phân tử ClO2 (118o 1,49Å)?

2 So sánh giải thích độ mạnh:

(a) tính axit, tính oxi hóa chất HClO, HClO2, HClO3 HClO4 (b) tính axit, tính khử chất HF, HCl, HBr, HI

3 Giải thích biến đổi khối lượng riêng nước theo nhiệt độ:

Nhiệt độ (oC) 10 15 20

D (g/ml) 0,999866 1,000000 0,999727 0,999127 0,998230

ĐÁP ÁN ĐIỂM

1 Công thức electron công thức cấu tạo hai phân tử:

Cl

O O

Cl Cl

O

Cl Cl

O Cl

O O

¶ Góc liên kết Cl2O nhỏ ClO2 nguyên tử trung tâm (O) Cl2O có hai cặp electron tự tạo lực đẩy ép góc liên kết nhiều so với nguyên tử trung tâm (Cl) ClO2 có electron tự

¶ Liên kết Cl-O phân tử ClO2 có đặc tính liên kết đôi cộng hưởng với electron độc thân Cl O Đặc tính liên kết đôi làm liên kết Cl-O ClO2 ngắn Cl2O (chỉ chứa liên kết đơn)

2 Độ mạnh tính axit:

(a) HClO < HClO2 < HClO3 < HClO4

Số nguyên tử oxi không hidroxyl tăng làm tăng độ phân cực liên kết O-H

(b) HF < HCl < HBr < HI

Bán kính nguyên tử tăng làm độ bền liên kết giảm, khả bị phân cực hóa liên kết H-X tăng

1,00 (0,50×2)

Độ mạnh tính oxi hóa - khử

(a) Tính oxi hóa giảm: HClO > HClO2 > HClO3 > HClO4

Số nguyên tử oxi tăng làm tăng độ bền phân tử (độ bội liên kết tăng) nên độ mạnh tính oxi hóa giảm

(b) Tính khử tăng: HF < HCl < HBr < HI

Bán kính nguyên tử tăng làm giảm độ bền phân tử, làm tăng tính khử

3 Ở nước đá (0oC), phân tử liên kết với liên kết H hình thành cấu trúc tinh thể phân tử rỗng (xem hình dưới), khối luợng riêng nhỏ Khi nhiệt độ tăng (4oC), liên kết H bị phá vỡ phần khiến phân tử xích lại gần nên khối lượng riêng tăng Khi tiếp tục tăng nhiệt độ, khoảng cách phân tử tăng làm thể tích tăng lên nên khối lượng riêng giảm

H O

HH H

O O

H

O H

H

H

1,00 (0,50×2)

Câu II (4 điểm)

1 Xác định nhiệt hình thành AlCl3 biết:

Al2O3 (r) + 3COCl2 (k) → 3CO2 (k) + 2AlCl3 (r) ∆H1 = -232,24 kJ

CO (k) + Cl2 (k) → COCl2 (k) ∆H2 = -112,40 kJ 2Al (r) + 1,5O2 (k) → Al2O3 (k) ∆H3 = -1668,20 kJ

Nhiệt hình thành CO: ∆H4 = -110,40 kJ/mol Nhiệt hình thành CO2: ∆H5 = -393,13 kJ/mol

2 Tại 25oC phản ứng bậc sau có số tốc độ k = 1,8.10-5 s-1: 2N2O5(k) → 4NO2(k) + O2(k)

Phản ứng xảy bình kín tích 20,0 L khơng đổi Ban đầu lượng N2O5 cho vừa đầy bình Tại thời điểm khảo sát, áp suất riêng N2O5 0,070 atm Giả thiết khí khí lí tưởng

(a) Tính tốc độ (i) tiêu thụ N2O5; (ii) hình thành NO2; O2 (b) Tính số phân tử N2O5 bị phân tích sau 30 giây

3 Phản ứng đạt đến cân 109K với số cân Kp = 10: C (r) + CO2 (k) D 2CO (k)

ĐÁP ÁN ĐIỂM Nhiệt hình thành AlCl3 nhiệt trình:

Al + 1,5Cl2→ AlCl3

Để có trình ta xếp phương trình sau: Al2O3 (r) + 3COCl2(k) → 3CO2 (k) + 2AlCl3 (k) ∆H1

3CO (k) + 3Cl2 (k) → 3COCl2 (k) 3∆H2 2Al (r) + 1,5O2 (k) → Al2O3 (r) ∆H3 3C (k) + 1,5O2 (k) → 3CO (k) 3∆H4 3CO2 (k) → 3C (r) + 3O2 (k) 3(-∆H5) Sau tổ hợp có kết là:

2Al (r) + 3Cl2 (k) → 2AlCl3 (r) ∆Hx ∆Hx = ∆H1 + 3∆H2 + ∆H3+ 3∆H4+ 3(-∆H5 )

= (-232,24) + 3(-112,40) + (-1668,20) + 3(-110,40) + 3(393,13) = - 1389,45 kJ

Vậy, nhiệt hình thành mol AlCl3 = -1389,45 / =- 694,725 kJ/mol

2 (a) pi V = ni RT

⇒ NO i

O

N 2,8646.10

298 082 , 07 , RT P V n C

5 − = × = =

= (mol.l -1)

⇒

O

N 1,8.10 2,8646.10 5,16.10

C k v − − − × = =

= mol.l -1.s-1

Từ phương trình: 2N2O5(k) → 4NO2(k) + O2(k) ⇒ dt dC dt dC dt dC

v=− × N2O5 =+ × NO2 =+ O2

nên vtiêu thụ (N2O5) = −2v = −2 × 5,16.10-8 = −10,32.10-8mol.l-1.s-1 vhình thành (NO2) = 4v = × 5,16.10

-8

= 20,64.10-8 mol.l-1.s-1 vhình thành (O2) = v = 5,16.10-8 mol.l-1.s-1

(b) Số phân tử N2O5 bị phân hủy = vtiêu thụ (N2O5) × Vbình× t × No(số avogadrro)

= 10,32.10-8 × 20,0 × 30 × 6,023.1023 ≈ 3,7.1019 phân tử

(a) C + CO2D 2CO ∑n [ ] (1 - x) 2x + x (mol)

Ta có: 1,5

x x x x P P K CO CO P × + −     + =

= = 10

⇒ x = 0,79

Vậy hỗn hợp cân chứa 2.0,79 = 1,58 mol CO (88,27%) – 0,79 = 0,21 mol

CO2 (11,73%)

(b) Từ P 10

5 , ) , ( K

P = × = ⇒ P = 20 atm

1,50 (1,00+0,50)

1,00 (0,25×4)

0,50

Câu III (4 điểm)

1 Viết phương trình phản ứng tương ứng với trình tự biến đổi số oxi hóa lưu huỳnh sau đây:

2

S

−

→ (1)

S →(2)

4

S

+

→ (3)

S

+

→ (4)

S

+

→ (5)

S →(6)

2

S

−

2 Trình bày phương pháp nhận biết ion halogenua dung dịch hỗn hợp sau đây: (a) NaI NaCl, (b) NaI NaBr

3 Viết phương trình phản ứng minh họa trình điều chế chất sau từ đơn chất halogen tương ứng: (a) HClO4, (b) I2O5, (c) Cl2O, (d) OF2

ĐÁP ÁN ĐIỂM

1 Phương trình phản ứng:

(1) H2S + 1/2O2→ S + H2O (2) S + O2 →t SO2

(3) SO2 + Cl2 + 2H2O → H2SO4 + 2HCl (4) Cu + 2H2SO4→ CuSO4 + SO2 + 2H2O (5) SO2 + 2H2S → 3S + 2H2O

(6) 2Na + S →t

Na2S

(Học sinh sử dụng phản ứng khác cho trình này)

2 (a) Thêm từ từ AgNO3 vào mẫu thử, thấy xuất kết tủa vàng trước kết tủa trắng sau, nhận hai ion I- Cl-

Ag+ + I- →AgI↓ (vàng) Ag+ + Cl- →AgCl↓ (trắng)

(b) Thêm H2SO4 benzen vào mẫu thử Thêm giọt nước clo, lắc Thấy xuất màu tím lớp benzen, sau màu nước clo dư nhận I- Thêm tiếp nước clo, xuất lớp vàng nâu lớp benzen nhận Br-

Cl2 + 3I-→ 2Cl- + I3

-I2 + 5Cl2 + 6H2O → 12H+ + 10Cl- + 2IO3- Cl2 + 2Br-→ 2Cl- + Br2

3 (a) 3Cl2 + 6NaOH →t 5NaCl + NaClO3 + 3H2O 4NaClO3 →t NaCl + 3NaClO4

NaClO4 + H2SO4→ NaHSO4 + HClO4 (chưng cất) (b) 3I2 + 6OH-→ 5I- + IO3- + 3H2O

IO3- + H+→ HIO3

2HIO3 →t I2O5 + H2O (c) 2Cl2 + HgO → Cl2O + HgCl2 (d) 2F2 + 2OH-→ 2F- + OF2 + H2O

1,50 (0,25×6)

1,00 (0,50×2)

1,50 0,50

Cho 6,000 g mẫu chất chứa Fe3O4, Fe2O3 tạp chất trơ Hòa tan mẫu vào luợng dư dung dịch KI môi trường axit (khử tất sắt thành Fe2+) tạo dung dịch A Pha lỗng dung dịch A đến thể tích 50 mL Lượng I2 có 10 mL dung dịch A phản ứng vừa đủ với 5,500 mL dung dịch Na2S2O3 1,00M (sinh S4O62-) Lấy 25 mL mẫu dung dịch A khác, chiết tách I2, lượng Fe2+ dung dịch lại phản ứng vừa đủ với 3,20 mL dung dịch MnO4- 1,000M H2SO4

1 Viết phương trình phản ứng xảy (dạng phương trình ion thu gọn) Tính phần trăm khối lượng Fe3O4 Fe2O3 mẫu ban đầu

ĐÁP ÁN ĐIỂM

1 Phương trình phản ứng: Fe3O4 + 2I

+ 8H+→ 3Fe2+ + I2 +4H2O (1) Fe2O3 + 2I- + 6H+→ 2Fe2+ + I2 +3H2O (2) 2S2O32- + I2→ S4O62- + 2I- (3) 5Fe2+ + MnO4- + 8H+→ 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O (4) Tính phần trăm:

(3) ⇒ 0,0055 0,00275mol n n 2(3) SO

I = − = × =

(4) ⇒ n 5n 0,0032 0,016mol

4 MnO ) (

Fe+ = − = × × =

Đặt số mol Fe3O4 Fe2O3 x y ta có:

      = = ⇒ = × = + = × = + 00925 , y 0045 , x 01375 , 00275 , y x 032 , 016 , y x % , 17 % 100 000 , 232 0045 , m % 3O

Fe × =

× = % , 24 % 100 000 , 160 00925 , m % 2O

Fe × =

× =

2,00 (0,50×4)

2,00

Câu V (4 điểm)

Thực tế khống pirit coi hỗn hợp FeS2 FeS Khi xử lí mẫu khoáng pirit brom dung dịch KOH dư người ta thu kết tủa đỏ nâu A dung dịch B Nung kết tủa B đến khối lượng không đổi thu 0,2g chất rắn Thêm lượng dư dung dịch BaCl2 vào dung dịch B thu 1,1087g kết tủa trắng không tan axit

1 Viết phương trình phản ứng Xác định cơng thức tổng pirit

3 Tính khối lượng brom theo lí thuyết cần để oxi hóa mẫu khống

ĐÁP ÁN ĐIỂM

1 Phương trình phản ứng:

2FeS2 + 15Br2 + 38OH-→ 2Fe(OH)3 + 4SO42- + 30Br- + 16H2O (1) 2FeS + 9Br2 + 22OH-→ 2Fe(OH)3 + 2SO42- + 18Br- + 8H2O (2)

2Fe(OH)3→ Fe2O3 + 3H2O (3)

Ba2+ + SO42-→ BaSO4 (4) Công thức:

mol 10 , 160 , n n , mol 10 75 , 233 1087 , n

nS BaSO Fe FeO 3 − − = = = = = = , : 10 75 , : 10 , n :

nFe S= −3 −3 =

⇒ công thức FeS1,9

3 Gọi số mol FeS2 FeS x y ta có:    = =    ⇒ = + = + − − − − 3 3 10 25 , y 10 25 , x 10 75 , y x 10 , y x g 88 , 160 10 25 , 10 25 , 2 15

mBr 3

2 × =