MÔN THI: HOÁ HỌC LỚP 10 Thời gian làm bài 150 phút không kể thời gian giao đề... Khi hòa tan trong HCl thì R giảm một nửa.[r]
(1)UBND TỈNH THÁI NGUYÊN ĐỀ THI CHỌN HSG TỈNH GIẢI TOÁN TRÊN MTCT SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NĂM HỌC 2011-2012 MÔN THI: HOÁ HỌC LỚP 10 (Thời gian làm bài 150 phút không kể thời gian giao đề) ĐỀ CHÍNH THỨC Câu I (10,0 điểm) Cho 13 gam hỗn hợp A một kim loại kiềm M và một kim loại M ’ (hóa trị II) tan hoàn toàn vào nước tạo thành dung dịch B và 4,032 lít H (ở đktc) Chia dung dịch B làm phần bằng : Phần : Đem cô cạn thu được 8,12 gam chất rắn X Phần : Cho tác dụng với 400 ml dung dịch HCl 0,35 mol/l (M) tạo kết tủa Y a) Tìm kim loại M, M’ Tính số gam mỗi kim loại hỗn hợp A b) Tính khối lượng kết tủa Y Câu II (10,0 điểm) Hoà tan 16,8 (gam) một kim loại M vào dung dịch HCl dư thu được 6,72 lít khí H (ở đktc) a) Tìm kim loại M b) Hoà tan 25,2 (gam) kim loại M vào dung dịch H 2SO4 10% ( loãng), vừa đủ Sau kết thúc phản ứng thu được dung dịch A Làm lạnh dung dịch A thu được 55,6 (gam) muối sunfat kết tinh ngậm nước của kim loại M tách và còn lại dung dịch muối sunfat bão hoà có nồng độ 9,275% Tìm công thức của muối sunfat ngậm nước của kim loại M Câu III (7,5 điểm) Cho 2,13 gam hỗn hợp X gồm ba kim loại Mg, Cu và Al dạng bột tác dụng hoàn toàn với oxi thu được hỗn hợp Y gồm các oxit có khối lượng 3,33 gam Tính thể tích dung dịch HCl 2,0 M vừa đủ để phản ứng hết với Y? Câu IV (10,0 điểm) Thả một viên bi sắt hình cầu bán kính R vào 500 ml dung dịch HCl nồng độ C M sau kết thúc phản ứng thấy bán kính viên bi còn lại một nửa Nếu cho viên bi sắt còn lại này vào 117,6 gam dung dịch H2SO4 5% (Xem viên sắt còn lại có khối lượng không đáng kể so với khối lượng dung dịch H2SO4) Thì bi sắt tan hết dung dịch H2SO4 có nồng độ mới là 4% a) Tính bán kính R của viên bi, biết khối lượng riêng của sắt là 7,9 gam/cm Viên bi bị ăn mòn theo hướng nhau, π = 3,14 b) Tính CM dung dịch HCl Câu V (5,0 điểm) Dung dịch A chứa NaOH 4% và Ca(OH)2 3,7% Phải cần bao nhiêu gam dung dịch A để trung hßa hoµn toµn 119 ml dung dÞch HNO3 10% (D = 1,06g/ml) Câu VI (7,5 điểm) Hợp chất tạo anion M3+ và cation X- có tổng số hạt các loại là 196 hạt , đó số hạt mang điện nhiều số hạt không mang điện là 60 hạt Số khối của X - nhiều số khối của M3+ là Tổng số hạt X- nhiều M3+ là16 hạt Xác định vị trí của M và X hệ thống tuần hoàn? (Cho H=1; C =12; N=14; O=16; Na=23; Mg=24; P=31; S=32; Cl=35,5; K=39; Fe=56; Cu=64; Br=80; Ag=108.) ( Gi¸m thÞ kh«ng gi¶i thÝch g× thªm) UBND TỈNH THÁI NGUYÊN HD CHẤM ĐỀ CHỌN HSG TỈNH (2) SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO GIẢI TOÁN TRÊN MTCT - NĂM HỌC 2011-2012 ĐỀ CHÍNH THỨC MÔN THI: HOÁ HỌC LỚP 10 (Thời gian làm bài 150 phút không kể thời gian giao đề) Câu Nội dung a) Vì dung dịch B + dung dịch HCl I (10,0đ) H2 M + H2O = MOH + x mol x mol x M’ + 2MOH = M2M’O2 + H2 y mol 2y y y MOH + HCl = MCl + H2O x 2y x y 7,0 kết tủa nên M’ có hyđroxyt lưỡng tính (1) (2) (3) 2 M2M’O2 + 2HCl = M’(OH)2 + 2MCl (4) y y 2 y M’(OH)2 + 2HCl = M’Cl2 + 2H2O (5) nHCl 0,14mol nH 0,18mol x 1 y 0,18 y x M 17 y 2M M ' 32 8,12 2 Mx M ' y 13 3 x x y M My 17 17 y My M ' 16 y 8,12 2 y x x M M ' 17 y 8,12 x Mx M ' y 17 y 8,12 2 x 17 y 1, 62 17 x y 3, 24 4 1 x y 0,36 18 x 3, x 0, ; y 0, 08 Điểm (3) b) (3) => 0,2M + 0,08M’ = 13 => 2,5M + M’ = 162,5 ( M<65 ) M Li (7) M’ 145 (loại) M là Kali => mK = 39 x 0,2 = 7,8 g M’ là Zn => mZn = 65 x 0,08 = 5,2 g 3,0 Na (23) 105 (loại) K (39) 65 (Zn) x 2y 0, 0,16 y 0,08 0,1mol 2 ( phản ứng +4 ) nHCl dư = 0,14 - 0,1 = 0,04 mol y 0,04 mol nZn(OH)2= ( phản ứng ) (5) => nZn(OH)2 = nHCl = 0,02 mol => nZn(OH)2 dư = 0,04 - 0,02 = 0,02 mol mZn(OH)2 = 99 x 0,02 = 1,98 g nHCl 4,0 a) nH = 0,3 mol Gọi khối lượng mol nguyên tử và hoá trị của kim loại M lần lượt là M và n II 2M + 2nHCl 2MCln + n H2 (10,0đ) 0,6/n mol 0,3 mol 0,6/n M = 16,8 M= 28n M là Fe b) nFe = 25,2/56 = 0,45 mol ptpư: Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 0,45 mol 0,45 mol 0,45 mol 0,45 mol m dd H SO 10% = (0,45 98.100%)/10% = 441 (gam) mddA = mFe + m dd H SO 10% - m H = 25,2+ 441 - 0,45.2 = 465,3 (gam) - Khi làm lạnh dung dịch A, tách 55,6 gam muối FeSO4.xH2O Vậy dung dịch muối bão hoà còn lại có khối lượng là: mdd còn lại = 465,3 - 55,6 = 409,7 (gam) m FeSO4 theo bài ra: % CFeSO = 409,7 100% = 9,275% mFeSO = 38 (gam) nFeSO = 0,25 mol nFeSO xH O = 0,45 - 0,25 = 0,2 mol (152 + 18x) 0,2 = 55,6 x= Công thức phân tử của muối FeSO4 ngậm nước là: FeSO4.7H2O III (7,5đ) Gọi R là công thức chung của kim loại R hóa trị n Ta có sơ đồ phản ứng: 6,0 (4) 2 R O R2On HCl RCln 3,33 2,13 0,15mol 16 2,13 0,15.35,5 7, 455 gam nCl 2nO nCl 2 mm ' mKL mCl 0,15 VHCl= =0,075 lít =75ml IV (10,0đ) a) Phương trình phản ứng Fe + HCl = FeCl2 + H2 Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 Ta có mH ❑2 nH ❑2 SO ❑4 SO ❑4 ban đầu (1) (2) 117 , x = 100 , 88 98 = = 5,88 gam = 0,06 mol Khối lượng H2SO4 sau hòa tan phần còn lại của viên bi: mH ❑2 117 , x = 100 = 4,704 gam 4,704 ❑2 ❑4 nH = 98 = 0,048 mol SO Từ (2) ta có: nH ❑2 SO ❑4 = 0,06 - 0,048 = 0,012 mol ⇒ nFe phản ứng (2) = 0,012 mol Mặt khác ta có: SO ❑4 (P Ư) mFe ban đầu ⇒ = R3 d π 4.π R d x 56 nFe ban đầu = Khi hòa tan HCl thì R giảm một nửa Vậy bán kính còn lại là R ⇒ π R nFe còn lại để phản ứng (2) = x 56 d ( ) π R3 d 56 = π R .d 56 ( = ) Ta nhận thấy sau Fe bị hòa tan HCl, phần còn lại để hòa tan H2SO4 bằng so với số mol ban đầu ⇒ nFe ban đầu = 0,012 x = 0,096 mol ⇒ mFe ban đầu = 0,096 x 56 = 5,376 gam mà m = V.d và V = R= √ ⇒ π R3 ,68 cm x ,14 b) nHCl = 2nFe (1) V = ⇒ = m d R= = √ , 376 7,9 = 0,68 cm3 3V 4π √3 ,162 cm3 = 0,545 cm (5) = 2(nFe ban đầu - nFePƯ(2)) = 2(0,096 - 0,012) = 0,168 mol 0,168 CHCl= 0,5 =0,336mol/l Gọi m (g) là khối lợng ddA cần dùng.Theo đề ta có: m.4 =0 ,001 m (mol) 100 40 m 3,7 nCa(OH)2 = =0 , 0005 m (mol) 100 74 119.1, 06.10 0, 100.63 nHNO3 = (mol) nNaOH = V (5,0đ) Ph¬ng tr×nh ph¶n øng: NaOH + HNO3 NaNO3 + H2O (1) mol mol Ca(OH)2 + 2HNO3 Ca(NO3)2 + 2H2O (2) mol mol nHNO3 (1) = nNaOH = 0,001m (mol) nHNO3 (2) = 2nCa(OH)2 = 0,0005m = 0,001m(mol) Theo đề: 0,001m + 0,001m = 0,2 0,002m = 0,2 m = 100 (g) VI (7,5) *) Gọi số p , số e M là Z1 ; số n là N1 số p , số e X là Z2 ; số n là N2 Ta có : 2Z1 + N1 + 3(2Z2 + N2) = 196 2Z1 + 6Z2 - (N1 + 3N2) = 60 2Z2 + N2 + –( 2Z1 + N1 – ) = 16 2Z2 – 2Z1 + N2 –N1 = 18 Z2 + N2 - (Z1 + N1) = Z2 – Z1 + N2 + N1 = *) Ta có hệ phương trình 2Z1 + N1 + 3(2Z2 + N2) = 196 2Z1 + 6Z2 - (N1 + 3N2) = 60 2Z2 – 2Z1 + N2 –N1 = 18 Z – Z + N2 + N1 = (1) (2) (3) (4) (1) (2) (3) (4) Giải hệ ta được : Z1 = 13 ; Z2 = 17 ; N1 = 14 ; N2 = 18 *) M là Al : Cấu hình e : 1s22s22p63s23p1 Trong HTTH ô thứ 13 , chu kì phân nhóm chính nhóm III *) X là Cl : Cấu hình e :1s22s22p63s23p5 Trong HTTH ô thứ 17 , chu kì phân nhóm chính nhóm VII Chú ý: Thí sinh có thể giải bài toán theo cách khác lập luận đúng và tìm kết đúng cho ®iÓm tèi ®a (6)