Ñeå ñieàu cheá FeS ngöôøi ta cho saét taùc duïng vôùi löu huyønh noùng chaûy. Quaù trình naøy ñöôïc thöïc hieän trong khí cacbonic khoâ, khoâng ñöôïc tieán haønh trong khoâng khí. Haõy giaûi thích vì sao ñieàu cheá FeS khoâng ñöôïc tieán haønh trong khoâng khí, vieát caùc phöông trình phaûn öùng minh hoaï. 3. Baèng thuyeát lai hoaù giaûi thích söï taïo thaønh ioân phöùc Cu(NH3)4 2+ vaø söï taïo thaønh phöùc chaát trung hoaø Fe(CO)5. 4. Giaûi thích ngaén goïn caùc yù sau: a. NF3 khoâng coù tính bazô nhö NH3. b. SnCl2 laø chaát raén, SnCl4 laø chaát loûng soâi ôû 114,10C. c. NO2 coù khaû naêng nhò hôïp deã daøng trong khi ñoù ClO2 khoâng coù khaû naêng ñoù. d. Cho hoãn hôïp KIO3 vaø KI vaøo dung dòch AlCl3 thaáy xuaát hieän keát tuûa keo traéng. Caâu 3 (5 ñieåm) 1. Hôïp chaát A ñöôïc taïo thaønh töø caùc ion ñeàu coù caáu hình electron cuûa khí hieám Argon. Trong 1 phaân töû A coù toång soá haït proton, nôtron, electron laø 164. a. Xaùc ñònh CTPT cuûa A, bieát A taùc duïng vôùi 1 nguyeân toá (ñôn chaát) coù trong A theo tyû leä mol 1:1 taïo thaønh chaát B. Vieát CT Lewis, CTCT cuûa A vaø B.
Tuyển tập đề thi Olympic hóa học lớp 10 ( có đáp án chi tiết) ĐỀ SỐ 1: Trường THPT Chuyên Thăng Long – Đàlạt Tổ Hoá học ****** ĐỀ KIỂM TRA OLIMPIC LỚP 10 LẦN Thời gian: 180 phút (Không kể thời gian phát đề) *********** -Câu (5 điểm) Hoàn thành cân phản ứng sau phương pháp thăng electron a CuFeSx + O2 → Cu2O + Fe3O4 + SO2 b S + O2 → SO2 + SO3 Hoàn thành cân phương trình phản ứng sau phương pháp ion electron a MnO4- + SO32- + ? → Mn2+ + SO42- +? b Al + NOx + OH + H2O →… Hoàn thành phương trình phản ứng sau: → a NaCl + H2SO4 đặc, nóng → b NaBr + H2SO4 đặc, nóng → c NaClO + PbS → d Cl2 + Ca(OH)2 e Ag + HClO3 → f NH3 + I2 tinh thể → Cho biết trạng thái lai hoá nguyên tử trung tâm cấu trúc hình học phân tử ion sau: BrF5, Ni(CN)42-, CrO42-, HSO3- Câu (5 điểm) Hoàn thành chuỗi phản ứng: HCl S H2SO4 Cl2 Na2S2O3 S SO2 Na2SO3 SO2Cl2 Na2SO4 H2SO4 Na2S SOCl2 SO2 Na2S2O3 HCl Na2SO4 Để điều chế FeS người ta cho sắt tác dụng với lưu huỳnh nóng chảy Quá trình thực khí cacbonic khô, không tiến hành không khí Hãy giải thích điều chế FeS không tiến hành không khí, viết phương trình phản ứng minh hoạ Bằng thuyết lai hoá giải thích tạo thành iôn phức Cu(NH3)42+ tạo thành phức chất trung hoà Fe(CO)5 Giải thích ngắn gọn ý sau: a NF3 tính bazơ NH3 b SnCl2 chất rắn, SnCl4 chất lỏng sôi 114,10C c NO2 có khả nhị hợp dễ dàng ClO2 khả d Cho hỗn hợp KIO3 KI vào dung dịch AlCl3 thấy xuất kết tủa keo trắng Câu (5 điểm) Hợp chất A tạo thành từ ion có cấu hình electron khí Argon Trong phân tử A có tổng số hạt proton, nơtron, electron 164 a Xác định CTPT A, biết A tác dụng với nguyên tố (đơn chất) có A theo tỷ lệ mol 1:1 tạo thành chất B Viết CT Lewis, CTCT A B Tuyển tập đề thi Olympic hóa học lớp 10 ( có đáp án chi tiết) b Cho A B tác dụng với lượng vừa đủ brôm thu chất rắn X Mặt khác, cho m gam Y (chỉ có hoá trị n) tác dụng hết với oxi thu a gam oxit, cho m gam kim loại Y tác dụng hết với X thu b gam muối Biết a = 0,68b Hỏi Y kim loại gì? Cho E Fe = - 0,44V; E 0Fe3+ /Fe2+ = + 0,775 V 2+ /Fe a Tính E Fe 3+ /Fe b Tính số cân K phản ứng: 3Fe2+ = 2Fe3+ + Fe Có thể kết luận độ bền Fe2+ c Giải thích môi trường kiềm tính khử Fe2+ tăng lên d Thiết lập sơ đồ pin dung điện cực hidrô tiêu chuẩn để xác định điện cực E Fe 2+ /Fe Câu (5 điểm) Cho 0,01 mol NH3, 0,1 mol CH3NH2 vaø 0,11 mol HCl vào H2O lít dung dịch Tính pH dung dịch thu ? = 10,6 , pK H O = 14 Cho pK + = 9,24 , pK + NH4 CH3NH3 2 Trong bình kín dung tích V lít chứa 5,08 gam iot 0,04 gam hidrô nhiệt độ 4300C Tốc độ ban đầu phản ứng 1,44.10-5 mol.phút-1 Sau thời gian (tại thời điểm t) số mol HI 0,015 mol phản ứng: H2 + I2 ↽ ⇀ 2HI đạt trạng thái cân số mol HI 0,03 mol a Tính số cân Kp, Kc, Kn, Kx số tốc độ phản ứng thuận, phản ứng nghịch b Tính tốc độ tạo thành HI thời điểm t Xác định độ tan AgSCN dung dịch NH3 0,003M Biết: TAgSCN = 1,1.10-12 số phân li phức [Ag(NH3)2]+ 6.10-8 Câu (5 điểm) Đốt cháy hoàn toàn 4,741 gam đơn chất X oxi cho toàn sản phẩm thu hấp thụ hết vào 100 ml dung dịch NaOH 25% có khối lượng riêng d = 1,28 g/ml dung dịch A Nồng độ NaOH dung dịch A giảm 1/4 so với nồng độ dung dịch ban đầu Dung dịch A có khả hấp thụ tối đa 17,92 lít khí CO2 (đktc) Xác định đơn chất X sản phẩm đất cháy Cho 3,64 gam hỗn hợp oxit, hidrôxit cacbonat kim loại hoá trị II tác dụng với 117,6 gam dung dịch H2SO4 10% thu 448 ml chất khí (đkc) dung dịch 10,867% hợp chất Nồng độ dung dịch 0,543 mol/lit khối lượng riêng 1,09 g/cm3 Hãy cho biết hợp chất có hỗn hợp - - - - - - HẾT - - - - - HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ OLYMPIC HOÁ 10 - LẦN Câu 1: +2 2x − −2 +1 −2 +8 +4 a Cu Fe S x + O2 → Cu2 O + Fe3 O4 + S O2 Chất khử: CuFeSx Chất oxi hóa: O2 Sự oxi hóa Sự khử + 2 x− −2 +1 +8 +4 Cu Fe S x − (11 + 12 x)e → Cu + Fe + x S HSC ×4 O2 + 4e → 2O 2− × (11 + 12 x) 12 CuFeSx + (11+12x) O2 → 6Cu2O + 4Fe3O4 + 12xSO2 Tuyển tập đề thi Olympic hóa học lớp 10 ( có đáp án chi tiết) +4 +6 b S + O → a S + b S Chất khử: S Chất oxi hóa: O2 HSC +4 +6 (a + b) S − (4a + 6b)e → a S + b S ×2 2− Sự khử O2 + 4e → 2O × (2a + 3b) 2(a+b)S + (2a+3b)O2 → 2aSO2 + 2bSO3 a MnO4- + SO3- + H+ → Mn2+ + SO42- + H2O Chất khử: SO3Chất oxi hóa: MnO4HSC Môi trường: H+ 2+ Sự oxi hóa 2SO3 + H2O – 2e → SO4 + 2H x5 Sự khử MnO4- + 8H+ + 5e → Mn2+ + 4H2O x2 2+ 2+ 2MnO4 + 5SO3 + 6H → 2Mn + 5SO4 + 3H2O b Al + NOx- + OH- + H2O → AlO2- + NH3 Chất khử: Al Chất oxi hóa: NOxHSC Môi trường: OHSự oxi hóa Al + 4OH - 3e → AlO2 + H2O x (2x+2) Sự khử NOx- + (x+3)H2O + (2x+2)e → NH3 + (2x+3)OHx3 (2x+2)Al + 3NOx- + (2x-1)OH- + (5-x)H2O → (2x+2)AlO2- + 3NH3 Sự oxi hóa t → Na SO + 2HCl 2.a 2NaCltt + H2SO4đặc t → NaHSO + HCl NaCl + H SO tt 4đặc 4đặc t → Na SO + Br + SO + 2H O b 2NaBr + 2H2SO4đặc 2 t → 2NaHSO + Br + SO + 2H O 2NaBr + 3H SO 2 c 4NaClO + PbS → NaCl + PbSO4 d Cl2 + Ca(OH)2 rắn,ẩm → CaOCl2 + H2O 2Cl2 + 2Ca(OH)2 loaõng → Ca(ClO)2 + CaCl2 + 2H2O e 6Ag + 6HClO3 → AgCl + 5AgClO3 + 3H2O f 2NH3+3 I2 → NI3.NH3 + 3HI Phân tử ion BrF5 Ni(CN)42CrO42HSO3- Trạng thái lai hóa sp3d2 dsp2 d3s sp3 Cấu trúc hình học Chóp đáy vuông Vuông phẳng Tứ diện Chóp đáy tam giác Câu 2: Tuyển tập đề thi Olympic hóa học lớp 10 ( có đáp án chi tiết) S + Na2SO3 → Na2S2O3 Na2S2O3 + 2HCl → 2NaCl + S + SO2 + H2O S + 2HNO3 → H2SO4 + 2NO H2SO4 + BaCl2 → BaSO4 + 2HCl t → MnCl + Cl + 2H O 4HCl + MnO ñaëc 2 2 t → SO S + O2 SO2 + Cl2 → SO2Cl2 SO2Cl2 + H2O → H2SO4 + 2HCl t → CuSO + SO +2H O 2H2SO4 đặc + Cu 2 SO2 + PCl5 → SOCl2 + POCl3 SOCl2 + H2O → H2SO3 + 2HCl t → 2Na S + Na SO + 3H O 3S + 6NaOHđặc 2 2Na2SO3 + O2 → 2Na2SO4 t → Na S + 4CO Na SO + 4C 2Na2S + 2O2 + H2O → Na2S2O3 + 2NaOH Na2S2O3 + 4Cl2 + 5H2O → Na2SO4 +H2SO4 + 8HCl Không điều chế FeS không khí xảy oxi hóa: t → FeS Fe + S t → Fe O 3Fe + 2O2 t S + O → SO 2 t → 2Fe O + 4SO 4FeS + 7O2 3 Cu (z = 29) [Ar] 3d10 4s1 Cu – 2e → Cu2+ [Ar] 3d9 4s0 4p0 Cu2+ duøng obitan s obitan p trống để tổ hợp tạo thành obitan lai hóa sp3 Mỗi obitan lai hóa sp3 liên kết với cặp điện tử tự NH3 để tạo thành phân tử Cu(NH3)42+ Fe (z = 26) [Ar] 3d6 4s2 4p0 Fe* [Ar] 3d8 4s0 4p0 Fe* duøng obitan d, obitan s obitan p trống để tạo thành obitan lai hóa dsp3 Mỗi obitan lai hóa dsp3 liên kết với phân tử CO tạo thành Fe(CO)5 a Do F có độ âm điện lớn H nên làm giảm mật độ e nguyên tử N trung tâm Do NF3 khó nhận thêm proton H+ so với NH3 hay NF3 tính bazơ NH3 b SnCl2 chất rắn phân tử có liên kết ion SnCl4 chất lỏng phân tử có liên kết cộng hóa trị Tuyển tập đề thi Olympic hóa học lớp 10 ( có đáp án chi tiết) c NO2 nhị hợp nhờ có cặp e độc thân nằm N ClO2 e độc thân làm giải tỏa toàn phân tử d Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+ (1) + IO3 + 5I + 6H → 3I2 + 3H2O (2) (2) làm dịch chuyển (1) theo chiều thuận nên có kết tủa keo trắng tạo Câu 3: a Số electron ion 18 Giả sử phân tử A gồm a ion Vì phân tử A trung hòa nên: ∑ e = ∑ p =18a Gọi N số nơtron n có phân tử a : ∑ e + ∑ p + ∑ n =164 36a + n =164 ⇒ n = 164 – 36a N Maø ≤ ≤1,5 ⇒ 18a ≤ n ≤ 27a ∑p ⇒ 18a ≤ 164 – 36a ≤ 27a ⇒ 2,6 ≤ a ≤ 3,03 ∑ e = ∑ p = 54 , ∑ n = 56 - Nếu A gồm cation 1+ anion 2- ⇒ A K2S - Nếu A gồm cation 2+ anion 1- ⇒ A CaCl2 A tác dụng với nguyên tố có A theo tỷ lệ 1:1 tạo thành chất B nên A K2S K2S + S → K2S2 b K2S + Br2 → 2KBr + S K2S2 + Br2 → 2KBr + 2S Vậy chất rắn X S Y + O2 → Y2On ( YOn ) Y + S → Y2Sn ( YS n ) a = Yx + 8nx b = Yx + 16nx maø a = 0,68b ⇒ Y = 9n Nhaän n = ; Y = 27 Vậy kim lọai Y Al a Ta có chu trình Hess Fe Fe3+ Fe2+ G1 = G2 + G3 n1 E 3+ F = n E + F + n1 E 3+ Fe Fe Fe b F Fe + = × (−0,44) + × 0,775 = - 0.035 V × E 3+ Fe Fe Fe Fe E0 = E + − E + Fe Fe Fe = -0,44 – 0.775 = -1,215 V Fe + Tuyển tập đề thi Olympic hóa học lớp 10 ( có đáp án chi tiết) 2×−1, 215 , 0592 K = 10 =10-41 Do K axit mạnh Điều có không? Hãy cho ví dụ chứng minh (mỗi trường hợp chọn chất) Tuyển tập đề thi Olympic hóa học lớp 10 ( có đáp án chi tiết) Tính độ tan FeS pH = cho biết Fe2+ + H2O Câu KFeS FeOH+ + H+ coù lgβ = -5,92 = 10-17,2 ; H2S có Ka1 = 10-7,02 ; Ka2 = 10-12,9 Một chuỗi phân hủy phóng xạ tự nhiên bắt đầu với 208 82 Th kết thúc với đồng vị bền 232 90 Pb Hãy tính số phân hủy ( β − ) xảy chuỗi nầy 228 Th phần tử chuỗi thori , thể tích heli theo cm3 0oC atm thu gam 228 Th (t1/2 = 1,91 năm) chứa bình 20 năm ? Chu kỳ bán hủy tất hạt nhân trung gian ngắn so với chu kỳ bán hùy 228 Th Một phần tử chuỗi thori , sau tách riêng , thấy có chứa 1,5.1010 nguyên tử hạt nhân phân hùy với tốc độ 3440 phân rã phút Chu kỳ bán hủy tính theo năm ? Câu Nguyên tử X có tổng số hạt 52 Xác định tên nguyên tố X, biết X đồng vị bền Cân phương trình phản ứng sau : Ag + HXO3 AgXO3 + …… Fe + HXO3 ………… FeSO4 + HXO3 + H2SO4 ……… Haõy cho biết chất oxi hóa phản ứng Dựa vào cấu hình electron nguyên tử, giải thích tính chất oxi hóa chất Câu Tính % lượng MgNH4PO4 bị rửa 1,37 gam hợp chất bằng: a 200ml nước cất b 150ml dung dịch NH4Cl 0,1M 50ml nước cất Có thể rửa MgNH4PO4 dung dịch NaH2PO4 không? Giải thích Cho T MgNH4PO4=2,5.10-13 ; H3PO4 có k1=7,5.10-3; k2=6,3.10-8; k3=1,3.10-12 Cho H=1; N=14; O=16; P=31 Caâu Hai nguyên tố A , B cấu electron có electron cuối ứng với số lượng tử sau : A ( n = ; l = ; m = -1 ; s = - ½ ) B (n=3 ; l=1 ; m=0 ; s=-½) Viết cấu hình electron xác định vị trí A B bảng tuần hoàn Viết công thức cấu tạo hợp chất công thức phân tử có chứa nguyên tố A, B hidro Cho biết loại liên kết hóa học phân tư û hợp chất tìm thấy So tính axit hơp chất Câu Nêu ý nghóa số Kb bazơ NH3 C6H5NH2 chất có số Kb lớn ? Tại ? Dung dịch NH3 1M có α = 0,43 % Tính số Kb pH dung dịch Cho dung dịch axit CH3COOH 0,1M , bieát Ka = 1,75 10-5 , lg KCH3COOH = -4,757 Tính nồng độ ion dung dịch tính pH dung dịch HƯỚNG DẪN CHẤM Tuyển tập đề thi Olympic hóa học lớp 10 ( có đáp án chi tiết) Câu Xác định M X − Ta coù : M2X M : Z, e, n + Goïi + M : Z, ( e − 1) , n X : Z/ , e / , n / 2− / / / X : Z , e + , n ( ) − Có hệ phương trình : Z + Z/ + 2N + N / = 140 (1) Z + Z/ − 2N + N / = 44 ( 2) / / (3) Z − Z + N − N = 23 / / (4 ) Z − Z + N − N = 34 Giải hệ ta : Z = 19 ; Z/ = Vaäy : Z = 19(K) ; Z/ = (0) a Viết cấu hình e− : − M+ : ( K+) : 1s22s22p63s23p6 ; O2− : 1s22s22p6 b Xác định vị trí X , Y : Nguyên tố STT Chu kỳ Nhóm K 19 I O VI Câu a Độ tan nước CaCO3 ( ( ( ( ) ( ) ) ( ) ) ( ) ) ( ) CaCO3 + H2O K= [Ca ][HCO ][OH ] 2+ − Ca2+ + HCO3− + OH− − Phân nhóm IA VI A K : [ CaCO3 ] = ; [H2O ] = [CaCO3 ][H2O] ⇒ K = [Ca2+] [ HCO3− ] [ OH− ] = T = S.S.S = S3 ( Vì [Ca2+] = [ HCO 3− ] = [ OH− ] = S ) + K = [Ca2+] [ HCO3− ] [ OH− ] + CaCO3 [ Ca ] [COT ] ⇒ Ca2 + = + 2+ (1) ; T = [Ca2+ ] + [ CO32− ] (1)/ 2− + HCO 3− + CO32− H + CO32− ; K2 [H ][CO ] = [HCO ] ⇒ [ HCO 3− ] = K2−1 [ H+ ] [ CO32− ] + 2− − (2)/ H+ + OH− ; KW = [ H+ ] [OH−] ⇒ OH − = K W (3)/ + H / / Theá (1) , (2) , (3)/ vaøo (1) : K T S3 = ⋅ K 2−1 H + CO 32 − ⋅ W = T.K 2−1 K W − CO H+ + H2O [ [ ] [ ] ] [ ][ ][ ] 10 Tuyển tập đề thi Olympic hóa học lớp 10 ( có đáp án chi tiết) 1 1,0 điểm 1.Lấy lượng vừa đủ mẫu hóa chất cho vào ống nghiệm riêng biệt đánh số thứ tự Nhỏ từ từ dung dịch phenolphtalein vào ống nghiệm chứa hóa chất nói trên, + Nếu ống nghiệm hóa chất làm phenolphtalein từ không màu chuyển màu hồng NaOH + Ống nghiệm cịn lại khơng có tượng HCl, H2SO4, BaCl2 Na2SO4 Nhỏ từ từ vài giọt dung dịch có màu hồng vào ống nghiệm lại + Ống nghiệm làm màu hồng dung dịch axit HCl H2SO4.(Nhóm I) + Ống nghiệm khơng làm màu hồng dung dịch muối BaCl2 Na2SO4 (Nhóm II) PTHH: NaOH + HCl → NaCl + H2O → Na2SO4 + H2O 2NaOH + H2SO4 Nhỏ vài giọt dung dịch dung dịch nhóm I vào hai ống nghiệm chứa dung dịch nhóm II + Nếu khơng có tượng hóa chất HCl Chất cịn lại nhóm I H2SO4 Nhỏ dung dịch H2SO4 vào hai ống nghiệm chứa hóa chất nhóm II - Nếu thấy ống nghiệm kết tủa trắng ống nghiệm chứa dung dịch BaCl2 - Ống nghiệm cịn lại khơng có tượng hóa chất Na2SO4 + Nếu thấy ống nghiệm có kết tủa dung dịch nhóm I hóa chất H2SO4, ống nghiệm gây kết tủa BaCl2, ống nghiệm cịn lại khơng gây kết tủa chứa hóa chất Na2SO4 Hóa chất cịn lại nhóm I HCl → BaSO4 ( kết tủa trắng) + 2HCl PTHH: H2SO4 + BaCl2 1,0 điểm Các chất rắn chọn: Fe;FeO;Fe3O4;Fe(OH)2;FeS;FeS2;FeSO4 Các pthh : 0,25 0,25 0,5 t 2Fe + 6H2SO4(đặc) → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O t0 2FeO + 4H2SO4(đặc) → Fe2(SO4)3+SO2+ 4H2O t0 2Fe3O4 + 10H2SO4(đặc) → Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O t0 2Fe(OH)2 + 4H2SO4(đặc) → Fe2(SO4)3 + SO2 + 6H2O 1,0 t → Fe2(SO4)3 + 9SO2 + 10H2O 2FeS + 10H2SO4(đặc) t0 → Fe2(SO4)3 + 15SO2 + 14H2O 2FeS2 + 14H2SO4(đặc) t0 → Fe2(SO4)3 + SO2+ 2H2O 2FeSO4 + 2H2SO4(đặc) 1,5 điểm a) Cr2S3 + Mn(NO3)2 + K2CO3 → K2CrO4 + K2SO4 + K2MnO4 + NO + CO2 Cr2S3 → 2Cr+ + 3S+ + 30e │x Mn+2 + 2N+5 + 2e → Mn+ + 2N+2 │x 15 Cr2S3 +15Mn(NO3)2 + 20K2CO3 → 2K2CrO4 + 3K2SO4 +15K2MnO4+30NO + 20CO2 b) P + NH4ClO4 → H3PO4 + N2 + Cl2 + H2O 2N-3 + 2Cl+7 + 8e → N20 + Cl20 x P0 → P+ + 5e x8 10NH4ClO4 + 8P → 8H3PO4 + 5N2 + 5Cl2 + 8H2O 0,5 0,5 78 Tuyển tập đề thi Olympic hóa học lớp 10 ( có đáp án chi tiết) c) FexOy + HNO3 → Fe(NO3)3 + NnOm + H2O → xFe+ + (3x – 2y)e (5n – 2m) xFe+2y/x (3x – 2y) nN+ + (5n – 2m)e → nN+ 2m/n (5n – 2m)FexOy + (18nx – 6mx – 2ny)HNO3 → → x(5n – 2m)Fe(NO3)3 + (3x – 2y)NnOm + (9nx – 3mx – ny)H2O 0,5 điểm (a) Vẩn đục kết tủa lưu huỳnh: H2S + 1/2O2 → H2O + S↓ (b) Dung dịch có màu vàng nhạt: 1/2O2 + 2HBr → H2O + Br2 0,5 điểm Thể tích nguyên tử natri tinh thể: 3,14.(0,189.10−7 cm)3 = 2,83.10−23 cm3 ⇒ Khối lượng riêng natri: 23.68 ≈ 0,92g / cm 23 −23 6,022.10 2,83.10 100 1,5 điểm Trong m gam có: 0,7m gam Cu 0,3m gam Fe Khối lượng kim loại phản ứng: m- 0,75m = 0,25m