Nung kết tủa A trong không khí đến khi khối lượng không đổi thu được chất rắn D.. Thêm BaCl2 dư vào dung dịch B thì tách ra kết tủa E.[r]
(1)UBND TỈNH THÁI NGUYÊN SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH NĂM HỌC 2011-2012 MÔN THI: HOÁ HỌC LỚP 10 (Thời gian làm bài 150 phút không kể thời gian giao đề) Câu I (5,0 điểm) X là nguyên tố thuộc nhóm A, hợp chất với hiđro có dạng XH3 Electron cuối cùng trên nguyên tử X có tổng số lượng tử 4,5 Ở điều kiện thường XH3 là chất khí Viết công thức cấu tạo, dự đoán trạng thái lai hoá nguyên tử trung tâm phân tử XH3, oxit và hiđroxit ứng với hóa trị cao X X, Y, R, A, B theo thứ tự là nguyên tố liên tiếp Hệ thống tuần hoàn (HTTH) có tổng số điện tích là 90 (X có số điện tích hạt nhân nhỏ nhất) a) Xác định điện tích hạt nhân X, Y, R, A, B Gọi tên các nguyên tố đó b) Viết cấu hình electron X2−, Y−, R, A+, B2+ So sánh bán kính chúng và giải thích c) Trong phản ứng oxi hoá-khử, X2−, Y− thể tính chất gì? Vì sao? a) Viết cấu hình electron đầy đủ các nguyên tử có cấu hình electron lớp ngoài cùng (ns2) n = 1; 2; 3;4 và cho biết vị trí các nguyên tố HTTH b) Hoàn thành phương trình hóa học (PTHH) phản ứng oxi hoá-khử sau và cân theo phương pháp cân electron: NaNO2 + KMnO4 + ? ? + MnSO4 + ? + ? Câu II (5,0 điểm) Hợp chất A tạo thành từ cation X + và anion Y2- Mỗi ion nguyên tử nguyên tố tạo nên Tổng số prôton X + là 11 , Y2- là 48 Xác định công thức phân tử , gọi tên A biết nguyên tố Y 2- thuộc cùng phân nhóm chính và chu kỳ liên tiếp Cho M là kim loại tạo muối MClx , MCly và oxit MO0,5x và M2Oy Thành phần khối lượng clo muối có tỉ lệ 1: 1,173 và oxi oxit có tỉ lệ : 1,352 a) Tìm khối lượng mol M b) Hãy cho biết các đồng vị sau đây M ( 56M ,57M, 58M , 59M) thì đồng vị nào phù hợp với tỉ lệ số proton : số nơtron = 13: 15 Dùng phương pháp thăng electron hoàn thành các phương trình phản ứng sau: a) Mn2+ + H2O2 MnO2+ … + b) Ag + H +NO3 NO + … + c) MnO4 + H + Cl Mn2+ + Cl2 + … d) S2O32- + I2 S4O62- + I e) Cr3+ + OH- + ClO Câu III (5,0 điểm) 2 CrO + Cl- + … (2) Hoà tan 2,16 gam hỗn hợp (Na, Al, Fe) vào nước dư thu 0,448 lít khí (ở đktc) và lượng chất rắn Tách lượng chất rắn này cho tác dụng hết với 60 ml dung dịch (dd) CuSO4 1M thì thu 3,2 gam Cu và dung dịch A Cho dung dịch A tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH để thu lượng kết tủa lớn Nung kết tủa không khí đến khối lượng không đổi thu chất rắn B a) Xác định khối lượng kim loại hỗn hợp b) Tính khối lượng chất rắn B Câu IV (5,0 điểm) Trộn 100 ml dung dịch Fe2(SO4)3 1,5M với 150 ml dung dịch Ba(OH) 2M thu kết tủa A và dung dịch B Nung kết tủa A không khí đến khối lượng không đổi thu chất rắn D Thêm BaCl2 (dư) vào dung dịch B thì tách kết tủa E a)Tính khối lượng chất rắn D và khối lượng kết tủa E b) Tính nồng độ mol chất tan dung dịch B (coi thể tích dd thay đổi không đáng kể xảy phản ứng) (Cho: H=1; C =12; N=14; O=16; Na=23; Be=9; Mg=24; Al=27; P=31; S=32; Cl=35,5; K=39; Fe=56; Cu=64; Br=80; Ag=108.) Hết ( Gi¸m thÞ kh«ng gi¶i thÝch g× thªm) Hä vµ tªn thÝ sinh: Sè b¸o danh: (3) UBND TỈNH THÁI NGUYÊN SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ CHÍNH THỨC Câu HD CHẤM ĐỀ THI CHỌN HSG TỈNH NĂM HỌC 2011-2012 MÔN THI: HOÁ HỌC LỚP 10 (Thời gian làm bài 150 phút không kể thời gian giao đề) Nội dung Điểm 1,5 Vì X thuộc nhóm A, hợp chất với hidro có dạng XH3 nên là nhóm VA (ns2np3) Vậy: ms = +1/2; l = ; m = +1 n = 4,5 – 2,5 = Vậy X là Nitơ ( 1s22s22p3) I Công thức cấu tạo các hợp chất và dự đoán trạng thái lai hóa (5,0đ) nguyên tử trung tâm: NH3 : N có trạng thái lai hoá sp3 N H H H N2O5: N có trạng thái lai hoá sp O O N O N O HNO3 : N có trạng thái lai hoá sp O O O H N O a) Gọi Z là số điện tích hạt nhân X => Số điện tích hạt nhân Y, R, A, B (Z + 1), (Z + 2), (Z + 3), (Z + 4) Theo giả thiết Z + (Z + 1) + (Z + 2) + (Z + 3) + (Z + 4) = 90 => Z = 16 16X; 17Y; 18R; 19A; 20B (S) (Cl) (Ar) (K) (Ca) 2b) S , Cl , Ar, K+, Ca2+ có cấu hình e: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 Số lớp e giống => r phụ thuộc điện tích hạt nhân Điện tích hạt nhân càng lớn thì bán kính r càng nhỏ rS2- > rCl- > rAr > rK + > rCa 2+ c) Trong phản ứng oxi hóa – khử, ion S2-, Cl- luôn luôn thể tính khử vì các ion này có số oxi hóa thấp 1,5 (4) 2,0 a) 1s2 Vị trí HTTH: ô 1, chu kỳ 1, nhóm IIA 2 1s 2s ô 4, chu kỳ 2, nhóm IIA 2 1s 2s 2p 3s ô 12, chu kỳ 3, nhóm IIA 2 6 1s 2s 2p 3s 3p 4s ô 20, chu kỳ 4, nhóm IIA 2 6 (1-10) 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s chu kỳ 4, nhóm IB đến VIII 2 6 (5 và 10) Trừ: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s (ô 24 và ô 29) b) 5NaNO2+2KMnO4+ 3H2SO4 5NaNO3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O Gọi Zx là số proton trung bình nguyên tử có cation X+ Zx = 11/5 = 2,2 Trong X phải có hiđro Gọi M là nguyên tố còn lại ion X+ CTTQ X+ là MnHm Ta có n+ m = (1) n ZM +m.1 = 11 Giải n=1, ZM = Vậy M là Nitơ , X+ là NH4+ Tương tự CTTQ Y2- là AxBy2x +y= II ZB-ZA = (5,0đ) x.ZB-y.ZA = 48 Giải Y2- là SO42CTPT A: (NH4)2SO4 a) Theo đề bài ta có 35,5 x 35,5 y : = 1: 1,173 (1) 35,5 x +M 35,5y+M 16.0,5x 16y : 16.0,5x+M Từ (1) và (2) M = 18,581 y = : 1,352 (2) 16y +M y =1 thì M = 18,581 y=2 thì M = 37,162 y =3 thì M = 55,743 b) Vì số p: số n = 13: 15 => Đồng vị phù hợp 56 26 Fe 2,0 1,5 (5) 1,5 a) b) c) d) e) 2+ + Mn + H2O2 MnO2 + 2H + Ag + H +NO3 Ag+ +NO +H2O MnO4- + 10 Cl- +16H+ Mn2+ + Cl2 + H2O 2S2O32- + I2 S4O62- + 2I2 Cr3+ + 10 OH- + ClO32 CrO4 2-+ Cl-+5 H2O 1,0 nH2 = 0,448:22,4 = 0,02 nCu 2 III (5,0đ) 0,06.1= 0,06; nCu2 pu 3,2:64 = 0,05 nCu 2du 0,06 -0,05 = 0,01 Các phản ứng: Na + H2O x ( Na+ + OH-) + H2 (1) x x/2 (mol) H2 Al + H2O + OH- AlO2- + (2) x x x 3/2x (mol) 2Al + 3Cu2+ 2Al3+ + 3Cu (3) (y-x) 3/2(y-x) (y-x) 3/2(y-x) 2+ 2+ Fe + Cu Fe + Cu (4) a) Giả sử không có (3) xảy chất rắn là Fe Theo (4) nFe= nCu = 0,05 mFe= 0,05.56 = 2,8>2,16 (không phù hợp đề bài) 2+ Vậy có (3) và vì Cu còn dư nên Al và Fe đã phản ứng hết theo (3) và (4) 2,0 Theo (1) và (2): nH = x+ x = 0,02 x = 0,01 Theo (3): nAl(3) = y - 0,01 nCu2+= (y - 0,01) Theo (4): nFe = nCu2+(4)= 0,05- (y - 0,01) = 23.0,01 + 27y + 56[0,05- (y - 0,01)] =2,16 Ta có : mNa + mAl + mFe y = 0,03 Vậy hỗn hợp ban đầu: mNa = 23.0,01 = 0,23 gam m Al = 27.0,03 = 0,81 gam mFe = 2,16 - 0,23 -0,81 = 1,12 gam b) Trong dung dịch A có: 2,0 (6) nAl 3 0, 03 0, 01 0, 02 nCu 2 du 0, 01 nFe2 nFe 1,12 : 56 0,02 Ta có sơ đồ mCuO = 0,01.80 Cu2+ Cu(OH)2 CuO = 0,8 gam 2+ Fe Fe(OH)2 Fe(OH)3 Fe2O3 mFe2O3 = 0,02/2.160 = 1,6 gam m Al2O3 = 0,02/2.102 = Al3+ Al(O ｈ)3 Al2O3 1,02gam Vậy mB = 0,8 + 1,6 + 1,02 = 3,24 gam nFe2(SO4)3 = 0,15 mol; nBa(OH)2 Fe2(SO4)3 + Ba(OH)2 → 3BaSO4 + 2Fe(OH)3 0,1 mol 0,3 mol 0,3 mol 0,2 mol Kết tủa A gồm 0,3 mol BaSO4 và 0,2 mol Fe(OH)3 ; dung dịch B là lượng dung dịch Fe2(SO4)3 dư (0,05mol) Khi nung kết tủa A gồm 0,3 mol BaSO và 0,2 mol Fe(OH)3 thì IV (5,0đ) BaSO4 không thay đổi và ta có phản ứng: 2Fe(OH)3 ⃗t Fe2O3 + H2O 0,2 mol 0,1 mol Chất rắn D gồm 0,1 mol Fe2O3 và 0,3 mol BaSO4 → mD = = 85,9g Cho BaCl2 dư vào dung dịch B: 3BaCl2 + Fe2(SO4)3 → 3BaSO4 + 2FeCl3 0,05mol 0,15mol Kết tủa E là BaSO4 và mE = = 34,95g + Thể tích dung dịch sau phản ứng V = = 250ml Nồng độ Fe2(SO4)3 dung dịch B: = 0,2M 2,0 1,0 1,0 1,0 Chú ý: Thí sinh có thể giải bài toán theo cách khác lập luận đúng và tìm kết đúng cho ®iÓm tèi ®a (7)