Tuyển tập 50 đề thi học sinh giỏi môn Hóa học Lớp 10 (Có đáp án)

Nội dung text: Tuyển tập 50 đề thi học sinh giỏi môn Hóa học Lớp 10 (Có đáp án)

1. TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH CẤP THPT HÀ TĨNH NĂM HỌC 2015 - 2016 Môn: HÓA HỌC 10 ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian làm bài: 180 phöt (Đề thi có 2 trang, gồm 10 câu) Câu 1: 1) Một nhñm học sinh cần một hỗn hợp chất cñ khả năng b÷ng cháy để biểu diễn trong một đêm câu lạc bộ hña học. Một số hỗn hợp bột được đề xuất gồm: a) KClO3, C, S. b) KClO3, C. c) KClO3, Al. Hỗn hợp nào cñ thể d÷ng, hãy giải thích. 2) Từ muối ăn điều chế được dung dịch cñ tính tẩy màu, từ quặng florit điều chế được chất cñ thể ăn mòn thủy tinh, từ I2 điều chế một chất pha vào muối ăn để tránh bệnh bướu cổ cho người d÷ng, từ O2 điều chế chất diệt tr÷ng. Em hãy viết phương trình phản ứng điều chế các chất như đã nñi ở trên, biết mỗi chất chỉ được viết một phương trình phản ứng. Câu 2: Trong phòng thí nghiệm, dung dịch HCl được điều chế bằng cách cho NaCl khan tác dụng với H2SO4 đặc rồi dẫn khí HCl vào nước. 1) Em hãy vẽ hình thí nghiệm thể hiện rõ các nội dung trên. 2) Trong thí nghiệm đã d÷ng giải pháp gì để hạn chế HCl thoát ra ngoài? Giải thích. 3) Một số nhñm học sinh sau một löc làm thí nghiệm thấy dung dịch HCl chảy ngược vào bình chứa hỗn hợp phản ứng. Em hãy giải thích và nêu cách khắc phục. Câu 3: Trong một thí nghiệm khi nung m gam KMnO4 với hiệu suất phản ứng 60% rồi dẫn toàn bộ khí sinh ra vào một bình cầu öp ngược trong chậu H2O như hình vẽ. Một số thóng tin khác về thí nghiệm là: * Nhiệt độ khí trong bình là 27,30C. * Áp suất khóng khí löc làm thí nghiệm là 750 mmHg. * Thể tích chứa khí trong bình cầu là 400 cm3 * Chiều cao từ mặt nước trong chậu đến mặt nước trong bình cầu là 6,8cm. * Áp suất hơi nước trong bình cầu là 10 mmHg. Biết khối lượng riêng của Hg là 13,6gam/cm3, của nước là 1 gam/cm3. Hãy tính m. Câu 4: 1) Cho rằng Sb cñ 2 đồng vị 121Sb và 123 Sb, khối lượng nguyên tử trung bình của Sb là 121 121,75. Hãy tính thành phần trăm về khối lượng của Sb trong Sb2O3 (Cho biết MO=16).
2. TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT 2) Hãy tính bán kính nguyên tử Liti (đơn vị nm), biết thể tích của 1 mol tinh thể kim loại Li bằng 7,07cm3 và trong tinh thể các nguyên tử Li chỉ chiếm 68% thể tích, còn lại là khe trống. Câu 5: 1) Hãy hoàn thành các phương trình phản ứng sau: Fe3C + H2SO4 đặc nñng dư FexSy + HNO3 đặc nñng dư Fe(NO3)3 + NO2 + H2SO4 + H2O 2) Hãy trình bày cách làm sạch các chất sau, viết phương trình phản ứng (nếu cñ) để giải thích. a. HCl bị lẫn H2S. b. H2S bị lẫn HCl. c. CO2 bị lẫn SO2. d. CO2 bị lẫn CO. Câu 6: Đốt cháy hoàn toàn m gam C trong V lít O2 ở (đktc), thu được hỗn hợp khí A cñ tỷ khối đối với H2 là 19. 1) Hãy xác định thành phần % theo thể tích các khí cñ trong A. 2) Tính m và V, biết rằng khi dẫn hỗn hợp khí A vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư tạo thành 5 gam kết tủa trắng. Câu 7: Hòa tan S vào dung dịch NaOH đặc, đun sói, được muối A và muối B. Muối A tác dụng với dung dịch H2SO4 1M thấy cñ vẫn đục màu vàng và cñ khí m÷i hắc thoát ra. Muối B tác dung với dung dịch H2SO4 1M cñ khí m÷i trứng thối thoát ra. Đun sói dung dịch B đậm đặc rồi hòa tan S, thu được hỗn hợp muối C. Đun sói dung dịch đậm đặc muối D rồi hòa tan S ta cũng được muối A. 1) Xác định các muối A, B, D, cóng thức chung của muối C. Viết các phương trình phản ứng xẩy ra. 2) Trong hỗn hợp C cñ chất C' cñ khối lượng mol bằng 206 gam. Khi cho chất này vào dung dịch HCl đặc ở -100C thu được chất lỏng (E) màu vàng, m÷i khñ chịu. Trong E cñ các chất F, G, H đều kém bền (mỗi chất đều chứa 2 nguyên tố), trong đñ F cñ tỷ khối hơi so với H2 bằng 33, G cñ 1 nguyên tố chiếm 2,041% về khối lượng, H và C' cñ c÷ng số nguyên tử trong phân tử. Hòa tan C' vào dung dịch HCl đặc đun nñng thấy dung dịch cñ vẫn đục và cñ khí thoát ra. Xác định các chất C', F, G, H viết các phương trình phản ứng xẩy ra. Câu 8: X, Y là hai nguyên tố thuộc c÷ng một chu kì trong bảng hệ thống tuần hoàn, chöng tạo được với nguyên tố flo hai hợp chất XF3 và YF4, biết: * Phân tử XF3 cñ các nguyên tử nằm trên c÷ng một mặt phẳng, phân tử cñ hình tam giác. * Phân tử YF4 cñ hình tứ diện. - - * Phân tử XF3 dễ bị thủy phân và kết hợp được tối đa một anion F tạo ra XF4 . * Phân tử YF4 khóng cñ khả năng tạo phức. 1) Xác định vị trí của X và Y trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố. - 2) So sánh gñc liên kết, độ dài liên kết trong XF3 với XF4 .
3. TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT 1,5atm. (b) Để cñ hàm lượng CO bằng 50% về thể tích thì áp suất chung là bao nhiêu? ĐÁP ÁN ĐIỂM 1. Nhiệt hình thành AlCl3 là nhiệt của quá trình: 1,50 Al + 1,5Cl2 AlCl3 (1,00+0,50) Để cñ quá trình này ta sắp xếp các phương trình như 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 3CO (k) 3C (r) + 3O (k) 3(- 2 2 H ) 5 Sau khi tổ hợp cñ kết quả là: 2Al (r) + 3Cl (k) 2AlCl (r) H 2 3 x 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 1 mol AlCl3 = -1389,45 / 2 = - 694,725 kJ/mol 1,00 (0,25 4) 2. (a) pi V = ni RT n N O P 0,07 C 2 5 i 2,8646.10 3 (mol.l -1) N2O5 V RT 0,082 298 5 3 8 -1 -1 v k.C 1,8.10 2,8646.10 5,16.10 mol.l .s . N2O5 Từ phương trình: 2N2O5(k) 4NO2(k) + O2(k) 1 dC N O 1 dC NO dCO v 2 5 2 2 2 dt 4 dt dt -8 -8 -1 -1 nên vtiêu thụ (N2O5) = 2v = 2 5,16.10 = 10,32.10 mol.l .s -8 -8 -1 -1 vhình thành (NO2) = 4v = 4 5,16.10 = 20,64.10 mol.l .s -8 -1 -1 0,50 vhình thành (O2) = v = 5,16.10 mol.l .s (b) Số phân tử N2O5 đã bị phân hủy = vtiêu thụ (N2O5) Vbình t No(số avogadrro) -8 23 = 10,32.10 20,0 30 6,023.10 19 3,7.10 phân tử 3. (a) C + CO2 2CO  n [ ] (1 - x) 2x 1 + x (mol)
4. TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT 2 2x 1,00 P 2 1 x (0,50 2) Ta cñ: K CO 1,5 = 10 P P 1 x CO2 1 x x = 0,79 Vậy hỗn hợp cân bằng chứa 2.0,79 = 1,58 mol CO (88,27%) và 1 – 0,79 = 0,21 mol CO2 (11,73%) (0,5)2 (b) Từ K P 10 P = 20 atm. P 0,5 Câu III (4 điểm) 1. Viết phương trình các phản ứng tương ứng với trình tự biến đổi số oxi hña của lưu huỳnh sau đây: 2 0 4 6 4 2 S (1) S (2) S (3) S (4) S (5) (6) S 2. Trình bày phương pháp nhận biết các ion halogenua trong mỗi dung dịch hỗn hợp sau đây: (a) NaI và NaCl, (b) NaI và NaBr. 3. Viết phương trình phản ứng minh họa quá trình điều chế các chất sau đây từ các đơn chất halogen tương ứng: (a) HClO4, (b) I2O5, (c) Cl2O, (d) OF2. ĐÁP ÁN ĐIỂM 1. Phương trình phản ứng: 1,50 (1) H2S + 1/2O2 S + H2O (0,25 t (2) S + O2  SO2 6) (3) SO2 + Cl2 + 2H2O H2SO4 + 2HCl (4) Cu + 2H2SO4 CuSO4 + SO2 + 2H2O (5) SO2 + 2H2S 3S + 2H2O (6) 2Na + S Na2S (Học sinh cñ thể sử dụng các phản ứng khác cho quá trình này) 2. (a) Thêm từ từ AgNO3 vào mẫu thử, thấy xuất hiện kết tủa vàng trước và kết tủa trắng sau, nhận ra được hai ion I- và Cl-. + - 1,00 Ag + I AgI↓ (vàng) (0,50 Ag+ + Cl- AgCl↓ (trắng) 2) (b) Thêm H SO và benzen vào mẫu thử. Thêm từng giọt nước clo, lắc đều. 2 4 Thấy xuất hiện màu tím trong lớp benzen, sau đñ mất màu khi nước clo dư nhận ra I-. Thêm tiếp nước clo, xuất hiện lớp vàng nâu trong lớp benzen nhận ra Br-. - - - Cl2 + 3I 2Cl + I3
5. TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT + - - I2 + 5Cl2 + 6H2O 12H + 10Cl + 2IO3 - - Cl2 + 2Br 2Cl + Br2 t 1,50 3. (a) 3Cl2 + 6NaOH  5NaCl + NaClO3 + 3H2O 4NaClO NaCl + 3NaClO 3 4 0,50 NaClO4 + H2SO4 NaHSO4 + HClO4 (chưng cất) - - - (b) 3I2 + 6OH 5I + IO3 + 3H2O - + IO3 + H HIO3 0,50 t 2HIO3  I2O5 + H2O (c) 2Cl2 + HgO Cl2O + HgCl2 0,25 - - (d) 2F2 + 2OH 2F + OF2 + H2O 0,25 Câu IV (4 điểm) Cho 6,000 g mẫu chất chứa Fe3O4, Fe2O3 và các tạp chất trơ. Hòa tan mẫu vào lượng dư dung dịch KI trong mói trường axit (khử tất cả sắt thành Fe2+) tạo ra dung dịch A. Pha loãng dung dịch A đến thể tích 50 mL. Lượng I2 cñ trong 10 mL dung dịch A phản ứng 2- vừa đủ với 5,500 mL dung dịch Na2S2O3 1,00M (sinh ra S4O6 ). Lấy 25 mL mẫu dung 2+ dịch A khác, chiết tách I2, lượng Fe trong dung dịch còn lại phản ứng vừa đủ với 3,20 - mL dung dịch MnO4 1,000M trong H2SO4. 1. Viết các phương trình phản ứng xảy ra (dạng phương trình ion thu gọn). 2. Tính phần trăm khối lượng Fe3O4 và Fe2O3 trong mẫu ban đầu. ĐÁP ÁN ĐIỂM 1. Phương trình phản ứng: - + 2+ Fe3O4 + 2I + 8H 3Fe + I2 + 4H2O (1) 2,00 - + 2+ Fe2O3 + 2I + 6H 2Fe + I2 + 3H2O (2) (0,50 2- 2- - 2S2O3 + I2 S4O6 + 2I (3) 4) 2+ - + 3+ 2+ 5Fe + MnO4 + 8H 5Fe + Mn + 4H2O (4) 2. Tính phần trăm: 1 1 (3) n n 2 0,0055 1 0,00275mol I2 (3) S O 2 2 3 2 (4) n 2 5n 5 0,0032 1 0,016mol Fe (4) MnO4 Đặt số mol Fe3O4 và Fe2O3 lần lượt là x và y ta cñ: 3x 2y 0,016 2 0,032 x 0,0045 x y 0,00275 5 0,01375 y 0,00925 2,00 0,0045 232 %mFe O 100% 17,4% 3 4 6,000 0,00925 160 %m 100% 24,7% Fe2O3 6,000
6. TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT Câu V (4 điểm) Thực tế khoáng pirit cñ thể coi là hỗn hợp của FeS2 và FeS. Khi xử lí một mẫu khoáng pirit bằng brom trong dung dịch KOH dư người ta thu được kết tủa đỏ nâu A và dung dịch B. Nung kết tủa B đến khối lượng khóng đổi thu được 0,2g chất rắn. Thêm lượng dư dung dịch BaCl2 vào dung dịch B thì thu được 1,1087g kết tủa trắng khóng tan trong axit. 1. Viết các phương trình phản ứng. 2. Xác định cóng thức tổng của pirit. 3. Tính khối lượng brom theo lí thuyết cần để oxi hña mẫu khoáng. ĐÁP ÁN ĐIỂM 1. Phương trình phản ứng: 2,00 - 2- - 2FeS2 + 15Br2 + 38OH 2Fe(OH)3 + 4SO4 + 30Br + 16H2O (1) (0,50 - 2- - 2FeS + 9Br2 + 22OH 2Fe(OH)3 + 2SO4 + 18Br + 8H2O (2) 4) 2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O (3) 2+ 2- Ba + SO4 BaSO4 (4) 2. Cóng thức: 1,1087 0,2 n n 4,75.10 3 mol, n 2n 2 2,5.10 3 mol S BaSO4 233 Fe Fe2O3 160 n : n 2,5.10 3 : 4,75.10 3 1:1,9 Fe S cóng thức FeS1,9 1,00 3. Gọi số mol FeS2 và FeS lần lượt là x và y ta cñ: x y 2,5.10 3 x 2,25.10 3 3 3 2x y 4,75.10 y 0,25.10 15 3 9 3 m 2,25.10 0,25.10 160 2,88g Br2 2 2 1,00
7. TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ TẠO MÔN: HÓA HỌC LỚP 10 THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG Thời gian: 150 phöt (khóng kể thời gian giao đề) CÂU I (4 điểm) 2. Nguyên tử của nguyên tố X cñ điện tích hạt nhân bằng +41,652.10-19 C; nguyên tử của nguyên tố Y cñ khối lượng bằng 1,8.10-22 gam. Xác định X, Y và dựa trên cấu hình electron, hãy cho biết (cñ giải thích) mức oxi hña bền nhất của X và Y trong hợp chất. 3. (a) Hãy cho biết (cñ giải thích) theo thuyết liên kết hña trị thì lưu huỳnh (S) cñ thể cñ cộng hña trị bằng bao nhiêu? (b) Cho biết cấu tạo đơn phân tử và dạng hình học của hợp chất với hiđro, oxit và hiđroxit của lưu huỳnh tương ứng với các giá trị cộng hña trị đã xác định ở câu (a). 4. Năng lượng ion hña thứ nhất (I1 - kJ/mol) của các nguyên tố chu kỳ 2 cñ giá trị (khóng theo trật tự) 1402, 1314, 520, 899, 2081, 801, 1086, 1681. Gán các giá trị này cho các nguyên tố tương ứng. Giải thích. ĐÁP ÁN ĐIỂM 2. , X là sắt (Fe); , Y là bạc (Ag) Mức oxi hña 19 bền nhất của Fe là +3, ứng với cấu hình22 bền là cấu hình bán 41,652.10 5 1,793.10 1,00 ZXb ão hòa phân lớp 26d (d ): mY 108u 1,602.10 19 1,6605.10 24 Mức oxi hña bền nhất của Ag là +1, ứng với cấu hình bền là cấu hình bão hòa phân lớp d (d10):Fe 3e Fe3 (Ar)3d6 4s2 (A r)3d5 3. (a) Cộng hña trị của một nguyên tố bằng số liên kết mà nguyên tử nguyên tố đó tạo ra được với các nguyên tử khác trong phân tử. Trong thuyết liên kết hñaAg trị, e mỗi A liêng kết cộng hña trị lại được hình thành do sự xen phủ các (Kr)obitan4d105s1 mang(A electron r)4d10 độc thân. Như vậy cñ thể nñi rằng cộng hóa trị của một nguyên tố bằng số electron độc thân có thể có của nguyên tử của nguyên tố đó. Vì cñ thể cñ 2, 4 hoặc 6 electron độc thân nên lưu huỳnh cñ thể cñ cộng hóa trị bằng 2, 4, hoặc 6: 1,00 16S 3s 3p 3d * 16S 3s 3p 3d * 16S 3s 3p 3d (b) Cấu tạo và dạng hình học:
8. TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT H2S SO2 SO3 H2SO4 O OH 1,00 S S S S H H O O O O HO O O ch÷ V ch÷ V tam gi¸c tø diÖn 4. Giá trị năng lượng ion hña tương ứng với các nguyên tố: IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA Li Be B C N O F Ne 1 2 1 2 3 4 5 6 2s 2s 2p 2p 2p 2p 2p 2p I1 (kJ/mol) 520 899 801 1086 1402 1314 1681 2081 Nhìn chung từ trái qua phải trong một chu kỳ năng lượng ion hña I1 tăng dần, ph÷ hợp với sự biến thiên nhỏ dần của bán kính nguyên tử. Cñ hai biến thiên bất thường xảy ra ở đây là: 1,00 2 - Từ IIA qua IIIA, năng lượng I1 giảm do cñ sự chuyển từ cấu hình bền ns 2 1 qua cấu hình kém bền hơn ns np (electron p chịu ảnh hưởng chắn của các electron s nên liên kết với hạt nhân kém bền chặt hơn). - Từ VA qua VIA, năng lượng I1 giảm do cñ sự chuyển từ cấu hình bền ns2np3 qua cấu hình kém bền hơn ns2np4 (trong p3 chỉ cñ các electron độc thân, p4 cñ một cặp ghép đói, xuất hiện lực đẩy giữa các electron). CÂU II (4 điểm) 1. Tính nhiệt hình thành của ion clorua (Cl-) dựa trên các dữ liệu: o Nhiệt hình thành HCl (k): H1 92,2 kJ/mol + o Nhiệt hình thành ion hidro (H ): H2 0 kJ/mol + - o HCl (k) + aq H (aq) + Cl (aq) H3 75,13 kJ/mol 2. Khí SO3 được tổng hợp trong cóng nghiệp theo phản ứng: SO2 (k) + 1/2O2 (k) SO3 (k) H -192,5 kJ Đề nghị các biện pháp làm tăng hiệu suất quá trình tổng hợp SO3. 3. Cho cân bằng hña học sau: N2O4 (k) ⇌ 2NO2 (k) (1) Thực nghiệm cho biết khối lượng mol phân tử trung bình của hai khí trên ở 35oC bằng 72,45 g/mol và ở 45oC bằng 66,80 g/mol. (a) Tính độ phân li của N2O4 ở mỗi nhiệt độ trên? (b) Tính hằng số cân bằng KP của (1) ở mỗi nhiệt độ trên? Biết P = 1 atm (c) Cho biết theo chiều nghịch, phản ứng thu nhiệt hay tỏa nhiệt? ĐÁP ÁN ĐIỂM a. Từ giả thiết: 1 1 H2 (k) + Cl2 (k) HCl (k) kJ/mol (1) 2 2
9. TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT 1 + H2 (k) + aq H (aq) + e kJ/mol 2 1,00 (2) + - HCl (k) + aq H (aq) + Cl (aq) kJ/mol (3) Lấy (1) - (2) + (3) ta cñ: - o Cl2 (k) + aq + e Cl (aq) H x kJ/mol o Hx ( 92,2kJ / mol) (0kJ / mol) ( 75,13kJ / mol) -167,33 kJ/mol b. - (Tăng áp suất), o - hạ nhiệt độ (450 C cñ xöc tác V2O5), - (tăng nồng độ SO2 hoặc O2), 1,00 - giảm nồng độ SO3. c. Xét cân bằng: N2O4 (k) ⇌ 2NO2 (k) (1) i. Gọi a là số mol của N2O4 cñ trong 1 mol hỗn hợp số mol NO2 trong 1 mol hỗn hợp là (1 - a) mol 0 Ở 35 C cñ M = 72,45 g/mol = 92a + 46(1 - a) a = 0,575 mol = nN2O4 và nNO2 = 0,425 mol N2O4 (k) ⇌ 2NO2 (k) Ban đầu x 0 0,50 Phản ứng 0,2125 0,425 o Cân bằng x - 0,2125 0,425 H2 0 o x - 0,2125 = 0,575 x = 0,7875 mol , vậy H3 75,13 0,2125 100% 26,98% 0,7875 Ở 450C cñ M = 66,80 g/mol = 92a + 46(1 - a) a = 0,4521mol = nN2O4 và nNO2 = 0,5479 mol N2O4(k) ⇌ 2NO2(k) Ban đầu x 0 Phản ứng 0,27395 0,5479 0,50 Cân bằng x - 0,27395 0,5479 x - 0,27395 = 0,4521 x = 0,72605 mol , vậy 0,27395 100% 37,73% 0,72605 n NO n N O ii. P 2 P, P 2 4 P và P = 1 atm NO2 N2O4 n hh n hh
10. TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT 2 2 0,50 (PNO ) (0,425) Ở 350C K 2 0,314 P P 0,575 N2O4 2 2 (PNO ) (0,5479) Ở 450C K 2 0,664 P P 0,4521 N2O4 iii. Từ kết quả thực nghiệm ta thấy, khi nhiệt độ tăng từ 350C lên 450C thì tăng. Cñ nghĩa khi nhiệt độ tăng cân bằng dịch chuyển theo chiều thuận. 0,50 Vậy theo chiều thuận phản ứng thu nhiệt, nên theo chiều nghịch phản ứng tỏa nhiệt. CÂU III (4 điểm) 1. Sục khí clo qua dung dịch kali iotua một thời gian dài, sau đñ người ta cho hồ tinh bột vào thì khóng thấy xuất hiện màu xanh. Hãy giải thích và viết phương trình hoá học minh họa. 2. Để nhận biết ion sunfit, người ta cho vào một ống nghiệm 1 đến 2 giọt dung dịch iot, 3 đến 4 giọt dung dịch A cñ chứa ion sunfit (1). Sau đñ cho tiếp vào đñ 2-3 giọt dung dịch HCl và vài giọt dung dịch BaCl2 thấy xuất hiện kết tủa B (2). (a) Nêu hiện tượng xảy ra trong các giai đoạn 1, 2 của thí nghiệm và viết phương trình hña học để minh họa. (b) Cho biết tại sao thí nghiệm nhận biết ion sunfit nêu trên thường được tiến hành trong mói trường axit hoặc mói trường trung hòa, khóng được tiến hành trong mói trường bazơ? 3. Hòa tan 8,4 gam kim loại M bằng dung dịch H2SO4 đặc nñng dư, hay hòa tan 52,2 gam muối cacbonat kim loại này cũng trong dung dịch H2SO4 đặc nñng dư, thì lượng khí sinh ra đều làm mất màu c÷ng một lượng brom trong dung dịch. Viết các phương trình hoá học và xác định kim loại M, cóng thức phân tử muối cacbonat. ĐÁP ÁN ĐIỂM 1. 2KI + Cl2 I2 + 2KCl Sau một thời gian cñ xảy ra phản ứng: I2 + 5Cl2 + 6H2O 2HIO3 + 10HCl 1,00 Sau phản ứng khóng cñ I2 tự do nên hồ tinh bột khóng chuyển sang màu xanh 2. (a) Ở giai đoạn (1) màu đỏ nâu của dung dịch iot sẽ nhạt dần do xảy ra sự oxi hoá ion sunfit thành ion sunfat theo phương trình: 2- 2- + - SO3 + I2 + H2O SO4 + 2H + 2I 1,00 Ở giai đoan (2) xuất hiện kết tủa màu trắng do sự hình thành kết tủa BaSO4 khóng tan trong axit:
11. TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT 2- 2+ SO4 + Ba BaSO4 (b) Khóng thực hiện trong mói trường kiềm vì trong mói trường kiềm sẽ - - - xảy ra phản ứng tự oxi hoá khử của I2: 3I2 + 6OH 5I + IO3 + 3H2O 0,50 3. Các phương trình phản ứng: 2M + 2mH2SO4 M2(SO4)m + mSO2 + 2mH2O (1) 1,25 M2(CO3)n + (2m-n)H2SO4 M2(SO4)m + (m-n) SO2 + nCO2 + (2m- n)H2O (2) SO2 + Br2 + 2H2O H2SO4 + 2HBr (3) Theo giả thiết n n SO2(1) SO2(2) 8,4 m 52,2 252mn (m n) M M 2 2M 60n 43,8m 52,2n 0,75 n = 1, m = 2 M = 14,23 (loại) n = 1, m = 3 M = 9,5 (loại) n = 2, m = 3 M = 56 (hợp lý) Vậy M là Fe và cóng thức muối là FeCO3. CÂU IV (4 điểm) 1. Vẽ hình (cñ chö thích đầy đủ) mó tả thí nghiệm điều chế Cl2 khó từ MnO2 và dung dịch HCl. 2. Kali clorat được sử dụng trong các ngành sản xuất diêm, pháo hoa và chất nổ. Trong cóng nghiệp, kali clorat được điều chế bằng cách cho khí clo đi qua nước vói đun nñng, rồi lấy dung dịch nñng đñ trộn với KCl và để nguội để cho kali clorat kết tinh (phương pháp 1). Kali clorat còn được điều chế bằng cách điện phân dung dịch KCl 25% ở nhiệt độ 70 đến 75oC (phương pháp 2). (a) Viết phương trình hña học xảy ra trong mỗi phương pháp điều chế kali clorat. (b) Tính khối lượng kali clorua và điện lượng (theo A.giờ) cần để tạo ra 100g kali clorat theo phương pháp 2. 3. Trong cóng nghiệp, brom được điều chế từ nước biển theo quy trình như sau: Cho một lượng dung dịch H2SO4 vào một lượng nước biển, tiếp theo sục khí clo vào dung dịch mới thu được (1), sau đñ d÷ng khóng khí lói cuốn hơi brom vào dung dịch Na2CO3 tới bão hòa brom (2). Cuối c÷ng cho H2SO4 vào dung dịch đã bão hòa brom (3), thu hơi brom rồi hña lỏng. (a) Hãy viết các phương trình hña học chính xảy ra trong các quá trình (1), (2), (3). (b) Nhận xét về mối quan hệ giữa phản ứng xảy ra ở (2) và (3).
12. TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT ĐÁP ÁN ĐIỂM 1. Hình vẽ mó tả thí nghiệm điều chế khí Cl2 khó H 1,00 - - OH - - 3Br2+ 6OH 5Br + BrO3 + 3H2O H+ 2. (a) Phương trình phản ứng: Phương pháp 1: 6Cl2 + 6Ca(OH)2 Ca(ClO3)2 + 5CaCl2 + 0,50 6H2O Ca(ClO3)2 + 2KCl 2KClO3 + CaCl2 2H 2O 2KCl H 2 2KOH Cl 2 3Cl 6KOH 5KCl KClO 3H O Phương pháp 2: 2 3 2 dpdd 0,50 KCl 3H 2O  KClO3 3H 2 100 74,5 (b) m 60,82 gam KCl 122,5 m 100 0,50 Q It nF 6 26,8 131,26 (A.giờ) M 122,5 3. (a) Các phương trình phản ứng: Cl2 + 2NaBr 2NaCl + Br2 (1) 1,25 3Br2 + 3Na2CO3 5NaBr + NaBrO3 + 3CO2 (2) 5NaBr + NaBrO3 + 3H2SO4 3Na2SO4 + 3Br2 + 3H2O (3) (b) (2) và (3) là các phản ứng thuận và nghịch của cân bằng: 0,25 CÂU V (4 điểm) 1. Những thay đổi nào cñ thể xảy ra khi bảo quản lâu dài trong bình miệng hở các dung dịch sau đây: (a) axit sunfuhiđric, (b) axit bromhiđric, (c) nước Gia-ven, (d) dung dịch H2SO4 đậm đặc. 2. Hỗn hợp A gồm bột S và Mg. Đun nñng A trong điều kiện khóng cñ khóng khí, sau đñ làm nguội và cho sản phẩm tác dụng với dung dịch HCl (dư) thu được 2,987 L khí B cñ tỉ khối so với khóng khí bằng 0,8966. Đốt cháy hết khí B, sau đñ cho toàn bộ sản
13. TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT phẩm vào 100ml H2O2 5% (D = 1g/mL) thu được dung dịch D. Xác định % khối lượng các chất trong A và nồng độ % các chất tạo ra trong dung dịch D. Cho thể tích các chất khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn. 3. Hàm lượng cho phép của tạp chất lưu huỳnh trong nhiên liệu là 0,30%. Người ta đốt cháy hoàn toàn 100,0 gam một loại nhiên liệu và dẫn sản phẩm cháy (giả thiết chỉ cñ -3 CO2, SO2 và hơi nước) qua dung dịch KMnO4 5,0.10 M trong H2SO4 thì thấy thể tích dung dịch KMnO4 đã phản ứng vừa hết với lượng sản phẩm cháy trên là 625 mL. Hãy tính toán xác định xem nhiên liệu đñ cñ được phép sử dụng hay khóng? ĐÁP ÁN ĐIỂM 1. (a) Vẩn đục vàng của kết tủa lưu huỳnh: H2S + 1/2O2 H2O + S↓ (b) Dung dịch cñ màu vàng nhạt: 1/2O2 + 2HBr H2O + Br2 (c) Thoát khí O2 và nồng độ giảm dần NaClO + H2O + CO2 NaHCO3 + HClO 1,00 HClO HCl + 1/2O2 (d) Cñ màu đen do sự than hóa chất bẩn hữu cơ cñ trong khóng khí. H2SO4 Cn(H2O)m  nC + mH2O 2. Phương trình phản ứng: S + Mg MgS (1) 0,50 MgS + 2HCl MgCl2 + H2S (2) Mg + 2HCl MgCl2 + H2 (3) MB 0,8966 29 26 B chứa H2S và H2 [Mg cñ dư sau phản ứng (1)] 2,987 x y 22,4 Gọi x và y lần lượt là số mol khí H S và H , ta cñ 2 2 34x 2y 26 x y 0,50 0,1 Giải ra ta cñ x = 0,1 ; y = . Từ (1), (2), (3) ta cñ: 3 0,1 32 %m(S) 100% 50%, %m(Mg) 50% 0,1 0,1 24 0,1 32 3 3 H2S + O2 SO2 + H2O 2 0,1 0,1 0,1 1 H2 + O2 H2O 2 0,50 0,033 0,033 SO2 + H2O2 H2SO4 0,1 0,147 0 0,047 0,1
14. TUYỂN TẬP 50 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP 10 – CÓ ĐÁP ÁN CHI TIẾT m(dung dịch) = 100 0,1 64 0,133 18 108,8 gam 0,1.98 0,047.34 C%(H2SO4) = 100% 9%; C%(H2O2) = 1,47% 108,8 108,8 0,50 3. Phương trình phản ứng: S + O2 SO2 0,50 (1) 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4 (2) 5 5 Từ (1) và (2) n n n 0,625 0,005 7,8125.10 3 mol S SO2 2 KMnO4 2 7,8125.10 3 32 %m 100% 0,25% < 0,30% S 100 0,50 Vậy nhiên liệu trên đƣợc phép sử dụng.