Đề thi chọn học sinh giỏi môn Hóa học Lớp 10 - Năm học 2015-2016 - Trường THPT Lam Kinh (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi môn Hóa học Lớp 10 - Năm học 2015-2016 - Trường THPT Lam Kinh (Có đáp án)

1. TRƯỜNG THPT LAM KINH KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 10 NĂM HỌC 2015-2016 ĐỀ THI MÔN: HOÁ HỌC (Thời gian làm bài: 150 phút, không kể thời gian giao đề) Bài 1 (4 điểm). 1. Xác định công thức các chất và viết phương trình phản ứng biểu diễn theo sơ đồ biến đổi hóa học sau: 0 + , + + Q H2 t + A H 2 SO4 Y Z X 0 0 X + Fe, t + A t + B + Y K L M Fe N 0 + + D, t + A H2O Y X Z + P + H 2O 2. Đốt cháy hoàn toàn 12,8 gam lưu huỳnh. Khí sinh ra được hấp thụ hết bởi 100 ml dung dịch NaOH 20% (d= 1,28 g/ml). Tìm C% của các chất trong dung dịch thu được sau phản ứng. Bài 2 (2,0 điểm). Hoàn thành các phương trình phản ứng sau theo phương pháp thăng bằng electron. a) FeCl2 + KMnO4 + H2SO4  Fe2(SO4)3 + Cl2 + + K2SO4 + MnSO4 + H2O b) Mg + HNO3  Mg(NO3)2 + N2O + N2 + NH4NO3 + H2O (biết tỉ lệ mol của N2O : N2 : NH4NO3 là 1 : 2: 1) c) Fe3O4 + HNO3  NxOy + d) Al + NaNO3 + NaOH + H2O  NaAlO2 + NH3 Bài 3 (2,5 điểm). Từ KMnO 4, NaHCO3, Fe, CuS, NaHSO3, FeS2 và dung dịch HCl đặc có thể điều chế được những khí gì? Viết phương trình hoá học. Khi điều chế các khí trên thường có lẫn hơi nước, để làm khô tất cả các khí đó chỉ bằng một hoá chất thì nên chọn chất nào trong số các chất sau đây: CaO, CaCl 2 khan, H2SO4 đặc, P2O5 , NaOH rắn. Giải thích (Không cần viết phương trình hoá học). Bài 4 (2,5 điểm) Ion M3+ có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 3s23p63d5. 1. Xác định vị trí (số thứ tự, chu kỳ, nhóm) của M trong bảng tuần hoàn. Cho biết M là kim loại gì?
2. 2. Trong điều kiện không có không khí, cho M cháy trong khí Cl 2 thu được một chất A và nung hỗn hợp bột (M và S) được một hợp chất B. Bằng các phản ứng hóa học, hãy trình bày phương pháp nhận biết thành phần của các nguyên tố có mặt trong các chất A và B. Bài 5 (3 điểm). Cho a gam bột sắt ngoài không khí, sau một thời gian thu được hỗn hợp A có khối lượng 37,6 gam gồm Fe, FeO, Fe 2O3 và Fe3O4. Cho hỗn hợp A phản ứng hết với dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được 3,36 lít khí SO2 (đktc). a) Tính a. b) Tính số mol H2SO4 đã phản ứng. Bài 6: (3 điểm) Cho 20,4 gam hỗn hợp X gồm Zn, Fe, Al tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 10,08 lít H2 ở đktc. Mặt khác cho 0,2 mol hỗn hợp X tác dụng vừa đủ với 6,16 lít Cl2 ở đktc. Xác định khối lượng mỗi kim loại trong 20,4 gam hỗn hợp X? Bài 7 (3 điểm) Nung a gam hỗn hợp X gồm Fe và S trong điều kiện không có không khí cho đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được chất rắn Y. Chia Y thành hai phần bằng nhau. Cho phần 1 tác dụng với dung dịch HCl dư thu được hỗn hợp khí Z có d =13. Z H 2 1. Tính phần trăm khối lượng mỗi chất trong X. 2. Cho phần 2 tác dụng hết với 55 gam dung dịch H 2SO4 98%, đun nóng thu được V lít khí SO2 (đktc) và dung dịch A. Cho dung dịch A tác dụng hết với dung dịch BaCl2 dư tạo thành 58,25 gam kết tủa. Tính a, V. Học sinh không được sử dụng bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học. (Biết: H=1, O=16, C=12, Cl=35,5, Mg=24, Fe=56, Zn=65, Ca=40, Pb = 207; Al = 27; S = 32;Ba= 137; ZCa= 20; ZMg = 12; ZAl = 13; ZFe= 26; ZCu = 29; ZCr = 24)
3. TRƯỜNG THPT LAM KINH KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 10 NĂM HỌC 2015-2016 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN: HOÁ HỌC Bài 1 1. (2,75) Xác định X Y: Cl2 + H2 2HCl đúng X Y chất và Y Z HCl + KOH KCl + H2O viết đúng Y A Z PT mỗi Z X 10KCl + 2KMnO4 + 8 H2SO4 5Cl2 + 6K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O PT Z Q X 0,25 t o - tổng X K 3Cl2 + 2Fe  2FeCl3 X K 2,75 K L FeCl3 + 3KOH Fe(OH)3 + 3KCl K A L t o L M 2Fe(OH)3  Fe2O3 + 3H2O L M t o M Fe Fe2O3 + 3CO  2Fe + 3CO2
4. M B Fe N Fe + 2HCl FeCl2 + H2O Y N X Y Cl2 + H2O HCl + HClO X Y t o Y X 4 HCl + MnO2  MnCl2 + Cl2 + 2H2O Y D X X Z + P + H2O Cl2 + 2KOH KCl + KClO + H2O 0,25 X A Z P 2. (1,25) n = n = 0,4 mol ; S SO2 m = 100.1,28 = 128 (gam) (dd NaOH) 0,25 n N a O H n (NaOH) 1, 6 tạo ra hai muối n S O 2 => tạo ra hỗn hợp 2 muối: NaHSO3: 0,24 (mol) và Na2SO3: 0,16 (mol) 0,25 Khối lượng dung dịch sau pư = 128 + 0,4.64 = 153,6 gam 0 ,16 .104 0,25 =>C% NaHSO3 = .100 % 153 ,6 0,24.126 0,25 C% Na2SO3 = .100% 19,69% 153,6 Bài 2 Hoàn thành các phương trình phản ứng sau theo phương pháp thăng bằng electron. 2,0 đ a) 10FeCl2 + 6KMnO4 + 24H2SO4  5 Fe2(SO4)3 + 10Cl2 + 3K2SO4 + 6MnSO4 + 24H2O 0,5 3 5 2 FeCl2  2 Fe + 2Cl2 + 6e 6 Mn 7 + 5e  Mn 2 b) 18Mg + 44HNO3  18Mg(NO3)2 + N2O + 2N2 + NH4NO3 + 20H2O (biết tỉ lệ mol của N2O : N2 : NH4NO3 là 1: 2 : 1) 0,5 18 Mg  Mg 2 + 2e 1 5 3 1 7 N + 36 e  N 2 O + 2N2 + N c) +3 (5x-2y) Fe3O4 3Fe + 1e +2y/x +5 1 xN + (5x-2y)e NxOy (5x-2y) Fe3O4 + (46x-18y)HNO3  NxOy + (15x-6y)Fe(NO3)3 + (23x-9y)H2O
5. d) 0,5 8 Al Al+3 + 3e 3 N+5 + 8e N-3 0,5 8Al + 3NaNO3 + 5NaOH + 2H2O  8NaAlO2 + 3NH3 Bài 3 - Các khí có thể điều chế được gồm O2, H2S, Cl2, CO2, SO2 2,5đ - Các phương trình hoá học: t o đ/c khí 2KMnO4  K2MnO4 + MnO2 + O2 0,25 NaHCO3 + HCl  NaCl + H2O + CO2 Fe + 2HCl FeCl2 + H2 2KMnO4 + 16HCl 5Cl2 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O NaHSO3 + HCl  NaCl + H2O + SO2 FeS + 2HCl  FeCl + H S + S 2 2 2 0,5 - Để làm khô tất cả các khí mà chỉ dùng một hoá chất thì ta chọn CaCl khan. Vì chỉ 2 0,5 có CaCl2 khan hấp thụ hơi nước mà không tác dụng với các khí đó. - Giải thích lí do Bài 4 1. Tổng số electron của nguyên tử M là 26. Cấu hình electron đầy đủ 2,5đ 1s22s22p63s23p63d64s2 Số thứ tự 26, chu kì 4, nhóm VIIIB. M là Fe. 0,5 t0 0,25 2. - Fe cháy trong khí clo: 2Fe + 3Cl2  2FeCl3 Hòa tan sạn phạm thu đưạc vào nưạc thu đưạc dung dạch. Lạy vài ml dung dạch cho tác dạng vại dung dạch AgNO3, có kạt tạa trạng chạng tạ có gạc clorua: 0,75 FeCl3 + 3AgNO3 Fe(NO3)3 + 3AgCl Lạp lại thí nghiạm vại dung dạch NaOH, có kạt tạa nâu 0,25 đạ chạng tạ có Fe(III): FeCl3 + 3NaOH Fe(OH)3  + 3NaCl 0 - Nung hạn hạp bạt Fe và bạt S: Fe + S t FeS 0,75 Cho B vào dung dạch H2SO4 loãng, có khí mùi trạng thại bay ra chạng tạ có gạc sunfua: FeS + H 2SO4 FeSO4 + H2S  (trạng thại) Nhạ dung dạch NaOH vào dung dạch thu đưạc, có kạt tạa trạng xanh chạng tạ có Fe(II): FeSO4 + 2NaOH
6. Na2SO4 + Fe(OH)2  (trạng xanh) Bài 5 Viết các PTHH 0,5 3đ Quy đổi hỗn hợp Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 về a mol Fe và b mol O. 0,5 56x + 16 y= 37,6 n = 3,36/22,4 =0,15 mol SO2 0,5 Fe Fe 3 + 3e 0,5 x 3x 3x = 2y + 0,3 O + 2e O 2 y 2y S 6 + 2e S 4 0,3 0,15 0,5 Ta có x = 0,5 a = 28 (g) y = 0,6 0,5 Bảo toàn nguyên tố S ta có: nS ( H2SO4) = nS( Fe2(SO4)3 + nS (SO2) Số mol H2SO4 = 0,9 mol Bài 6 Đặt x, y, z lần lượt là số mol Fe, Zn, Al trong 20,4 g hỗn hợp X 3đ Theo đầu bài 56x + 65y + 27z = 20,4 (I) Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 (1) 0,5 Zn + 2HCl  ZnCl2 + H2 (2) 2Al + 6HCl  2AlCl3 + 3H2 (3) 0,5 Từ 1, 2, 3 và đầu bài 3 10,08 n x y z 0,45mol (II) H2 2 22,4 0,5 Trong 0,2 mol hỗn hợp X số mol Fe, Zn, Al lần lượt là kx, ky, kz kx + ky + kz = 0,2 (III) 2Fe + 3Cl2  2FeCl3 (4) Zn + Cl2  ZnCl2 (5) 2Al + 3Cl2  2AlCl3 (6) 0,5 3 3 6,16 n x y z 0,275mol (IV) Cl2 2 2 22,4 Từ I, II, III, IV 0,5 X = 0,2 mol  mFe = 11,2 gam Y = 0,1 mol  mZn = 6,5 gam
7. Z = 0,1 mol  mAl = 2,7 gam Bài 7 Nung hỗn hợp X S + Fe  FeS (1) 3đ 2x  2x Chất rắn Y gồm FeS và Fe dư. Gọi x, y lần lượt là số mol FeS và Fe trong mỗi phần hỗn hợp Y. 0,5 FeS + 2HCl  FeCl2 + H2S (2) x mol x mol Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 (3) y mol y mol 34x 2y x 3 nFe 2(x y) 4 Ta có: M Y 13 2 x y y 1 nS 2x 3 0,5 4 56 100% % khối lượng của Fe = 70% (4 56) (3 32) % khối lượng của S = 30% 2. Tính a, V . Ta có: 2FeS+ 10H SO đặc, nóng → Fe (SO ) + 9SO +10H O (4) 2 4 2 4 3 2 2 0,5 x 5x x/2 9x/2 2Fe+ 6H2SO4 đặc, nóng → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (5) y 3y y/2 3y/2 H2SO4 dư + BaCl2  2HCl + BaSO4 (6) z z Fe2(SO4)3 + 3BaCl2  2FeCl3 + 3BaSO4 (7) 0,5 (x/2+ y/2) 3(x/2+ y/2) ta có PT: x y 58,25 3 ( ) + z = 0,25 2 2 233 55.98 Số mol H2SO4 đã dùng: 5x + 3y + z = 0,55 100.98 Giải ra: x = 0,075; y = 0,025 ; z = 0,1 Khối lượng hỗn hợp X= a = 2.(0,075.88) (0,025.56) 16(g) 0,5 9.0,075 3.0,025 Thể tích khí SO2 = V = 22,4 ( ) = 8,4 (lít) 2 2 0,5