SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC ―――――― ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HSG LỚP 10 THPT NĂM HỌC 2009 – 2010 ĐỀ THI MÔN: HÓA HỌC Dành cho học sinh trường THPT không chuyên Thời gian làm bài : 180 phút, không kể thời gian phát đề. ——————————— Bài 1. Hợp chất X được tạo thành từ 10 nguyên tử của 4 nguyên tố. Tổng số hạt mang điện của X bằng 84. Trong X có ba nguyên tố thuộc cùng một chu kì và số hạt proton của nguyên tố có Z lớn nhất lớn hơn tổng số proton của các nguyên tố còn lại là 6 đơn vị. Số nguyên tử của nguyên tố có Z nhỏ nhất bằng tổng số nguyên tử của các nguyên tố còn lại. 1. Xác định công thức của X. 2. Viết phương trình phản ứng xảy ra theo gợi ý sau. X + NaOH (dư) → khí A 1 X + HCl (dư) → khí B 1 A 1 + B 1 0 ,t p → Bài 2. Hoàn thành và cân bằng các phương trình phản ứng sau theo phương pháp thăng bằng electron. 1. FeCl 2 + KMnO 4 + H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4 ) 3 + Cl 2 + …. 2. Mg + HNO 3 → N 2 + NH 4 NO 3 + …. Biết tỉ lệ mol (N 2 : NH 4 NO 3 = 1 : 1) 3. Br 2 + NaOH + Fe(OH) 2 → 4. M 2 (CO 3 ) n + HNO 3 → M(NO 3 ) m + NO + … Bài 3. Cho m gam hợp chất X ( được tạo thành từ hai nguyên tố) phản ứng hoàn toàn với H 2 SO 4 đặc, nóng chỉ thu được 20,16 lít (đktc) hỗn hợp khí A gồm hai khí và H 2 O. A làm mất màu vừa đủ 1,6 lít dung dịch Br 2 0,5M và A không có phản ứng với dung dịch CuCl 2 . Cho A vào dung dịch Ca(OH) 2 dư thu được 106 gam kết tủa trắng. Xác định công thức của X, và tính m. Bài 4. 1. Tiểu phân X có cấu hình electron là 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 . Hãy xác định tên gọi của X. 2. B là một đơn chất có tính oxi hóa mạnh tạo bởi nguyên tố mà ion tương ứng của nó có cấu hình electron giống cấu hình electron của X. Xác định B và viết phương trình phản ứng (nếu có) của B với FeBr 2 , với Ca(OH) 2 và dung dịch KOH. Bài 5. Có 4 khí A, B, C, D. Khí A được điều chế bằng cách nung KMnO 4 ở nhiệt độ cao; khí B được điều chế bằng cách cho FeCl 2 tác dụng với hỗn hợp KMnO 4 và H 2 SO 4 loãng; khí C được điều chế bằng cách đốt sắt sunfua trong oxi; khí D được điều chế bằng cách cho sắt pirit vào dung dịch H 2 SO 4 loãng trong điều kiện thích hợp. Viết các phương trình phản ứng xảy ra, xác định các khí A, B, C, D. Cho các khí A, B, C, D phản ứng với nhau từng đôi một, viết các phương trình phản ứng xảy ra. Bài 6. Sau khi đun nóng 23,7g KMnO 4 thu được 22,74 gam hỗn hợp chất rắn. Cho hỗn hợp chất rắn trên tác dụng hoàn toàn với dung dịch axit HCl 36,5% (d = 1,18g/ml) đun nóng. 1. Viết các phương trình phản ứng xảy ra. 2. Tính thể tích khí Cl 2 thu được (ở đktc). 3. Tính thể tích dung dịch axit HCl cần dùng. Bài 7. Từ các nguyên tố Na, O và S tạo được các muối A và B đều chứa hai nguyên tử Na trong phân tử. Trong một thí nghiệm hóa học, người ta cho m 1 gam muối A biến đổi thành m 2 gam muối B và 6,16 lít khí Z tại 27,3 0 C và 1atm. Biết rằng hai muối có khối lượng khác nhau là 16 gam. 1. Xác định A và B viết các phương trình phản ứng xảy ra. 2. Tính m 1 và m 2. Bài 8. Hòa tan x gam hỗn hợp gồm CuCl 2 và FeCl 3 vào nước, thu được dung dịch A. Chia dung dịch A làm hai phần bằng nhau. Cho lượng dư khí Hidrosunfua vào phần 1 thu được 1,28 gam kết tủa. Cho lượng dư dung dịch Na 2 S vào phần hai thu được 3,04 gam kết tủa. Viết các phương trình phản ứng xảy ra và tính x. Bài 9. Cho 20,80 gam hỗn hợp Fe, FeS, FeS 2 , S tác dụng với dung dịch H 2 SO 4 đặc nóng dư thu được V lít khí SO 2 (đo ở đktc) và dung dịch A. Cho A tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 21,4 gam kết tủa. Tính thể tích dung dịch KMnO 4 1M cần dùng để phản ứng vừa đủ với lượng khí V lít khí SO 2 ở trên? Hết Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm Họ tên thí sinh …………………………………………………………………… SBD ………… SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC ―――――― KỲ THI CHỌN HSG LỚP 10 THPT NĂM HỌC 2009 – 2010 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN HÓA HỌC Dành cho học sinh trường THPT không chuyên ——————————— Đáp án có 03 trang. Bài Nội Dung Điểm Bài 1 (1,5đ) 1. Gọi công thức của X : A a B b C c D d => aZ A + bZ B + cZ C + dZ D = 42 a + b + c + d = 10 giả sử: Z A < Z B < Z C < Z D => a = b + c + d dZ D = aZ A + bZ B + cZ C + 6 => a = 5; dZ D = 24 => 5Z A + bZ B + cZ C = 18 => Z A < 18 2,57 7 = => Z A = 1 ( H); Z A = 2 (He : loại) => A, B, C thuộc cùng một chu kì và thuộc chu kì II. Mà dZ D = 24 => d = 3 và Z D = 8 ( O) => b = c = 1 và Z B + Z C = 13 => Z B = 6 (cacbon); Z C = 7 (N) Công thức của X: H 5 CNO 3 hay NH 4 HCO 3 2. phương trình phản ứng. NH 4 HCO 3 + 2NaOH → Na 2 CO 3 + NH 3 + H 2 O NH 4 HCO 3 + HCl → NH 4 Cl + H 2 O + CO 2 2NH 3 + CO 2 0 ,t p → (NH 2 ) 2 CO + H 2 O 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 Bài 2. (1đ) 1. 10FeCl 2 + 6KMnO 4 +24H 2 SO 4 → 5Fe 2 (SO 4 ) 3 + 10Cl 2 +3K 2 SO 4 + 6MnSO 4 +24H 2 O 2FeCl 2 2Fe 3+ + 2Cl 2 + 6e Mn +7 + 5e Mn +2 5 6 2. 9Mg + 22HNO 3 → 9Mg(NO 3 ) 2 + N 2 + NH 4 NO 3 + 9H 2 O Mg Mg 2+ + 2e 3N +5 N 2 + N -3 + 18e 9 1 3. Br 2 + 2NaOH + 2Fe(OH) 2 → 2NaBr + 2Fe(OH) 3 Fe 2+ Fe 3+ +1e Br 2 2Br - + 2e 2 1 4. 3M 2 (CO 3 ) n + (8m – 2n)HNO 3 → 6M(NO 3 ) m + 2(m – n)NO + 3nCO 2 +(4m – n) H 2 O 2M + n 2M + m + 2(m - n)e N +5 + 3e N + 2 3 2(m - n) 0,25 0,25 0,25 0,25 Bài 3 (1,5đ) 20,16 0,9( ) 22,4 A n mol= = Trong A có SO 2 và một khí Y , Y không phản ứng với dung dịch Br 2 2 rB n = 0,5.1,6 = 0,8 (mol) => 2 SO n = 0,8 (mol) => n Y = 0,1 (mol) Kết tủa gồm 0,8 mol CaSO 3 và kết tủa do Y tạo ra. m (CaSO 3 ) = 0,8. 120 = 96 (gam) 0,25 2 => kết tủa do Y tạo ra = 106 – 96 = 10 (gam) Mà n Y = 0,1 (mol) => Y là CO 2 và kết tủa là CaCO 3 => A gồm 0,1 mol CO 2 và 0,8 mol SO 2 => X chứa hai nguyên tố là C và S Giả sử công thức của X là CS x => CS x → C + 4 + xS + 4 + (4 + 4x)e S + 6 + 2e → S + 4 n(CO 2 ) : n(SO 2 ) = 1 :8 => x + 2 + 2x = 8 => x = 2 Công thức của X là CS 2 và m = 0,1.76 = 7,6 gam 0,25 0,25 0,25 0,5 Bài 4 (1đ) 1. – Nếu X là nguyên tử trung hòa: X là Ar - Nếu X là anion X có thể là: Cl - (anion clorua), S 2- (anion sunfua), P 3- (anion photphua). - Nếu X là cation X có thể là : K + (anion Kali), Ca 2+ ( anion Canxi), 2. B là một đơn chất có tính oxi hóa mạnh mà ion tương ứng có cấu hình giống với X. Vậy B là khí Cl 2 Các phương trình phản ứng : Cl 2 (thiếu) + FeBr 2 → FeCl 3 + FeBr 3 3Cl 2 + 2FeBr 2 → 2FeCl 3 + 2Br 2 Cl 2 + Ca(OH) 2 rắn ẩm → CaOCl 2 + H 2 O 2Cl 2 + 2Ca(OH) 2 dung dịch → CaCl 2 + Ca(ClO) 2 + H 2 O Cl 2 + 2KOH → KCl + KClO + H 2 O 3Cl 2 + 6KOH 0 100 C → 5KCl + KClO 3 + 3H 2 O 0,25 0,25 0,25 0,25 Bài 5 (1đ) Các phương trình phản ứng 2KMnO 4 0 t → K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2 ↑(A) 10FeCl 2 + 6KMnO 4 + 24H 2 SO 4 → 5Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3K 2 SO 4 + 6MnSO 4 + 10Cl 2 ↑ + 24H 2 O 4 FeS + 7O 2 0 t → 2 Fe 2 O 3 + 4SO 2 ↑(C) FeS 2 + H 2 SO 4 → FeSO 4 + H 2 S↑(D) + S↓ Các phương trình phản ứng xảy ra khi cho các khí tác dụng với nhau đôi một 0 2 2 3 2 2 t xt SO O SO → + ¬  O 2 + 2H 2 S → 2S↓ + H 2 O 3O 2 dư + 2H 2 S 0 t → 2SO 2 + 2H 2 O Cl 2 + SO 2 0 t xt → SO 2 Cl 2 Cl 2 + H 2 S → S↓ + 2HCl 0,5 0,5 Bài 6 (1 đ) 1. Các phương trình phản ứng xảy ra 2KMnO 4 0 t → K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2 ↑ Chất rắn sau phản ứng gồm: K 2 MnO 4 , MnO 2 và KMnO 4 chưa phản ứng : Cho sản phẩm tác dụng với dung dịch HCl có các phản ứng 2KMnO 4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl 2 + 5Cl 2 + 8H 2 O K 2 MnO 4 + 8HCl → 2KCl + MnCl 2 + 2Cl 2 + 4H 2 O MnO 2 + 4HCl 0 t → MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O 2. Ta có các quá trình: Mn +7 + 5e → Mn +2 0,15mol 5.0,15 2O -2 → O 2 + 4e (23,7 – 22,74)/32 0,03.4 2Cl - → Cl 2 + 2e x 2.x Áp dụng định luật bảo toàn e ta có: 5.0,15 = 0,03.4 + 2x → x= 0,315 mol → V = 0,315.22,4 = 7,056 lít 3. Áp dụng định luật bào toàn nguyên tố 0,25 0,5 3 2 2 2 2 HCl KCl MnCl Cl n n n n= + + = 0,15 + 2.0,15 + 2.0,315 = 1,08 mol Vậy V dung dịch HCl = 1,08.36,5.100 91,53( ) 36,5.1,18 ml= 0,25 Bài 7 (1đ) 1. Đặt công thức của A là Na 2 X và B là Na 2 Y Na 2 X → Na 2 Y + Z Vậy Z chỉ có thể là H 2 S hoặc SO 2 n A = n B = n Z = 0,25 mol. Cứ 0,25 mol thì lượng chất A khác chất B 16gam. So sánh các cặp chất ta thấy chỉ có A là Na 2 S và B là Na 2 SO 4 thỏa mãn. Vậy Na 2 S + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + H 2 S 2. Tính m 1 và m 2 m 1 = 78.0,25 = 19,5(gam) m 2 = 19,5 + 16 = 35,5 (gam) 0,5 0,25 0,25 Bài 8 (1đ) Phần 1: CuCl 2 + H 2 S → CuS↓ + 2HCl (1) 2FeCl 3 + H 2 S → 2FeCl 2 + S↓ + 2HCl (2) Phần 2: CuCl 2 + Na 2 S → CuS↓ + 2NaCl (3) 2FeCl 3 + 3Na 2 S → 2FeS↓ + S↓ + 6NaCl (4) Đặt số mol CuCl 2 và FeCl 3 trong mỗi phần là a và b mol. Từ các phương trình (1), (2), (3), (4) ta có 96ª + 16b = 1,28 (I) 96ª + 104b = 3,04(II) Giải hệ (I) và (II ) ta được a= 0,01 mol và b = 0,02 mol Từ đó ta có x = 2(135.0,01 + 162,5.0,02) = 9,2 gam. 0,25 0,25 0,25 0,25 Bài 9 (1đ) Coi hỗn hợp gồm x mol Fe và y mol S ta có các phương trình phản ứng 2Fe + 6H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3SO 2 ↑ + 6H 2 O (1) S + 2H 2 SO 4 → 3SO 2 ↑ + 2H 2 O 2NaOH + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + 2H 2 O Fe 2 (SO 4 ) 3 + 6NaOH → 2Fe(OH) 3 ↓ + 3Na 2 SO 4 Theo bài ra ta có : 56.x + 32.y = 20,8 107.x = 21,4 Giải hệ ta được : x = 0,2 mol và y = 0,3 mol Theo các phản ứng :số mol SO 2 thu được là 1,2 mol 5SO 2 + 2KmnO 4 + 2H 2 O → K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 2H 2 SO 4 Số mol KmnO 4 cần là: 0,48 mol Thể tích dung dịch KmnO 4 cần dùng là: 0,48 lít 0,25 0,25 0,25 0,25 * Chú ý: khi chấm nếu học sinh giải theo các phương pháp khác, nếu đúng vẫn cho đủ số điểm. Hết 4 . SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC ―――――― ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HSG LỚP 10 THPT NĂM HỌC 2009 – 2 010 ĐỀ THI MÔN: HÓA HỌC Dành cho học sinh trường THPT không chuyên Thời gian làm. trên? Hết Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm Họ tên thí sinh …………………………………………………………………… SBD ………… SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC ―――――― KỲ THI CHỌN HSG LỚP 10 THPT NĂM HỌC 2009 – 2 010 HƯỚNG DẪN CHẤM. p → (NH 2 ) 2 CO + H 2 O 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 Bài 2. (1đ) 1. 10FeCl 2 + 6KMnO 4 +24H 2 SO 4 → 5Fe 2 (SO 4 ) 3 + 10Cl 2 +3K 2 SO 4 + 6MnSO 4 +24H 2 O 2FeCl 2 2Fe 3+ + 2Cl 2