Đang tải... (xem toàn văn)
Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt các loại là 60, số hạt mang điện trong hạt nhân bằng số hạt không mang điện.. Nguyên tử của nguyên tố Y có 11 electron p.[r]
(1)SỞ GD&ĐT LẠNG SƠN KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG Trường THPT Tràng Định LỚP 12 THPT NĂM 2009-2010
ĐỀ CHÍNH THỨC Mơn thi: Hố học
Thời gian làm : 180 phút(không kể thời gian giao đề) Ngày thi: 29/10/2009 (Đề thi gồm 01 trang, có 04 câu)
Câu I (4 điểm)
Nguyên tử nguyên tố X có tổng số hạt loại 60, số hạt mang điện hạt nhân số hạt không mang điện Nguyên tử nguyên tố Y có 11 electron p Nguyên tử nguyên tố Z có lớp electron electron độc thân
(a) Dựa cấu hình electron, cho biết vị trí nguyên tố bảng hệ thống tuần hồn (b) So sánh (có giải thích) bán kính nguyên tử ion X, X2+ Y-.
Sục Cl2 vào dung dịch KOH lỗng thu dung dịch A, hịa tan I2 vào dung dịch KOH
loãng thu dung dịch B (tiến hành nhiệt độ phòng) a) Viết phương trình hóa học xảy cho nhận xét
b) Nêu tượng viết phương trình hóa học xảy cho dung dịch hỗn hợp HCl FeCl2, dung dịch Br2, H2O2 vào dung dịch A (khơng có Cl2 dư)
Câu II (4điểm)
1.So sánh giải thích tính bazơ dãy sau:
a CH3NH2, NH3, (C2H5)2NH, C2H5NH2, C6H5NH2, (C6H5)2NH, NaOH
b C6H5NH2, p-CH3-C6H4NH2, p-NO2-C6H4NH2
Khơng khí bị nhiễm số khí độc NO2, Cl2, H2S, SO2 Dùng nước vơi dư
có thể loại bỏ khí độc số bốn khí trên? Hãy viết phương trình hóa học cho biết phản ứng đó, phản ứng phản ứng oxi hóa khử? Tại sao?
Câu III. (6điểm)
Hòa tan hết 2,2 g hỗn hợp kim loại A gồm sắt nhôm 150 ml dung dịch HNO3 2M
thu dung dịch B 448 ml (đktc) khí C gồm N2O N2 có tỉ khối so với khơng khí
1,2414 Thêm 13,6 g NaOH nguyên chất vào dung dịch B thu kết tủa D, lọc kết tủa D thu dung dịch nước lọc E
(a) Tính phần trăm khối lượng kim loại hỗn hợp A ban đầu
(b) Nung kết tủa D đến khối lượng khơng đổi thu gam chất rắn khan? (c) Tính thể tích dung dịch HCl 0,5M cần thêm vào dung dịch E để thu 2,34 g kết tủa
Câu IV (6điểm)
Cho hỗn hợp X gồm hai chất hữu có cơng thức phân tử C2H7NO2 tác dụng vừa đủ
với dung dịch NaOH đun nóng, thu dung dịch Y 4,48 lít hỗn hợp khí Z( đktc), gồm hai khí (đều làm xanh giấy q tím ẩm) Tỉ khối Z H2 13,75 Cô cạn
dung dịch Y thu m gam muối khan Xác định thành phần X, Y, Z m
Hợp chất Y - amino axit Cho 0,02 mol Y tác dụng vừa đủ với 80 ml dung dịch
HCl 0,25M Sau cạn 3,67 g muối Mặt khác, trung hoà 1,47 gam Y lượng vừa đủ dung dịch NaOH, cô cạn dung dịch thu 1,91 gam muối Xác định cơng thức cấu tạo Y Biết Y có cấu tạo mạch không nhánh
_ Hết
(2)ĐÁP ÁN + BIỂU ĐIỂM
Câu ĐÁP ÁN ĐIỂM
I 1. a) Xác định vị trí dựa vào cấu hình electron:
2ZXNX 60 ; ZX NX ZX 20,
X canxi (Ca), cấu hình electron 20Ca : [Ar] 4s2
Cấu hình Y 1s22s22p63s23p5 hay [Ne] 3s2 3p5
Y Cl
Theo giả thiết Z crom, cấu hình electron 24Cr : [Ar] 3d5 4s1
STT Chu kỳ nguyên tố Nhóm nguyên tố
Ca 20 IIA
Cl 17 VIIA
Cr 24 VIB
1
b) Trật tự tăng dần bán kính nguyên tử: RCa2 RCl RCa
Bán kính nguyên tử tỉ lệ với thuận với số lớp electron tỉ lệ nghịch với số đơn vị điện tích hạt nhân ngun tử
Bán kính ion Ca2+ nhỏ Cl- có số lớp electron (n = 3), nhưng
điện tích hạt nhân Ca2+ (Z = 20) lớn Cl- (Z = 17) Bán kính nguyên tử
Ca lớn có số lớp electron lớn (n = 4)
1
2. a) Ở nhiệt độ thường:
2KOH + Cl2 KCl + KClO + H2O
6KOH + 3I2 5KI + KIO3 + 3H2O
Trong môi trường kiềm tồn cân : 3XO-⇌X- + XO
3
Ion ClO- phân hủy chậm nhiệt độ thường phân hủy nhanh đun
nóng, ion IO- phân hủy tất nhiệt độ.
1
b) Các phương trình hóa học :
Ion ClO- có tính oxi hóa mạnh, thể phương trình hóa học:
- Khi cho dung dịch FeCl2 HCl vào dung dịch A có khí vàng lục
ra dung dịch từ không màu chuyển sang màu vàng nâu : 2FeCl2 + 2KClO + 4HCl 2FeCl3 + Cl2 + 2KCl + 2H2O
- Khi cho dung dịch Br2 vào dung dịch A, dung dịch brom màu :
Br2 + 5KClO + H2O 2HBrO3 + 5KCl
- Khi cho H2O2 vào dung dịch A, có khí khơng màu, khơng mùi ra:
H2O2 + KClO H2O + O2 + KCl
1
II a Tính bazơ giảm dần
NaOH> (C2H5)2NH>C2H5NH2 >CH3NH2 > NH3 >C6H5NH2 > (C6H5)2NH
Vì tính bazơ NaOH mạnh tính bazơ amin, tính bazơ amin tăng dần gốc hiđro cacbon đẩy điện tử làm tăng mật độ e tự nguyên tử N
1
b Tính bazơ giảm : p-CH3-C6H4NH2 > C6H5NH2 > p-NO2-C6H4NH2
Vì nhóm -CH3 đẩy điện tử làm tăng mật độ e tự nguyên tử N nên
tính bazơ tăng , nhóm NO2 hút điện tử làm giảm mật độ e tự
nguyên tử N nên tính bazơ giảm
(3)2.Có thể loại bỏ bốn khí Cl2, SO2, H2S, NO2 chúng tác dụng với
dung dịch nước vôi
O H ) O N ( Ca ) O N ( Ca O N ) OH ( Ca
2 2
3
2
O H ) Cl O ( Ca Cl Ca Cl ) OH ( Ca
2 2 2
1
0
2
Ca(OH)2 + H2S CaS + 2H2O
Ca(OH)2 + SO2 CaSO3 +H2O
2
III (a) Đặt số mol N2O N2 a b, ta có:
01 , b a 36 29 2414 , 02 , b 28 a 44 02 , , 22 448 , b a
Đặt số mol Fe Al x y
Chất khử Chất oxi hóa
Fe - 3e Fe3+ 10H+ + 2NO3- + 8e N2O + 5H2O
3x x 0,10 0,08 0,01
Al - 3e Al3+ 12H+ + 2NO3- + 10e N2 + 6H2O
3y y 0,12 0,10 0,01
Vì nH(pu)0,22molnH(bd)0,3mol nên axit dư, phản ứng khơng
tạo Fe2+.
Ta có: 04 , y 02 , x 18 , y x , y 27 x 56
Vậy 100% 50,9%
2 , 56 02 , m
% Fe %mAl 49,1%
(b) Thêm NaOH vào dung dịch B [H+ (0,15.2-0,22 = 0,08 mol), Fe3+ (x
= 0,02 mol), Al3+ (y = 0,04 mol) NO 3-]
H+ + OH
- H2O (1)
Fe3+ + 3OH
- Fe(OH)3 (2)
Al3+ + 3OH
- Al(OH)3 (3)
Al(OH)3 + OH- AlO2- + 2H2O (4)
mol 34 , 40 , 13 n mol , n n n
nOH(1,2,3,4) H Fe3 Al3 OH(bd)
sau (1), (2), (3), (4) dư OH-, kết tủa D Fe(OH)3
(0,02mol)
2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O, mrắn = mFe2O3 0,011601,6g
(c) Thêm HCl vào dung dịch E [Na+, OH- (0,04 mol), AlO
2- (0,04 mol)
và NO3-]
OH- + H+
H2O (5)
AlO2- + H+ + H2O Al(OH)3 (6)
Al(OH)3 + 3H+ Al3+ + 3H2O (7)
mol 03 , 78 34 , nAl(OH)3
Trường hợp 1: Xảy (5), (6) AlO2- dư
mol 07 , 03 , 04 , n n n ) OH ( Al OH
H , 0,14L
5 , 07 ,
V
1
2
(4)Trường hợp 2: Xảy (5), (6), (7)
mol 01 , 03 , 04 , nAl(OH) (7)
3
mol 11 , 03 , 04 , 04 , n
3 n
n
nH OH AlO Al(OH) (7)
2
L 22 , ,
11 ,
V
1,5 IV 1, _
M hhZ= 13.75.2= 27,5
=> hỗn hợp Z phải có khí NH3 M=17<27,5) khí cịn lại
CH3NH2(M=31>27,5)
=> hỗn hợp X gồm hai chất CH3COONH4 HCOOH3NCH3
CH3COONH4 + NaOH
0 t
CH3COONa + NH3+H2O (1)
HCOOH3NCH3 + NaOH
0 t
HCOONa + CH3NH2 + H2O (2)
Dung dịch Y gồm hai muối CH3COONa HCOONa
Theo (1) (2) nC2H7NO2= nNaOH=nH2O= nhhZ=
4, 48
22, 4=0,2 mol
Áp dụng định luật bảo tồn khối lượng ta có: mC2H7NO2+ mNaOH=mmuối khan+ mH2O+ mhhZ
=> mmuối khan= mC2H7NO2+ mNaOH - (mH2O+ mhhZ)
= 0,2.77 + 0,2.40 - 0,2.27,5- 0,2.18= 14,3 (g)
1
1
1 nHCl =0,25.0,08 = 0,02 mol
ny=nHCl => Y có nhóm -NH2 CTTQ Y H2N-R-(COOH)b
H2N-R-(COOH)b + HCl ClH3N-R-(COOH)b
0,02 0,02 => Mmuối=
3,67
0,02=183,5 => My= Mmuối- MHCl= 183,5- 36,5=147
Ta có namino axit=
1, 47
147 =0,01 mol
H2N-R-(COOH)b + bNaOH H2N-R-(COONa)b + bH2O
Cứ mol amino axit muối, khối lượng tăng (23-1)b= 22b(g)
Vậy 0,01 mol -1,91-1,47=0,44(g) => 22b 0,01 = 0,44 => b=2
Vậy CTTQ Y H2N-R-(COOH)2 có My=147 => MR= 147-16-45.2 =41
=> R C3H5
Y có cấu tạo mạch không nhánh nên CTCT Y
HOOC-CH2-CH2-CH -COOH
| NH2
1
1