Đề thi olypic Hóa 10 năm học: 2017 – 2018

SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO KỲ THI OLYPIC HÓA 10 MÔN: HÓA HỌC – LỚP 10 NĂM HỌC: 2017 – 2018 Thời gian: 180 phút (không kể phát đề) Cho biết nguyên tử khối (theo đvC) của các nguyên tố: H = 1; He = 4; Li = 7; Be = 9; C = 12; N = 14; O = 16; Na = 23; Mg = 24; Al = 27; P=31; S = 32; Cl = 35,5; K = 39; Ca = 40; Cr = 52; Mn = 55; Fe = 56; Cu = 64; Zn = 65; Br = 80; Rb = 85; Sr = 88; Ag = 108; Sn = 119; Cs = 133; Ba = 137; Pb = 207. Câu 1 (6 điểm): 1. Hoàn thành các phương trình phản ứng sau (cân bằng theo phương pháp thăng bằng electron): a. FeO + HNO3 b. c. FeSO4 + H2SO4 + KMnO4 ® Fe2(SO4)3 + K2SO4 + MnSO4 + H2O 2. Cân bằng phản ứng oxy hóa khử sau theo phương pháp ion – electron : a) b) 3. Kim loại crom có cấu trúc tinh thể lập phương tâm khối. Khối lượng riêng của kim loại crom là 7,19 g/cm3, nguyên tử khối của crom là 52. Tính bán kính gần đúng của nguyên tử kim loại crom. Cho số Avôgađrô là N=6,022.1023 Câu 2 (4 điểm): Viết phương trình phản ứng xảy ra trong những trường hợp sau: 1. Ozon oxi hóa I- trong môi trường trung tính 2. Sục khí CO2 qua nước Javel 3. Cho nước Clo qua dung dịch KI 4. Sục khí Flo qua dung dịch NaOH loãng lạnh 5. Sục khí Clo đến dư vào dung dịch FeI2 6. Bình thủy tinh bị thủng khi đựng dung dịch axit flohiđric. Câu 3 (4 điểm): a. Một nguyên tố X có thể tạo thành với Al hợp chất kiểu AlaXb, mỗi phân tử gồm 5 nguyên tử, khối lượng phân tử 150 đvC. Xác định X, gọi tên hợp chất AlaXb. b. Y là một oxit kim loại chứa 70% kim loại (về khối lượng). Cần dùng bao nhiêu ml dung dịch H2SO4 24,5% (d = 1,2g/ml) để hòa tan vừa đủ 40,0gam Y. Câu 4 (6 điểm): 1.Dẫn H2 đến dư đi qua 25,6gam hỗn hợp X gồm Fe3O4, MgO, CuO (nung nóng) cho đến khi phản ứng xảy hoàn toàn. Sau phản ứng thu được 20,8gam chất rắn. Mặt khác 0,15mol hỗn hợp X tác dụng vừa đủ với 225ml dung dịch HCl 2,0M. a. Viết các phương trình phản xảy ra. b. Tính % số mol các chất trong hỗn hợp X? 2. Mỗi phân tử XY2 có tổng các hạt proton, nơtron, electron bằng 178; trong đó, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 54, số hạt mang điện của X ít hơn số hạt mang điện của Y là 12. a, Hãy xác định kí hiệu hoá học của X,Y và công thức phân tử XY2 . b, Viết cấu hình electron của nguyên tử X,Y và xác định các số lượng tử của electron cuối cùng được điền vào. ------------ HẾT ------------ Ghi chú: - Học sinh không được sử dụng bất kì tài liệu nào (kể cả Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học) - Giám thị coi thi không cần giải thích gì thêm. SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO HÀ NỘI TRƯỜNG THPT BẮC LƯƠNG SƠN ĐÁP ÁN KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CỤM MÔN: HÓA HỌC – LỚP 10 NĂM HỌC: 2010 – 2011 HƯỚNG DẪN VÀ BIỂU ĐIỂM CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC Câu Nội dung Điểm Câu 1 6 1 4 a FeO + HNO3 Fe+2 Fe+3 + 1e x (5x - 2y) xN+5 + (5x - 2y) e x 1 Cân bằng: (5x-2y) FeO + (16x-6y) HNO3 (5x-2y) 10 FeSO4 + 8 H2SO4 + 2 KMnO4 ® 5 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2 MnSO4 + 8 H2O 0,25 0,5 0,5 0,75 0,5 b 2S-2 2S+6 + 16e x 1 2Fe+3 +2e 2Fe+2 x a + 4e 2O-2 x b Vì tổng số electron mà các chất khử cho phải bằng tổng số electron mà các chất oxi hóa nhận, do đó ta có phương trình: 2a + 4b = 16 hay a + 2b = 8 0<a<8 và 0<b<4 Vì chỉ có 1 phương trình mà lại 2 ẩn số a, b nên có vô số nghiệm số, ví dụ cho y=1 thì x=6 3/ a) x 2 x 3 (0,5đ) b) x 8 x (3x – 2y) (1đ) + 0,5 0,5 0,5 2 Tinh thể lập phương tâm khối có độ đặc khít là 68% 0,5 Khối lượng riêng của kim loại crom là 7,19 g/cm3 1cm3 crom nặng 7,19 gam Trong 1cm3 crom thì thể tích thực của kim loại crom trong đó chỉ là 0,68 cm3 ta tính được thể tích thực của 1 nguyên tử crom là: (1) 0,5 Mặt khác ta có Bán kính gần đúng của nguyên tử kim loại crom là: 0,5 Thay số: V tính theo (1) ở trên ta được 0,5 Câu 2 4 1 O3 + 2I- + H2O O2 + I2 + 2OH- 0,5 2 CO2 + NaClO + H2O NaHCO3 + HclO 0,5 3 Cl2 + 2KI 2KCl + I2 ; 0,5 Nếu KI còn dư: KI + I2 KI3 0,5 4 2F2 + 2NaOH(loãng, lạnh) 2NaF + H2O + OF2 0,5 5 2FeI2 + 3Cl2 2FeCl3 + 2I2 ; 0,5 5Cl2 + I2 + 6H2O 2HIO3 + 10HCl 0,5 6 SiO2 + 4HF SiF4 + 2H2O 0,5 Câu 3 4 Ta có phản ứng nhiệt phân KMnO4 (1) 0,25 Theo định luật BTKL ta tính được: Khối lượng khí oxi đã thoát ra là: số mol oxi là: 0,5 Từ phương trình phản ứng (1) ta tính được các đại lượng: 0,75 Theo bài ra ta có: số mol KMnO4 ban đầu đem dùng là: số mol KMnO4 còn dư sau nhiệt phân là: 0,14 - 0,06 = 0,08 mol 0,5 Như vậy ta có chất rắn X gồm các chất sau: KMnO4: 0,08 mol 0,25 Khi cho X tác dụng với HCl đặc dư ta có các phương trình của các phản ứng hóa học đã xảy ra: 2KMnO4 + 16HCl 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O (2) K2MnO4 + 8HCl 2KCl + MnCl2 + 2Cl2 + 4H2O (3) MnO2 + 4HCl MnCl2 + Cl2 + 2H2O (4) 0,75 Từ các phương trình (2), (3), (4) ta tính được tổng số mol khí Cl2 thoát ra là: = 0,29 mol 0,5 thể tích khí Cl2 (đktc) thoát ra là: V = n.22,4 = 0,29.22,4 = 6,496 (lít) 0,25 Vậy thể tích khí clo có thể thoát ra cực đại là 6,496 lít 0,25 Câu 4 6 a 3 Gọi Z1 là số electron của nguyên tử A Số electron của nguyên tử B, C lần lượt là Z1+1, Z1+2 Gọi N1, N2, N3, lần lượt là số nơtron của nguyên tử A, B, C 0,25 Vì tổng số khối của các nguyên tử A, B, C là 74 nên ta có phương trình: (Z1+N1) + (Z1+1+N2) + (Z1+2+N3) = 74 (1) 0,5 Mặt khác ta có: Đối với các nguyên tố hóa học có ta luôn có: . Thay vào (1) ta có: 0,25 (Z1+Z1) + (Z1+1+Z1+1) + (Z1+2+Z1+2) 74 6Z1 68 Z1 11,3 (*) 0,5 (Z1+1,5Z1) + (Z1+1+1,5Z1+1,5) + (Z1+2+1,5Z1+1,5.2) 74 7,5Z1 68 Z1 8,9 (**) 0,5 Từ (*) và (**) ta suy ra Với Z1 là số nguyên Z1 = 9; 10; 11 0,5 Mà A, B, C là các kim loại Z1 = 11 (Na) 0,25 Vậy A, B, C lần lượt là các kim loại Natri (Na); Magie (Mg); Nhôm (Al) 0,25 b 3 b1 Ta có nhận xét: Vì thể tích khí thoát ra ở thí nghiệm (2) nhiều hơn ở thí nghiệm (1) chứng tỏ ở thí nghiệm (1) nhôm phải đang còn dư. Và sự chênh lệch thể tích khí ở thí nghiệm (1) và (2) là do Al dư ơ thí nghiệm (1). Chênh lệch thể tích khí ở thí nghiệm (2) và (3) là do Mg 0,5 Ta có các phản ứng xảy ra ở cả 3 thí nghiệm: ở thí nghiệm (1) và (2): 2Na + 2H2O 2NaOH + H2 (1*) 2Al + 2 NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2 (2*) ở thí nghiệm (3) : 2Na + 2HCl 2NaCl + H2 (3*) 2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 (4*) Mg + 2HCl MgCl2 + H2 (5*) 0,5 Giả sử số mol khí thoát ra ở thí nghiệm (1) là x thì số mol khí thoát ra ở các thí nghiệm (2) và (3) lần lượt là 7x/4 và 9x/4 Vì ở thí nghiệm (1) Al dư nên NaOH hết nên ta cộng (1*) với (2*) ta có: 2Na + 2Al + 4H2O 2NaAlO2 + 4H2 số mol Na bằng ½ số mol H2 ở thí nghiệm (1) = x/2 0,5 Xét thí nghiệm (2) ta có: Số mol Na = x/2 suy ra số mol H2 do Na sinh ra bằng x/4 Tổng số mol H2 là 7x/4 Suy ra số mol H2 do Al sinh ra là (7x/4) - (x/4) = 3x/2 số mol Al = x 0,25 Số mol Mg bằng số mol khí chênh lệnh của thí nghiệm (2) và (3) Suy ra số mol Mg = (9x/4)-(7x/4) = x/2 0,25 Như vậy trong hỗn hợp X gồm có các kim loại với tỉ lệ mol là: Na: Mg: Al = 1:2:1 Suy ra % khối lượng của mỗi kim loại trong X là: %mNa = = 22,77 (%) %mMg = = 23,76 (%) %mAl = 53,47% 0,5 b2 Áp dụng: V = 2,24 x = 0,1 số mol Na = 0,05 mol 0,25 Vậy giá trị của m là: m = 0,05.23 + 0,1.27+ 0,05.24 = 5,05 gam 0,25 STT Câu Đáp án tham khảo Điểm 1 (3,0đ) 1.a (1,0đ) 27a + Xb = 150 a + b = 5 Biện luận a, b X (Chọn a = 2; b = 3; X = 16 (S)) Tên: nhôm sunfua 0,25đ 0,5đ 0,25đ 1b (2,0đ) * CTPT dạng RxOy Lập pt toán học: = R = .= .n (n = : là hóa trị của R) Biện luận n R. Chọn n = 3, R = 56 (Fe) * Fe2O3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3H2O 0,25mol 0,75mol mdd = =300gam Vdd = =250ml 0,25đ 0,5đ 0,25đ 0,25đ 0,5đ 0,25đ a , Kí hiệu số đơn vị điện tích hạt nhân của X là Zx , Y là Zy ; số nơtron (hạt không mang điện) của X là Nx , Y là Ny . Với XY2 , ta có các phương trình: 2 Zx + 4 Zy + Nx + 2 Ny = 178 (1) 2 Zx + 4 Zy - Nx - 2 Ny = 54 (2) 4 Zy - 2 Zx = 12 (3) Zy = 16 ; Zx = 26 Vậy X là sắt, Y là lưu huỳnh. XY2 là FeS2 . b, Cấu hình electron: Fe : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p63d64s2 ; S : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 Bộ 4 số lượng tử cuối của X: n = 3; l = 2; ml =-2; ms= -1/2. Bộ 4 số lượng tử cuối của X: n = 3; l = 1; ml =-1; ms= -1/2. Ghi chú : - Thí sinh làm cách khác nhưng đúng kết quả vẫn cho điểm tối đa, - Phương trình hóa học ghi thiếu điều kiện trừ đi ½ số điểm.