Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh năm học 2011 - 2012 môn thi: Hoá học 10

UBND TỈNH THÁI NGUYÊN
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
 ĐỀ CHÍNH THỨC
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH 
NĂM HỌC 2011-2012
MÔN THI: HOÁ HỌC LỚP 10 
(Thời gian làm bài 150 phút không kể thời gian giao đề)
Câu I. (5,0 điểm)
X là nguyên tố thuộc nhóm A, hợp chất với hiđro có dạng XH3. Electron cuối cùng trên nguyên tử X có tổng 4 số lượng tử bằng 4,5. Ở điều kiện thường XH3 là một chất khí. Viết công thức cấu tạo, dự đoán trạng thái lai hoá của nguyên tử trung tâm trong phân tử XH3, trong oxit và hiđroxit ứng với hóa trị cao nhất của X.
X, Y, R, A, B theo thứ tự là 5 nguyên tố liên tiếp trong Hệ thống tuần hoàn (HTTH) có tổng số điện tích là 90 (X có số điện tích hạt nhân nhỏ nhất).
a) Xác định điện tích hạt nhân của X, Y, R, A, B. Gọi tên các nguyên tố đó.
 b) Viết cấu hình electron của X2−, Y−, R, A+, B2+. So sánh bán kính của chúng và 
 giải thích.
 c) Trong phản ứng oxi hoá-khử, X2−, Y− thể hiện tính chất cơ bản gì? Vì sao?
3. 
 a) Viết cấu hình electron đầy đủ của các nguyên tử có cấu hình electron lớp ngoài 
 cùng (ns2) khi n = 1; 2; 3;4 và cho biết vị trí của các nguyên tố trong HTTH.
 b) Hoàn thành phương trình hóa học (PTHH) của phản ứng oxi hoá-khử sau và cân 
 bằng theo phương pháp cân bằng electron: 
 NaNO2 + KMnO4 + ? ? + MnSO4 + ? + ?
Câu II. (5,0 điểm)
Hợp chất A được tạo thành từ cation X+ và anion Y2-. Mỗi ion đều do 5 nguyên tử của 2 nguyên tố tạo nên . Tổng số prôton trong X+ là 11 , trong Y2- là 48 . Xác định công thức phân tử , gọi tên A biết 2 nguyên tố trong Y2- thuộc cùng một phân nhóm chính và 2 chu kỳ liên tiếp .
Cho M là kim loại tạo ra 2 muối MClx , MCly và 2 oxit MO0,5x và M2Oy . Thành phần về khối lượng của clo trong 2 muối có tỉ lệ 1: 1,173 và của oxi trong 2 oxit có tỉ lệ 1 : 1,352.
 a) Tìm khối lượng mol của M 
 b) Hãy cho biết trong các đồng vị sau đây của M ( 56M ,57M, 58M , 59M) thì đồng 
 vị nào phù hợp với tỉ lệ số proton : số nơtron = 13: 15. 
Dùng phương pháp thăng bằng electron hoàn thành các phương trình phản ứng sau:
 a) Mn2+ + H2O2 MnO2+ 
 b) Ag + H+ +NO3- NO + 
 c) MnO4- + H+ + Cl - Mn2+ + Cl2 + 
 d) S2O32- + I2 S4O62- + I-
 e) Cr3+ + OH- + ClO CrO+ Cl- + 
Câu III. (5,0 điểm)
Hoà tan 2,16 gam hỗn hợp (Na, Al, Fe) vào nước dư thu được 0,448 lít khí (ở đktc) và một lượng chất rắn. Tách lượng chất rắn này cho tác dụng hết với 60 ml dung dịch (dd) CuSO4 1M thì thu được 3,2 gam Cu và dung dịch A. Cho dung dịch A tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH để thu được lượng kết tủa lớn nhất. Nung kết tủa trong không khí đến khối lượng không đổi thu được chất rắn B.
Xác định khối lượng từng kim loại trong hỗn hợp.
Tính khối lượng chất rắn B.
Câu IV. (5,0 điểm)
Trộn 100 ml dung dịch Fe2(SO4)3 1,5M với 150 ml dung dịch Ba(OH)2 2M thu được kết tủa A và dung dịch B. Nung kết tủa A trong không khí đến khi khối lượng không đổi thu được chất rắn D. Thêm BaCl2 (dư) vào dung dịch B thì tách ra kết tủa E.
	a)Tính khối lượng chất rắn D và khối lượng kết tủa E.
	b) Tính nồng độ mol của chất tan trong dung dịch B (coi thể tích dd thay đổi không đáng kể khi xảy ra phản ứng).
 (Cho: H=1; C =12; N=14; O=16; Na=23; Be=9; Mg=24; Al=27; P=31; S=32; Cl=35,5; K=39; Fe=56; Cu=64; Br=80; Ag=108.) 
Hết
( Gi¸m thÞ kh«ng gi¶i thÝch g× thªm)
Hä vµ tªn thÝ sinh:............................................................................................
Sè b¸o danh: .....................................
UBND TỈNH THÁI NGUYÊN
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
 ĐỀ CHÍNH THỨC
HD CHẤM ĐỀ THI CHỌN HSG TỈNH 
NĂM HỌC 2011-2012
MÔN THI: HOÁ HỌC LỚP 10 
(Thời gian làm bài 150 phút không kể thời gian giao đề)
Câu
Nội dung
Điểm
I
(5,0đ)
Vì X thuộc nhóm A, hợp chất với hidro có dạng XH3 nên là nhóm VA (ns2np3). Vậy: ms = +1/2; l = 1 ; m = +1
 n = 4,5 – 2,5 = 2.
 Vậy X là Nitơ ( 1s22s22p3)
 Công thức cấu tạo các hợp chất và dự đoán trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm:
NH3 : N có trạng thái lai hoá sp3.
N2O5: N có trạng thái lai hoá sp2.
HNO3 : N có trạng thái lai hoá sp2
2. 
a) Gọi Z là số điện tích hạt nhân của X
 => Số điện tích hạt nhân của Y, R, A, B lần lượt
 (Z + 1), (Z + 2), (Z + 3), (Z + 4) Theo giả thiết
 Z + (Z + 1) + (Z + 2) + (Z + 3) + (Z + 4) = 90
 => Z = 16
 ® 16X; 17Y; 18R; 19A; 20B
 (S) (Cl) (Ar) (K) (Ca)
b) S2-, Cl-, Ar, K+, Ca2+ đều có cấu hình e: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
Số lớp e giống nhau => r phụ thuộc điện tích hạt nhân. Điện tích hạt nhân càng lớn thì bán kính r càng nhỏ.
c)
Trong phản ứng oxi hóa – khử, ion S2-, Cl- luôn luôn thể hiện tính khử vì các ion này có số oxi hóa thấp nhất.
3.
a)
1s2 Vị trí trong HTTH: ô 1, chu kỳ 1, nhóm IIA
 1s22s2 ô 4, chu kỳ 2, nhóm IIA
 1s22s22p63s2 ô 12, chu kỳ 3, nhóm IIA
 1s22s22p63s23p64s2 ô 20, chu kỳ 4, nhóm IIA
 1s22s22p63s23p63d(1-10)4s2 chu kỳ 4, nhóm IB đến VIII 
 Trừ: 1s22s22p63s23p63d(5 và 10)4s1 (ô 24 và ô 29)
b)
 5NaNO2+2KMnO4+ 3H2SO4 5NaNO3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O
1,5
1,5
2,0
II
(5,0đ)
1. Gọi Zx là số proton trung bình của 1 nguyên tử có trong cation X+ 
 Zx = 11/5 = 2,2
Trong X phải có hiđro
Gọi M là nguyên tố còn lại trong ion X+
CTTQ của X+ là MnHm 
 Ta có n+ m = 5 (1)
 n . ZM +m.1 = 11
Giải được n=1, ZM = 7 . Vậy M là Nitơ , X+ là NH4+
Tương tự CTTQ của Y2- là AxBy2-
 x +y= 5
 ZB-ZA = 8 
 x.ZB-y.ZA = 48
Giải được Y2- là SO42-
CTPT của A: (NH4)2SO4
2.
a) Theo đề bài ta có 
 35,5 .x 35,5 y 
 : = 1: 1,173 (1)
 35,5 x +M 35,5y+M
 16.0,5x 16y 
 : = 1 : 1,352 (2)
 16.0,5x+M 16y +M 
Từ (1) và (2) M = 18,581 y 
y =1 thì M = 18,581
y=2 thì M = 37,162
y =3 thì M = 55,743
b) Vì số p: số n = 13: 15 
 => Đồng vị phù hợp 
3.
a) Mn2++ H2O2 MnO2 + 2H+
b) 3 Ag + 4 H+ +NO3- 3 Ag+ +NO +H2O
c) 2 MnO4- + 10 Cl- +16H+ 2 Mn2+ + 5 Cl2 + 8 H2O 
d) 2S2O32- + I2 S4O62- + 2I-
e) 2 Cr3+ + 10 OH + ClO3- 2 CrO4 2-+ Cl-+5 H2O
2,0
1,5
1,5
III
(5,0đ)
 nH2 = 0,448:22,4 = 0,02
 0,06.1= 0,06; 3,2:64 = 0,05
 0,06 -0,05 = 0,01
	Các phản ứng: Na + H2O ( Na+ + OH-) + H2 (1)
 x 	x	 x/2 (mol)
 	Al + H2O + OH- AlO2- + H2 (2)
 x	 x	x	 3/2x (mol)
	2Al + 3Cu2+ 2Al3+ + 3Cu (3)
 (y-x)	3/2(y-x)	 (y-x) 3/2(y-x)
	Fe + Cu2+ Fe2+ + Cu (4)
 a) Giả sử không có (3) xảy ra chất rắn chỉ là Fe 
 Theo (4) nFe= nCu = 0,05 mFe= 0,05.56 = 2,8>2,16 
 (không phù hợp đề bài)
 Vậy có (3) và vì Cu2+ còn dư nên Al và Fe đã phản ứng hết theo (3) và (4)
 Theo (1) và (2): nH2 = x+x = 0,02 x = 0,01
 Theo (3): nAl(3) = y - 0,01
	nCu2+= (y - 0,01)
 Theo (4): nFe = nCu2+(4)= 0,05- (y - 0,01) 
 Ta có : mNa + mAl + mFe = 23.0,01 + 27y + 56[0,05- (y - 0,01)] =2,16 
 y = 0,03
	Vậy trong hỗn hợp ban đầu:
	mNa = 23.0,01 = 0,23 gam
	m Al = 27.0,03 = 0,81 gam
	mFe = 2,16 - 0,23 -0,81 = 1,12 gam
b) Trong dung dịch A có: 
 Ta có sơ đồ
 Cu2+ Cu(OH)2CuO mCuO = 0,01.80 = 0,8 gam
 Fe2+Fe(OH)2 Fe(OH)3 Fe2O3 mFe2O3 = 0,02/2.160 = 1,6 gam
 Al3+ Al(Oｈ)3 Al2O3 m Al2O3 = 0,02/2.102 = 1,02gam
 Vậy mB = 0,8 + 1,6 + 1,02 = 3,24 gam
1,0
2,0
2,0
IV
(5,0đ)
 nFe2(SO4)3 = 0,15 mol; nBa(OH)2 
	Fe2(SO4)3 + Ba(OH)2 →	 3BaSO4	+ 2Fe(OH)3
	0,1 mol	0,3 mol	 0,3 mol	 0,2 mol
Kết tủa A gồm 0,3 mol BaSO4 và 0,2 mol Fe(OH)3 ; dung dịch B là lượng dung dịch Fe2(SO4)3 dư (0,05mol)
	Khi nung kết tủa A gồm 0,3 mol BaSO4 và 0,2 mol Fe(OH)3 thì BaSO4 không thay đổi và ta có phản ứng: 
 2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3 H2O
	0,2 mol	 0,1 mol
	Chất rắn D gồm 0,1 mol Fe2O3 và 0,3 mol BaSO4 
 → mD = ... = 85,9g
	Cho BaCl2 dư vào dung dịch B:
	3BaCl2 + Fe2(SO4)3 → 3BaSO4 + 2FeCl3
	 0,05mol	 0,15mol
	 Kết tủa E là BaSO4 và mE = ... = 34,95g
	+ Thể tích dung dịch sau phản ứng V = ... = 250ml
	 Nồng độ Fe2(SO4)3 trong dung dịch B: ... = 0,2M.
2,0
1,0
1,0
1,0
Chú ý:
ThÝ sinh cã thÓ gi¶i bµi to¸n theo c¸ch kh¸c nÕu lËp luËn ®óng vµ t×m ra kÕt qu¶ ®óng vÉn cho ®iÓm tèi ®a.