Đề thi học sinh giỏi 10 môn Hóa học

ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI 10
Câu 1: Từ nguyên liệu ban đầu là muối ăn, nước, đá vôi và các điều kiện khác. Hãy viết phương trình hóa học điều chế: nước Javen, clorua vôi, natri clorat.
Câu 2: Viết 5 phương trình phản ứng hóa học trực tiếp tạo ra:
a. NaCl	b. FeCl2	c. HCl	d. NaBr.	e. Br2
Câu 3: Từ các chất ban đầu: KMnO4, dung dịch HCl đặc, Fe. Có thể điều chế được những khí gì?
Câu 4: Hợp chất A có tổng số electron trong phân tử bằng 100. A được tạo thành từ hai nguyên tố phi kim thuộc các chu kì nhỏ và thuộc hai nhóm khác nhau. Xác định công thức phân tử A, biết rằng tổng số nguyên tử 2 nguyên tố trong phân tử A là 6.
Câu 5: Để phản ứng hết a mol kim loại M cần 1,25a mol H2SO4 và sinh ra khí X (sản phẩm khử duy nhất). Hòa tan hết 19,2 gam kim loại M vào dung dịch H2SO4 ở trên tạo ra 4,48 lít khí X (sản phẩm khử duy nhất, đktc). Hãy xác định kim loại M.
Câu 6: Để xác định công thức phân tử của một loại muối kép ngậm nước X chứa muối clorua của kim loại kiềm và magiê clorua, người ta làm thí nghiệm sau:
- Cho 5,55 gam X tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 tạo thành 8,61 gam kết tủa.
- Nung 5,55 gam X đến khối lượng không đổi thì khối lượng giảm 38,92%. Chất rắn thu được cho tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH thu được kết tủa. Lọc lấy kết tủa, rửa sạch rồi nung trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được 0,8 gam chất rắn. Xác định X.
Câu 7: Hãy giải thích:
a. tại sao flo là chất oxi hóa mạnh nhưng Cu, Fe, Ni,Mg không bị flo ăn mòn.
b. Tại sao trong thiên nhiên có nhiều nguồn tạo ra H2S nhưng không có hiện tượng tích tụ khí đó trong không khí?
c. Để điều chế CO2 trong phòng thí nghiệm, người ta thường cho đá vôi tác dụng với dung dịch axit H2SO4 là chất khó bay hơi. Để điều chế CO2 tinh khiết có nên cho đá vôi tác dụng với dung dịch H2SO4 không? Vì sao? Nếu dùng dung dịch HCl thì làm thế nào để có CO2 tinh khiết?
Câu 8: Dẫn từ từ hổn hợp gồm: Ozon, clo đến dư vào dung dịch KI. Viết phương trình phản ứng xảy ra và nêu hiện tượng quan sát được.
Câu 9: Phương pháp sunfat có thể điều chế được chất nào trong số các chất sa: HF, HCl, HBr, HI? Nếu có chất không điều chế được bằng phương pháp này thì hãy giải thích tại sao. Viết phương trình hóa học và ghi rỏ điều kiện (nếu có) để minh họa.
Câu 10: Cho hỗn hợp gồm a mol FeS2 và b mol Cu2S tác dụng vừa đủ với dung dịch HNO3 thì thu được dung dịch A (chỉ chứa 2 muối sunfat) và 26,88 lít hỗn hợp khí Y gồm NO2 và NO ở điều kiện tiêu chuẩn (không còn sản phẩm khử nào khác), tỉ khối của hỗn hợp khí Y so với H2 là 19. Cho dung dịch A tác dụng với Ba(OH)2 dư thì thu được kết tủa E. Nung E đến khối lượng không đổi thì thu được m gam chất rắn. 
a. Tính % theo thể tích các khí?
	b. Tính giá trị m?
Câu 11: Hòa tan 19,2 gam kim loại M trong H2SO4 đặc dư thu được khí SO2. Cho khí này hấp thụ hoàn toàn trong 1 lit dung dịch NaOH 0,7M, sau phản ứng đem cô cạn dung dịch thu được 41,8 gam chất rắn. Xác định kim loại M
Xác định tên kim loại M : 
Câu 12: Cho cặp phương trình hóa học sau:
	Cl2 + 2KBr → 2KCl + Br2	(1)
	Br2 + 2KClO3 → 2KBrO3 + Cl2	(2)
Trong cặp phương trình hóa học trên có mâu thuẫn gì không khi ta nói chất oxi hóa của clo mạnh hơn brom? Giải thích.
Câu : Từ nguyên liệu ban đầu là muối ăn, nước, đá vôi và các điều kiện khác. Hãy viết phương trình hóa học điều chế: nước Javen, clorua vôi, natri clorat.
Giải.
- Điều chế nước Ja-ven:
2NaCl + 2H2O +
Cl2 + NaOH → NaCl + NaClO + H2O
- Clorua vôi:
	CaCO3 CaO + CO2↑
	CaO + H2O → Ca(OH)2.
	Cl2 + Ca(OH)2 CaOCl2 + H2O
- Điều chế natri clorat:
	3Cl2 + 6NaOH 5NaCl + NaClO3 + 3H2O
Câu : Viết 5 phương trình phản ứng hóa học trực tiếp tạo ra:
a. NaCl	b. FeCl2	c. HCl	d. NaBr.	e. Br2
Giải.
a. 2Na + Cl2 → 2NaCl
Na2O + 2HCl → 2NaCl + H2O
Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2↑+ H2O
NaOH + HCl → NaCl + H2O
Na2SO4 + BaCl2 → 2NaCl + BaSO4↓
b. Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑
FeO + 2HCl → FeCl2 + H2O
FeCO3 + 2HCl → FeCl2 + CO2↑ + H2O
Fe(OH)2 + 2HCl → FeCl2 + 2H2O
FeSO4 + BaCl2→ FeCl2 + BaSO4↓
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu↓
c. Cl2 + H2 2HCl
NaCl(tinh thể) + H2SO4 (đặc) NaHSO4 + HCl↑.
Cl2 + SO2 + H2O → HCl + H2SO4.
Cl2 + 2HBr → 2HCl + Br2.
5Cl2 + Br2 +6H2O → 10HCl + 2HBrO3.
d. Cl2 + 2NaBr → 2NaCl + Br2
HBr + NaOH → NaBr + H2O
2Na + 2HBr → 2NaBr + H2
Na2O + 2HBr → 2NaBr + H2O
Na2SO4 + BaBr2 → BaSO4↓ + 2NaBr
e. Cl2 + 2NaBr → 2NaCl + Br2
Cl2 + 2HBr → 2HCl + Br2.
2NaBr + 2H2O +
2HBr + H2SO4 (đặc) → Br2 + SO2↑ + 2H2O
2NaBr + 2H2SO4 (đặc) → Na2SO4 + Br2 + SO2↑ + 2H2O
Câu : Từ các chất ban đầu: KMnO4, dung dịch HCl đặc, Fe. Có thể điều chế được những khí gì?
Giải.
Có thể điều chế được khí: Cl2, O2, H2, HCl.
	2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑
	Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑
	2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O
H2 + Cl2 2HCl.
Câu : Hợp chất A có tổng số electron trong phân tử bằng 100. A được tạo thành từ hai nguyên tố phi kim thuộc các chu kì nhỏ và thuộc hai nhóm khác nhau. Xác định công thức phân tử A, biết rằng tổng số nguyên tử 2 nguyên tố trong phân tử A là 6.
Giải.
Gọi công thức phân tử A là XxYy. Ta có: xZx + yZy = 100 và x + y = 6.
Số hiệu nguyên tử trung bình: 100:6 = 16,66 → Có 1 nguyên tố có Z > 16 → chỉ có thể là Cl (Z = 17)
Trường hợp 1: A là XY5 vì Zy = 17 → Zx = 15 (P)
A là PCl5.
Trường hợp 2: A là X2Y4 vì Zy = 17 → Zx = (không hợp lí)
Câu : Để phản ứng hết a mol kim loại M cần 1,25a mol H2SO4 và sinh ra khí X (sản phẩm khử duy nhất). Hòa tan hết 19,2 gam kim loại M vào dung dịch H2SO4 ở trên tạo ra 4,48 lít khí X (sản phẩm khử duy nhất, đktc). Hãy xác định kim loại M.
Giải.
Do a mol kim loại M phản ứng vừa đủ 1,25a mol H2SO4 nên khí X không thể là H2 mà có thể là SO2 hoặc H2S.
- Nếu X là SO2, ta có:
	2M + 2nH2SO4 → M2(SO4)n + nSO2 + 2nH2O
	a an
→ an = 1,25a → n = 1,25 (loại)
- Nếu X là H2S, ta có:
	8M + 5nH2SO4 → 4M2(SO4)n + nH2S + 4nH2O
	a 5na/8
→ 5na/8 = 1,25a → n = 2.
Như vậy:
	4M + 5H2SO4 → 4MSO4 + H2S + 4H2O
	0,8 0,2
→ M = 19,2/0,2 = 24 (Mg)
Câu : Để xác định công thức phân tử của một loại muối kép ngậm nước X chứa muối clorua của kim loại kiềm và magiê clorua, người ta làm thí nghiệm sau:
- Cho 5,55 gam X tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 tạo thành 8,61 gam kết tủa.
- Nung 5,55 gam X đến khối lượng không đổi thì khối lượng giảm 38,92%. Chất rắn thu được cho tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH thu được kết tủa. Lọc lấy kết tủa, rửa sạch rồi nung trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được 0,8 gam chất rắn. Xác định X.
Giải.
Ta có:	Ag+ + Cl- → AgCl↓
	nAgCl = nCl = 0,06 mol.
Khi nung, xảy ra sự loại nước để được muối khan, khối lượng nước ngậm trong muối là 38,92%.5,55 = 2,16 gam → Số mol nước = 0,12 mol.
	Mg2+ + 2OH- → Mg(OH)2 → MgO.
Ta có: n(MgO) = n(Mg2+) = n (MgCl2) = 0,02 mol
Trong MgCl2 có n(Cl-) = 0,04 mol → trong MCl có n(Cl-) = 0,02 mol = n(MCl)
Và	m (MCl) = 5,55 – (2,16 + 0,02.95) = 1,49 gam.
M = 39 (K)
X tạo bởi 0,02 mol KCl, 0,02 mol MgCl2 và 0,12 mol H2O.
Công thức của X là KCl.MgCl2.6H2O
Câu : Hãy giải thích:
a. tại sao flo là chất oxi hóa mạnh nhưng Cu, Fe, Ni,Mg không bị flo ăn mòn.
b. Tại sao trong thiên nhiên có nhiều nguồn tạo ra H2S nhưng không có hiện tượng tích tụ khí đó trong không khí?
c. Để điều chế CO2 trong phòng thí nghiệm, người ta thường cho đá vôi tác dụng với dung dịch axit H2SO4 là chất khó bay hơi. Để điều chế CO2 tinh khiết có nên cho đá vôi tác dụng với dung dịch H2SO4 không? Vì sao? Nếu dùng dung dịch HCl thì làm thế nào để có CO2 tinh khiết?
Giải.
a. Khi cho các kim loại Cu, Fe, Ni, Mg phản ứng với flo thì tạo thành một lớp màng muối florua rất mỏng bám rất chắc lên bề mặt kim loại, ngăn cản không cho các kim loại đó phản ứng trực tiếp với flo nên kim loại không bị ăn mòn.
b. H2S là chất có tính khử mạnh, nó có thể tác dụng với oxi trong không khí theo phương trình hóa học:
	2H2S + O2 → 2S + 2H2O
Do đó không có hiện tượng tích tụ khí H2S trong không khí.
c. Không nên dùng H2SO4 vì khi cho dung dịch H2SO4 tác dụng với đá vôi thì sẽ tạo thành CaSO4 ít tan, bao bọc quanh đá vôi, ngăn cản không cho đá vôi phản ứng trực tiếp với H2SO4.
Câu 7: Dẫn từ từ hổn hợp gồm: Ozon, clo đến dư vào dung dịch KI. Viết phương trình phản ứng xảy ra và nêu hiện tượng quan sát được.
	O3 + 2KI + H2O → 2KOH + O2 + I2.
	Cl2 + 2KI → 2KCl + I2.
	5O3 + I2 + H2O → 2HIO3 + 5O2.
	5Cl2 + I2 + 6H2O → 2HIO3 + 10HCl
	HIO3 + KOH  → KIO3 + H2O
	HCl + KOH → KCl + H2O
Hiện tượng: Có khí không màu bay ra, dung dịch không màu ban đầu chuyển thành màu vàng nâu do tạo ra I2 tan trong nước (màu sẩm lại), sau đó bị mất màu vì I2 bị oxi hóa.
Câu : Cho cặp phương trình hóa học sau:
	Cl2 + 2KBr → 2KCl + Br2	(1)
	Br2 + 2KClO3 → 2KBrO3 + Cl2	(2)
Giải
Trong cặp phương trình hóa học trên có mâu thuẫn gì không khi ta nói chất oxi hóa của clo mạnh hơn brom? Giải thích.
Không mâu thuẫn, vì phản ứng (1) clo là chất oxi hóa, KBr là chất khử. Còn phản ứng (2) KClO3 là chất oxi hóa, Br2 là chất khử. Ở cả hai phản ứng số oxi hóa của clo chỉ giảm (tính oxi hóa), còn số oxi hóa của brom chỉ tăng (tính khử)
Câu : Phương pháp sunfat có thể điều chế được chất nào trong số các chất sa: HF, HCl, HBr, HI? Nếu có chất không điều chế được bằng phương pháp này thì hãy giải thích tại sao. Viết phương trình hóa học và ghi rỏ điều kiện (nếu có) để minh họa.
Giải.
Phương pháp sunfat có thể dùng để điều chế các chất HF, HCl không dùng điều chế HBr, HI, vì các chất này có tính khử mạnh, khi tạo thành sẽ bị H2SO4 oxi hóa:
	CaF2 (tinh thể) + H2SO4 (đặc nóng) → CaSO4 + 2HF
	NaCl (tinh thể) + H2SO4 (đặc nóng) → NaHSO4 + HCl (<2500C)
	NaBr (tinh thể) + H2SO4 (đặc nóng) → NaHSO4 + HBr
	Và 2HBr + H2SO4 (đặc nóng) → Br2 + SO2 + 2H2O
	NaI (tinh thể) + H2SO4 (đặc nóng) → NaHSO4 + HI
	Và 8HI + H2SO4 (đặc nóng) → 4I2 + H2S + 4H2O
Câu : Cho hỗn hợp gồm a mol FeS2 và b mol Cu2S tác dụng vừa đủ với dung dịch HNO3 thì thu được dung dịch A (chỉ chứa 2 muối sunfat) và 26,88 lít hỗn hợp khí Y gồm NO2 và NO ở điều kiện tiêu chuẩn (không còn sản phẩm khử nào khác), tỉ khối của hỗn hợp khí Y so với H2 là 19. Cho dung dịch A tác dụng với Ba(OH)2 dư thì thu được kết tủa E. Nung E đến khối lượng không đổi thì thu được m gam chất rắn. 
a. Tính % theo thể tích các khí?
	b. Tính giá trị m?
Đáp án: 
a) Áp dụng phương pháp sơ đồ đường chéo ta có:
 => = = = 0,6 mol
=> %V = %V= 50%
b) * Sơ đồ phản ứng:
FeS2 + Cu2S + HNO3 dd { Fe3+ + Cu2+ + } + NO+ NO2+ H2O
 a b a 2b 2a + b mol 
- Áp dụng bảo toàn định luật bảo toàn điện tích ta có:
3a + 2.2b = 2(2a + b) => a - 2b = 0 (1)
- Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có:
FeS2 à Fe3+ + 2S+6 + 15e
Cu2S à 2Cu2+ + S+6 + 10e
=> 15n+ 10n = 3n + n
=> 15a + 10b = 3.0,6 + 0,6 = 2,4 (2)
Giải hệ (1), (2) ta có: a = 0,12 mol; b = 0,06 mol
* Sơ đồ phản ứng: 
{Fe3+, Cu2+, SO} {Fe(OH)3, Cu(OH)2, BaSO4}
 {Fe(OH)3, Cu(OH)2, BaSO4Fe2O3, CuO, BaSO4
BaSO4 BaSO4
0,3 0,3 mol 
=> m(chất rắn) = 0,06.160 + 0,12.80 + 0,3.233 = 89,1 gam
Câu : Hòa tan 19,2 gam kim loại M trong H2SO4 đặc dư thu được khí SO2. Cho khí này hấp thụ hoàn toàn trong 1 lit dung dịch NaOH 0,7M, sau phản ứng đem cô cạn dung dịch thu được 41,8 gam chất rắn. Xác định kim loại M
Xác định tên kim loại M : 
Gọi x và n là số mol và hóa trị cao nhất của M.
Ta có : x . M = 19,2 (I)
 2M + 2nH2SO4 " M2(SO4)n + nSO2 + 2nH2O.
 x mol 0,5 nx mol
Số mol NaOH được dùng = 0,7 . 1 = 0,7 mol.
Khí SO2 hấp thụ hoàn toàn trong 0,7 mol NaOH, có thể xảy ra 2 trường hợp : 
Trường hợp 1 : NaOH hết 
 SO2 + NaOH " NaHSO3 
 a a a mol
 SO2 + 2NaOH " Na2SO3 + H2O
 b 2b b mol
Ta có : a +2b = 0,7 (1)
 104a + 126b = 41,8 (2) , giải (1) và (2) vô nghiệm.
Trường hợp 2 : NaOH dư
 SO2 + 2NaOH " Na2SO3 + H2O
 a 2a a mol
 NaOH dư : 0,7 – 2a ( mol ) 
=> ( 0,7 – 2a ) . 40 + a . 126 = 41,8
=> a = 0,3 ( mol ). Vậy 0,5nx = 0,3 (II) 
Từ (I) và (II) ta có : M = 32 n . Thích hợp với n = 2, M = 64 => M là Cu