Đề thi học sinh giỏi môn hóa lớp 11

Cõu 3: (4,0 điểm)
	Hoà tan hoàn toàn 1,62 gam nhụm vào 280 ml dung dịch HNO3 1M được dung dịch A và khớ NO (sản phẩm khử duy nhất). Mặt khỏc, cho 7,35 gam hai kim loại kiềm thuộc hai chu kỡ liờn tiếp vào 500 ml dung dịch HCl, được dung dịch B và 2,8 lớt khớ H2 (đktc). Khi trộn dung dịch A vào dung dịch B thấy tạo thành 1,56 gam kết tủa. 
	a) Xỏc định tờn hai kim loại kiềm.
	b) Tớnh nồng độ mol/l của dung dịch HCl đó dựng.
Giải
Phương trình hoá học: Al + 4HNO3 Al(NO3)3 + NO + 2H2O (1) 
 2M + 2HCl 2MCl + H2 (2)
 2M + 2H2O 2MOH + H2 (3).................. 
Ban đầu: số mol Al: 0,06 mol ; số mol HNO3: 0,28 mol 
Sau phản ứng HNO3 còn dư: 0,04 mol ...........................................................................
Khi cho hỗn hợp hai kim loại kiềm vào dung dịch HCl thì xảy ra phản ứng (2) và có thể có phản ứng (3): 
Theo pthh: số mol M = số mol H2 = 0,25 mol = 29,4..........................................
Vì hai kim loại kiềm thuộc hai chu kì liên tiếp nên Na, K thoả mãn
(23 < 29,4 < 39)...........................................................................................................
 Khi trộn hai dung dịch A và B có kết tủa tạo ra chứng tỏ ban đầu có phản ứng (3), ta có phương trình hoá học: 
 HNO3 + MOH MNO3 + H2O (4)
 Al(NO3)3 + 3MOH Al(OH)3 + 3MNO3 (5)...................................
Số mol kết tủa: Al(OH)3 = 0,02 mol nhỏ hơn số mol Al(NO3)3. Nên có 2 khả năng: .....
TH1: Al(NO3)3 còn dư thì số mol MOH = 0,04 + 0,02.3= 0,1 mol 
 số mol M phản ứng(2) = 0,25 - 0,1 = 0,15 mol 
 số mol HCl = 0,15 mol CM(HCl) = 0,3M ...........................................................
TH2: MOH còn dư, Al(OH)3 tan trở lại một phần: 
 Al(OH)3 + MOH MalO2 + 2H2O (6) .......................................
Số mol Al(OH)3 tan = 0,06 - 0,02 = 0,04 mol. Từ các phương trình(4,5,6) ta có: 
Số mol MOH = 0,04 + 0,06.3 + 0,04 = 0,26 mol (loại - vì lớn hơn số mol M ban đầu)..
CõuII. (4,0 điểm)
 1. Cho 10,40 gam hỗn hợp X (gồm Fe, FeS, FeS2, S) tỏc dụng với dung dịch HNO3 đặc núng dư thu được V lớt khớ NO2 (là sản phẩm khử duy nhất, đo ở đktc) và dung dịch A. Cho A tỏc dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư thu được 45,65 gam kết tủa. 
a) Viết cỏc phương trỡnh hoỏ học của cỏc phản ứng xảy ra dưới dạng phương trỡnh ion.
b) Tớnh V và số mol HNO3 trong dung dịch cần dựng để oxi húa hoàn toàn hỗn hợp X.
1
a)Cỏc phương trỡnh phản ứng: (1,0 điểm)
Fe + 6H+ + 3NO3- → Fe3+ + 3NO2 ư+ 3H2O (1)
FeS + 10 H+ + 9NO3- → Fe3+ + SO42- + 9NO2ư + 5H2O (2)
FeS2 + 14H+ + 15NO3- → Fe3+ + 2SO42- + 15NO2ư + 7H2O (3)
S + 4H+ + NO3- → SO42- + 6NO2ư + 2H2O(4) (4)
Dung dịch sau phản ứng cú: Fe3+, SO42-, H+
H+ + OH- → H2O
Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3¯
Ba2+ + SO42- → BaSO4¯
b) Coi hỗn hợp gồm Fe và S ta cú sơ đồ: (2,0 điểm)
Theo bài ra ta cú hệ: 
Áp dụng định luật bảo toàn eletron ta cú:
Fe → Fe+3 + 3e
0,1mol 3.0,1mol
S → S+6 + 6e
0,15mol 6.0,15mol
N+5 + 1e → N+4
 a.1mol a mol
Áp dụng định luật bảo toàn e ta cú:
a = 0,3 + 0,9 = 1,2 mol 
→ V = 1,2.22,4 = 26,88 lớt 
Theo (1) và (4):
Câu 7 (2,5 điểm). Trong một bình kín chứa N2 (1M), H2 (4M) và xúc tác (thể tích không đáng kể). Thực hiện phản ứng ở t0c và áp suất p. Khi hệ đạt tới trạng thái cân bằng thì áp suất là 0,8p, còn nhiệt độ vẫn là t0c. Hãy tính:
a. Hằng số cân bằng của phản ứng
b. Hiệu suất phản ứng và nồng độ mol của các chất tại thời điểm cân bằng
giải 
Tổng nồng độ của hệ trước cân bằng là: 1 + 4 = 5 (mol.l)
Gọi nồng độ N2 phản ứng là x (mol.l)
 N2 + 3H2 2NH3 
Ban đầu: 1 4 0 (mol.l)
Phản ứng x 3x
Cân bằng (1-x) (4-3x) 2x (mol.l)
Tổng nồng độ của hệ ở cân bằng là (5-2x) mol.l
Vì nhiệt độ không đổi, thể tích các khí trước và sau phản ứng đều bằng thể tích bình chứa nên: 
PT: PS = nT:nS = 
Suy rax=0,5 (mol.l)
Nồng độ các chất tại thời điểm cân bằng[N2]=1-x=0,5M
[H2]= 4- 3x = 2,5M. [NH3] = 2x =1M
 Vì nên hiệu suất phản ứng tính theo N2
H==50%
Câu 10 . Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp A gồm FeS và FeCO3 bằng dung dịch HNO3 đặc, nóng thu được hỗn hợp B màu nâu nhạt gồm hai khí X và Y có tỉ khối đối với H2 là 22,8 và dung dịch C.
 Biết FeS phản ứng với dung dịch HNO3 xảy ra như sau: FeS + HNO3 Fe(NO3)3 + H2SO4 + NO2+ H2O
a. Tính tỉ lệ % theo khối lượng các muối trong A.
b. Làm lạnh hỗn hợp khí B ở nhiệt độ thấp hơn được hỗn hợp D gồm ba khí X, Y, Z có tỉ khối so với H2 là 28,5. Tính thành phần % theo thể tích các khí trong D.
c. ở -110C hỗn hợp D chuyển thành hỗn hợp E gồm hai khí. Tính tỉ khối của E so với H2 
Biết: C=12; H=1; O=16; N=14; Fe=56; Br= 80; S= 32.
Giải Theo đề ra thì hỗn hợp khí B phải là NO2 và CO2 theo phản ứng sau
FeS + 12HNO3 Fe(NO3)3 + H2SO4 +9NO2 + 5H2O
 FeCO3 + 4HNO3 Fe(NO3)3 + CO2 +NO2 + 2H2O
Đặt nFeS=a (mol), nFeCO3 = b (mol) suy ra nNO2=9a + b, nCO2 = b
Ta có: a:b=1:3
nFeS : nFeCO3 = 1:3
Tỉ lệ khối lượng:
b/ Làm lạnh B có phản ứng sau:
 2NO2 N2O4 khi đó , làm = 57
Gọi x là số mol N2O4 có trong hỗn hợp D 
Trong D gồm: (9a + b) - 2x = 4b -2x mol NO2, x mol N2O4 , b mol CO2
Suy ra đ x=b
Tổng số mol trong D =4b gồm NO2 = 2b chiếm 50%, N2O4=b chiếm 25%, CO2=b chiếm 25%
ở -110c phản ứng: 2NO2 N2O4 xảy ra hoàn toàn
Hỗn hợp E gồm N2O4 và CO2 trong đó nN2O4 =2b; nCO2=b 
Tỉ khối đối với H2: 
Câu 1 ( 5đ)
 1) Hoàn thành các phương trình phản ứng theo sơ đồ sau : 
 + H2SO4
 + CO2 +H2O A3(khí)
 NH3 A1 A2 
 P cao, t0 + NaOH 
 A4 (khí) 
 Biết phân tử A1 gồm C, H, O, N với tỉ lệ khối lượng tương ứng 3 : 1 : 4 : 7 và trong phân tử chỉ có hai nguyên tử ni tơ. 
 2) Một hỗn hợp gồm Cu và Fe có tỉ lệ khối lượng 7 : 3. Lấy m (gam) hỗn hợp này cho phản ứng hoàn toàn với dung dịch HNO3 thấy đã có 44,1 gam HNO3 phản ứng, thu được 0,75m (gam) rắn, dung dịch B và 5,6 lít hỗn hợp khí (ĐKTC) gồm NO và NO2. Hỏi cô cạn dung dịch B thu được bao nhiêu gam muối khan?
1.T ỡm A1(CxHyOzNt): Tỉ lệ: 12x : y : 16z : 14t = 3 :1 : 4 : 7
 x : y : z : t = 1 : 4 : 1 : 2 . CTPT của A1 : CH4ON2 hay (NH2)2CO
PTPƯ : 2NH3 + CO2 (NH2)2CO + H2O
 (NH2)2CO + 2H2O (NH2)2CO3 
 (NH2)2CO3 + H2SO4 (NH4)2SO4 + CO2 + H2O
(NH2)2CO3 + 2NaOH Na2CO3 + 2NH3 + 2H2O
2. m(g)hh Cu và Fe tỉ lệ khối lượng 7: 3 
 có 0,7m (g) Cu, 0,3m (g)Fe
Tác dụng với HNO3 có Fe phản ứng 0,25m (g) còn 0,75m (g) chất rắn gồm 0,05m(g) Fe dư và 0,7m (g) Cu không phản ứng.
Fe bị HNO3 oxi hoá thành Fe2+ do Fe3+ + Fe Fe2+
Gọi a,b là số mol NO và NO2 
 3 Fe + 8 HNO3 3 Fe( NO3)2 + 2NO + 4 H2O 
 (mol) 1,5a 4a 1,5a a 
 Fe + 4 HNO3 Fe( NO3)2 + 2NO + 2 H2O 
 ( mol) 0,5b 2b 0,5b b
 nHNO3 = 4a + 2b = 0,7(I)
 a + b = 0,25 (II)
Từ (I) và (II) a = 0,1; b = 0,15
Khối lượng muối là: 180 ( 1,5a + 0,5b) = 180. 0,225 = 40,5g.
3. Hoà tan hoàn toàn FeS2 vào cốc chứa axit HNO3 thu được dung dịch A và chỉ có một khí bay ra. Thêm bột Cu dư và H2SO4 vào A, thấy dung dịch chuyển thành màu xanh đậm nhưng không có khí thoát ra. Viết phương trình hoá học biểu diễn các phản ứng đã xảy ra.
Giải Thêm Cu vào dung dịch A thấy dung dịch có màu xanh đậm, vậy có quá trình Cu - 2e → Cu2+, nhưng không có khí bay ra chứng tỏ dung dịch A không còn ion NO3- vì nếu có NO3- thì có khí thoát ra theo phương trình:
 Cu + 2NO3- + 4H+ → Cu2+ + 2NO2 + 2H2O
 hoặc: 3Cu + 2NO3- + 8H+ → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O
Vậy Cu đã khử Fe3+ trong A theo phương trình: Cu + 2Fe3+ → Cu2+ + 2Fe2+.
Các phương trình hóa học: 
+ Tạo ra NO2: 2FeS2 + 30HNO3 → 30NO2 + Fe2(SO4)3 + H2SO4 + 14H2O (1)
+ Tạo ra NO: 2FeS2 + 10HNO3 → 10NO + Fe2(SO4)3 + H2SO4 + 4H2O (2)
+ Tạo ra N2O: 8FeS2 + 30HNO3 → 15N2O + 4Fe2(SO4)3 + 4H2SO4 + 11H2O (3)
+ Tạo ra N2: 2FeS2 + 6HNO3 → 3N2 + Fe2(SO4)3 + H2SO4 + 2H2O (4)
 và Cu + Fe2(SO4)3 → CuSO4 + FeSO4 (5)
Dung dịch A chứa Fe2(SO4)3, H2SO4.