Đề thi học sinh giỏi vòng II – lớp 10 môn: Hóa học - Trường THPT Hồng Bàng

TRƯỜNG THPT HỒNG BÀNG ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VÒNG II – LỚP 10
 NĂM HỌC 2012-2013	 	MÔN: HÓA HỌC
(Đề thi gồm 2 trang) Thời gian làm bài : 120 phút
Cho biết khối lượng nguyên tử các nguyên tố: H = 1; C = 12 ; O = 16; Na = 23; Mg = 24; Al = 27; S = 32; Cl = 35,5; K = 39; Ca = 40; Fe = 56; Cu = 64; Zn = 65; F = 19; Br = 80; I = 127 
Câu 1: (1,5 điểm)
1.X, Y, R, A, B theo thứ tự là 5 nguyên tố liên tiếp trong bảng tuần hoàn có tổng số điện tích hạt nhân là 90 (X có 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) So sánh bán kính của X2-, Y-, R, A+, B2+. Giải thích?
2. Cho nguyên tố X là một phi kim. Hợp chất khí với hiddro của X là A và oxit cao nhất của X là B. Biết tỉ khối hơi của A so với B là 0,425. 
a) Xác định nguyên tố X?
b) Viết công thức electron và công thức cấu tạo của A và B? Cho biết liên kết trong A và B thuộc loại liên kết nào?
Câu 2: (1,5 điểm)
So sánh và giải thích độ tan trong nước của các chất sau: AgF, AgCl, AgBr, AgI?
Cho a mol H2S đi qua dung dịch chứa b mol NaOH. Sau khi phản ứng kết thúc, thu được dung dịch X gồm những chất nào? Bao nhiêu mol?
Câu 3: (1,0 điểm)
 Nguyên tử nguyên tố X có tổng số hạt proton, nơtron và electron là 180, trong đó tổng số hạt mang điện gấp 1,432 lần số hạt không mang điện. 
Viết cấu hình electron của nguyên tử X?
Dự đoán tính chất hóa học của X ở dạng đơn chất và viết các phương trình hóa học minh họa.
Ở điều kiện thường, đơn chất X tác dụng với dung dịch AgNO3 (dung môi không phải là nước) chỉ tạo ra 2 chất, trong đó một chất là XNO3 và một chất kết tủa màu vàng. Viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra và cho biết phản ứng đó thuộc loại phản ứng nào? Tại sao?
Câu 4: (1,5 điểm)
 Hòa tan hoàn toàn hỗn hợpX gồm MgCl2, FeCl3, CuCl2 vào nước ta được dung dịch A. Cho từ từ dòng khí H2S vào A cho đến dư thì thu được lượng kết tủa nhỏ hơn 2,51 lần lượng kết tủa tạo ra khi cho dung dịch Na2S dư vào dung dịch A. Tương tự, nếu thay FeCl3 trong A bằng FeCl2 với khối lượng như nhau (được dung dịch B) thì lượng kết tủa thu được khi cho H2S vào B nhỏ hơn 3,36 lần lượng kết tủa tạo ra khi cho dung dịch Na2S dư vào dung dịch B. Viết các phương trình phản ứng và xác định thành phần phần trăm khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp X ban đầu?
Câu 5: (2,0 điểm)
 Cho 356 gam hỗn hợp X gồm NaBr và NaI tác dụng với 0,4 mol Cl2, thu được một chất rắn A (sau khi cô cạn dung dịch ) có khối lượng 282,8 gam
Hãy chứng tỏ chỉ có NaI phản ứng .
Tính số mol của mối chất trong hỗn hợp X. Giả sử lượng Cl2 tối thiểu để chất rắn thu được sau phản ứng chứa 2 muối là 35,5 gam?
Khối lượng của Cl2 là bao nhiêu để hỗn hợp chất rắn thu được tác dụng với AgNO3 dư thì cho 475 gam kết tủa?
Câu 6: (1,5 điểm)
 Nung hỗn hợp gồm a gam Fe, b gam S (không có O2) một thời gian. Sau đó làm nguội thu được chất rắn X. Hòa tan X bằng dung dịch HCl dư được 2,8 lít (đktc) hỗn hợp khí B, dung dịch C và 0,16 gam chất rắn D. Cho hỗn hợp khí B lội từ từ qua lượng dư dung dịch CuCl2 tạo thành 9,6 gam kết tủa đen và còn lại một khí không phản ứng. Tính a, b?
Câu 7: ( 1 điểm) Hoàn thành phương trình hóa học của các phản ứng điều chế Clo trong phòng thí nghiệm theo sơ đồ chuyển hóa sau: 
Ghi chú: Học sinh không được sử dụng bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.
.+  → KCl + .+ Cl2 
.+ .→ PbCl2 + + Cl2 
.+ .→+ .+.+ Cl2 
 .+ +.+ MnSO4++Cl2
..+ . ..+ ..+ Cl2 
-------------------------------------------Hết ---------------------------------------------
ĐÁP ÁN ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VÒNG II – LỚP 10
MÔN: HÓA HỌC
Câu
Ý
Nội dung
Điểm
1
1,5 đ
1
 a) Gọi Z là điện tích hạt nhân của X.
suy ra điện tích hạt nhân của Y: Z+1 ; R: Z+2 ; A: Z+3 ; B: Z+4
Theo đề bài ta có: 5Z + 1+2+3+4 = 90 (lưu huỳnh)
Y có Z=17 (Clo) ; R có Z=18 (Argon) ; A có Z= 19 (kali) , B có Z= 20 (canxi)
b)Các nguyên tử và ion trên đều có cấu hình như nhau: nhưng điện tích hạt nhân càng lớn thì bán kính càng nhỏ. Vậy 
0,25 đ
0,25 đ
2
a) Gọi a là hóa trị của X trong hợp chất với oxi. Vì X là một phi kim nên hợp chất với hidro có công thức H8-aX. Công thức oxit cao nhất: X2Oa hoặc XOa/2 .
+) Nếu công thức oxit cao nhất là X2Oa.
Theo đề bài ta có : 
0,15MX + 8 = 7,8a (không có giá trị nào phù hợp phương trình trên)
+ ) Nếu công thức oxit cao nhất là XOa/2
 4,4a= 0,575MX + 8 với 4≤ a ≤7
Chọn a= 6, Mx =32 là giá trị phù hợp. Vậy X là S (lưu huỳnh)
b)Viết công thức electron và công thức cấu taọ của H2 S và SO3
 Liên kết trong A(H2S) và B(SO3) là liên kết cộng hóa trị.
0,125đ
0,125đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
2
1,5 đ
a
 Độ tan của AgF > AgCl > AgBr> AgI do trong nhóm VIIA, bán kính ion tăng dần từ F- đến I- , độ âm điện giảm dần nên liên kết Ag-I mang bản chất cộng hóa trị nhiều nhất, còn liên kết Ag-F mang bản chất ion nhiều nhất. Độ phân cực liên kết giảm từ AgF đến AgI nên độ tan giảm như trên.
0,5 đ
b
Cho a mol H2S đi qua dung dịch chứa b mol NaOH. Sau khi phản ứng kết thúc, thu được dung dịch X gồm những chất nào? Bao nhiêu mol?
Các phương trình hóa học: 
 H2S + NaOH → NaHS + H2O
 NaHS + NaOH →Na2S + H2O 
 H2S + 2NaOH → Na2S + 2H2O
+) Trường hợp 1: b< a : X gồm NaHS : bmol và H2S dư (a-b) mol
+) trường hợp 2: a=b: X gồm NaHS : b=a mol
+) trường hợp 3: a<b<2a: X gồm NaHS : (2a-b)mol và Na2S (b-a) mol
+) trường hợp 4: b=2a: X gồm Na2S: a=b/2 mol 
+) trường hợp 5: b> 2a: X gồm Na2S: a mol; NaOH dư (b-2a) mol
 b2a b
 NaHS NaHS NaHS Na2S Na2S
 b mol a=b mol (2a-b) mol a=b/2 mol a mol
 H2S dư Na2S NaOH dư
 (a-b) mol (b-a) mol (b-2a) mol
0,375đ
0,125đ
0,125đ
0,125đ
0,125đ
0,125đ
3
1,0 đ
a
Trong nguyên tử X: số proton là Z, số nơtron là N, số electron là E
 Z+ N + E = 180
 Z + E = 1,432 N
 Z=E = 53 , N =74 X là Iot
Cấu hình electron của X: 
0,25đ
b
Iot có tính oxi hóa mạnh I + e → I-
 5s25p5 5s25p6 
 VD: 2Al + 3I2 2AlI3 
Iot có tính khử
VD: 3I2 + 10HNO3  → 6HIO3 + 10NO + 2H2O
0,25 đ
0,25đ
c
Phương trình hóa học: I2 + AgNO3 → AgI ↓vàng + INO3
Là phản ứng tự oxi hóa –khử (I từ số oxi hóa 0→ -1 và +1)
I + 1e → I- 
I → I+ + 1e 
0,25đ
4
1,5đ
Gọi x,y,z lần lượt là số mol của CuCl2 , MgCl2, FeCl3. 
+) A tác dụng với Na2S
 CuCl2 + Na2S → 2NaCl + CuS↓
 MgCl2 + Na2S + 2H2O → 2NaCl + Mg(OH)2↓ + H2S↑ + 2NaCl
 2FeCl3 + 3Na2S → 6NaCl + 2FeS↓ + S↓ + 6NaCl
+) A tác dụng với H2S
 CuCl2 + H2S → 2HCl + CuS↓
 MgCl2 + H2S → không phản ứng 
 2FeCl3 + H2S → 2FeCl2 + 2HCl + S↓
+) B tác dụng với dung dịch Na2S
 CuCl2 + Na2S → 2NaCl + CuS↓
 MgCl2 + Na2S + 2H2O → 2NaCl + Mg(OH)2↓ + H2S↑ + 2NaCl
 FeCl2 + Na2S → 2NaCl + FeS↓
+) B tác dụng với H2S
 CuCl2 + H2S → 2HCl + CuS↓
Theo bài rat a có các phương trình 
 96x + 88z + 32z/2 +58y = 2,51.(96x + 32z/2) (1)
nFeCl2 = 162,5z/127 (mol)
 96x + 58y + 88.162,5z/127 = 3,36.96x (2)
Ta được : y = 0,664x và z= 1,67x 
%MgCl2 = 13,45% ; %FeCl3 = 57,8% và % CuCl2= 28,75%.
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,125đ
0,125đ
0,25đ
5
2đ
1
Nhận thấy chất rắn thu được chứa NaCl nhẹ hơn NaBr hay NaI (cùng số mol )
Do I- có tính khử mạnh hơn Br- , nên Cl2 phản ứng với NaI trước
Cl2 + 2NaI → 2NaCl + I2 
Nếu chỉ có (1) thì mgiảm = 0,8(127-35,5) = 73,2 =356 – 282,8 (gam)
Nếu có phản ứng 
 Cl2 + 2NaBr → 2NaCl + Br2 
Thì mgiảm < 356 – 282,8 (do 80-35,5 < 127-35,5 )
Vậy chỉ có NaI phản ứng với Cl2, NaBr chưa phản ứng .
0,5 đ
2
Lượng Cl2 tối thiểu để chất rắn thu được sau phản ứng chứa 2 muối ứng với trường hợp phản ứng (1) xảy ra vừa đủ. 
0,5đ
+) Nếu nCl2 =0 → A gồm 1 mol NaI và 2 mol NaBr
 m↓ = mAgI + mAgBr = 611 gam
+) Nếu nCl2 = 0,5 mol → A gồm 1 mol NaCl và 2 mol NaBr
m↓ = mAgCl + mAgBr = 519,5 gam 
+) Nếu nCl2 = 1,5 mol → A gồm 3 mol NaCl
m↓ = mAgCl = 430,5 gam
Với m↓ = 475 gam, ta có 430,5 < 475< 519,5 → NaI phản ứng hết , NaBr phản ứng một phần. Gọi nCl2 = x mol, ta có
A m↓
m↓= 143,5.2x +188(3-2x) =475 (gam) → x= 1mol →mCl2 = 71 gam
0,5đ
0,25 đ
0,25đ
3
6
1,5 đ
Viết các phương trình phản ứng xảy ra.
Chất rắn X gồm FeS: xmol ; Fe dư: y mol và S dư: z mol
Hỗn hợp khí B gồm H2S : x mol và H2: y mol
Chất rắn D là S dư: 5.10-3 mol = z
Kết tủa đen là CuS: xmol= 0,1 mol
Mà nB = 
Vậy mFe =a= 0,125.56=7 (gam)
 mS = 0,1.32 + 0,16 = 3,36 (gam)
0,5 đ
0,5đ
0,5 đ
KClO3 + 6HCl → KCl + 3H2O + 3Cl2 
0,2 đ
7
 1,0 đ
 PbO2 + 4HCl → PbCl2 + 2H2O+ Cl2 
0,2 đ
2KMnO4 + 16HCl .→ 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O + 5Cl2 
0,2 đ
2NaCl .+ MnO2 + 3H2SO4 2NaHSO4+ MnSO4+ 2H2O + Cl2
MnO2.+ 4HCl. MnCl2 + 2H2O .+ Cl2 
0,2 đ
0,2 đ