Đề thi olympic Hóa học lớp 10 - Trường THPT Đa Phúc - Năm học 2011 - 2012

SỞ GD & ĐT HÀ NỘI
ĐỀ THI OLYMPIC HÓA HỌC LỚP 10
TRƯỜNG THPT ĐA PHÚC
(Thời gian làm bài 90 phút)
Năm học 2011-2012
Cho biết nguyên tử khối 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) Cân bằng các phản ứng sau bằng phương pháp thăng bằng electron:
a) Cr2S3 + Mn(NO3)2 + K2CO3	 K2CrO4 + K2SO4 + K2MnO4 + NO + CO2
b) P + NH4ClO4 H3PO4 + N2 + Cl2 + H2O 
c) FexOy + HNO3 Fe(NO)3 + NnOm + H2O
2) Những thay đổi nào có thể xảy ra khi bảo quản lâu dài trong bình miệng hở các dung dịch sau đây: (a) axit sunfuhiđric, (b) axit bromhiđric, (c) nước Gia-ven, (d) axit sunfuric đậm đặc.
Câu 2: (5 điểm)
Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt các loại là 60, số hạt mang điện trong hạt nhân bằng số hạt không mang điện. Nguyên tử của nguyên tố Y có 11 electron p. Nguyên tử nguyên tố Z có 4 lớp electron và 6 electron độc thân. 
Dựa trên cấu hình electron, cho biết vị trí của các nguyên tố trên trong bảng hệ thống tuần hoàn.
So sánh (có giải thích) bán kính của các nguyên tử và ion X, X2+ và Y-.
2) Sục Cl2 vào dung dịch KOH loãng thu được dung dịch A, hòa tan I2 vào dung dịch KOH loãng thu được dung dịch B (tiến hành ở nhiệt độ phòng). 
Viết phương trình hóa học xảy ra và cho nhận xét.
Nêu hiện tượng và viết phương trình hóa học xảy ra khi cho lần lượt các dung dịch hỗn hợp HCl và FeCl2, dung dịch Br2, H2O2 vào dung dịch A (không có Cl2 dư).
Câu 3: (5 điểm) 
1) Cho vào nước dư 3g oxit của 1 kim loại hoá trị 1, ta được dung dịch kiềm, chia dung dịch làm hai phần bằng nhau:
 - Phần 1: Cho tác dụng hoàn toàn với 90 ml dung dịch HCl 1M, sau phản ứng dung dịch làm quỳ tím hoá xanh.
 - Phần 2: Cho tác dụng với V(ml) dung dịch HCl 1M sau phản ứng dung dịch không làm đổi màu quỳ tím.
Tìm công thức phân tử oxit
Tính V 
2) Có 3,28g hỗn hợp 3 kim loại A, B, C có tỉ lệ số mol tương ứng là 4:3:2 và có tỉ lệ khối lượng nguyên tử tương ứng là 3:5:7. Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp 3 kim loại trên trong dung dịch HCl dư thì thu được 2,0161 lít khí (đktc). Xác định 3 kim loại A, B, C, biết rằng khi chúng tác dụng với axit đều tạo muối kim loại hoá trị 2.
Câu 4: (4 điểm)
Hỗn hợp A gồm bột S và Mg. Đun nóng A trong điều kiện không có không khí, sau đó làm nguội và cho sản phẩm tác dụng với dung dịch HCl (dư) thu được 2,987 lít khí B có tỉ khối so với không khí bằng 0,8966. Đốt cháy hết khí B, sau đó cho toàn bộ sản phẩm vào 100ml H2O2 5% (D = 1g/ml) thu được dung dịch D. Xác định % khối lượng các chất trong A và nồng độ % các chất tạo ra trong dung dịch D. Cho thể tích các chất khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn. 
Hàm lượng cho phép của tạp chất lưu huỳnh trong nhiên liệu là 0,30%. Người ta đốt cháy hoàn toàn 100,0 gam một loại nhiên liệu và dẫn sản phẩm cháy (giả thiết chỉ có CO2, SO2 và hơi nước) qua dung dịch KMnO4 5,0.10-3M trong H2SO4 thì thấy thể tích dung dịch KMnO4 đã phản ứng vừa hết với lượng sản phẩm cháy trên là 625 ml. Hãy tính toán xác định xem nhiên liệu đó có được phép sử dụng hay không?
------------ 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.
HƯỚNG DẪN VÀ BIỂU ĐIỂM CHẤM 
ĐỀ THI OLYMPIC (Ngày 01-4-2012)
Môn: Hoá học 10
Câu
Nội dung
Điểm
Câu 1
6
1
3
a) Cr2S3 + Mn(NO3)2 + K2CO3 K2CrO4 + K2SO4 + K2MnO4 + NO + CO2
 2Cr+3 2Cr+6 + 6e
 3S–2 3S+6 + 24e
 Cr2S3 2Cr+ 6  + 3S+ 6 + 30e x 1 (a)
 Mn+ 2 Mn+ 6 + 4e
 2N+ 5 + 6e 2N+ 2
 Mn(NO3)2 + 2e Mn+ 6 + 2N+2 x 15 (b)
 Cộng (a) và (b)
Cr2S3 + 15Mn(NO3)2 2Cr+ 6 + 3S+ 6 + 15Mn+ 6 + 30N+ 2 
 Hoàn thành:
Cr2S3 + 15Mn(NO3)2 + 20K2CO3 2K2CrO4 + 3K2SO4 +15 K2MnO4 + 30NO + 20CO2
0.25
0.25
0.5
b) P + NH4ClO4 H3PO4 + N2 + Cl2 + H2O 
 2N –3 2NO + 6e
 2Cl+ 7 + 14e 2ClO 
 2NH4ClO3 + 8e 2NO + 2ClO x 5
 PO P+ 5 + 5e x 8
 10NH4NO3 + 8PO 8P+ 5 + 10NO + 10ClO + 16H2O
10NH4NO3 + 8P 8H3PO4 + 5N2 + 5Cl2 + 8H2O
0.25
0.25
0.5
c) FexOy + HNO3 Fe(NO3)3 + NnOm + H2O
 xFe+2y/x xFe+ 3 + (3x – 2y)e (5n – 2m)
 nN+ 5 + (5n – 2m)e nN+ 2m/n (3x – 2y) 
 x(5n –2m)Fe+2y/x + n(3x – 2y)N+ 5 x(5n – 2m)Fe + 3 + n(3x – 2y)N+2m/n
 Hoàn thành:
 (5n – m)FexOy + (18nx – 6my – 2ny)HNO3 
 x(5n – 2m)Fe(NO3)3 + (3x – 2y)NnOm + (9nx – 3mx – ny)H2O
0.25
0.25
0.5
2
3
 (a) 	Vẩn đục vàng của kết tủa lưu huỳnh: H2S + 1/2O2 ® H2O + S↓
(b) 	Dung dịch có màu vàng nhạt: 1/2O2 + 2HBr ® H2O + Br2
(c) Thoát khí O2 và nồng độ giảm dần
NaClO + H2O + CO2 ® NaHCO3 + HClO
HClO ® HCl + 1/2O2
(d) 	Có màu đen do sự than hóa chất bẩn hữu cơ có trong không khí.
 Cn(H2O)m nC + mH2O
1
1
0.5
0.5
Câu 2
5
1
2
a) Xác định vị trí dựa vào cấu hình electron:
      , 
X là canxi (Ca), cấu hình electron của 20Ca : [Ar] 4s2
Cấu hình của Y là 1s22s22p63s23p5 hay [Ne] 3s2 3p5Þ Y là Cl
Theo giả thiết thì Z chính là crom, cấu hình electron của 24Cr : [Ar] 3d5 4s1
STT 
Chu kỳ nguyên tố
Nhóm nguyên tố
Ca
20
4
IIA
Cl
17
3
VIIA
Cr
24
4
VIB
0.5
0.5
b) Trật tự tăng dần bán kính nguyên tử: 
Bán kính nguyên tử tỉ lệ với thuận với số lớp electron và tỉ lệ nghịch với số đơn vị điện tích hạt nhân của nguyên tử đó. 
Bán kính ion Ca2+ nhỏ hơn Cl- do có cùng số lớp electron (n = 3), nhưng điện tích hạt nhân Ca2+ (Z = 20) lớn hơn Cl- (Z = 17). Bán kính nguyên tử Ca lớn nhất do có số lớp electron lớn nhất (n = 4).
0.5
0.5
2
3
a) Ở nhiệt độ thường:
	2KOH + Cl2 ® KCl + KClO + H2O
	6KOH + 3I2 ® 5KI + KIO3 + 3H2O
Trong môi trường kiềm tồn tại cân bằng : 3XO- ⇌X- + XO
Ion ClO- phân hủy rất chậm ở nhiệt độ thường và phân hủy nhanh khi đun nóng, ion IO- phân hủy ở tất cả các nhiệt độ.
0.5
0.5
0.5
b) Các phương trình hóa học :
Ion ClO- có tính oxi hóa rất mạnh, thể hiện trong các phương trình hóa học:
- Khi cho dung dịch FeCl2 và HCl vào dung dịch A có khí vàng lục thoát ra và dung dịch từ không màu chuyển sang màu vàng nâu : 
 2FeCl2 + 2KClO + 4HCl ® 2FeCl3 + Cl2 + 2KCl + 2H2O
- Khi cho dung dịch Br2 vào dung dịch A, dung dịch brom mất màu :
	Br2 + 5KClO + H2O ® 2HBrO3 + 5KCl 
- Khi cho H2O2 vào dung dịch A, có khí không màu, không mùi thoát ra:
	H2O2 + KClO ® H2O + O2 + KCl
0.5
0.5
0.5
Câu 3
5
1
2.5
a. Gọi công thức oxit kim loại hóa trị I: M2O
 nHCl = 1.0,09 = 0,09mol
 Phương trình phản ứng: M2O + 2HCl 2MCl + H2O (1)
 1,5/(2M + 16) 3/(2M + 16)
 (1) suy ra: 3/(2M + 16) > 0,09 M < 8,67
 Suy ra: M là Li 
1.5
b. nL2O(1/2 hỗn hợp) = 1,5/30 = 0,05 mol
Phương trình phản ứng: Li2O + 2HCl 2LiCl + H2O (2)
 0,05 0,1
 (2) suy ra: V = 0,1/1 = 0,1 lít = 100 ml
1
2
2.5
Gọi số mol 3 kim loại A, B, C lần lượt là: 4x, 3x, 2x và KLNT tương ứng là MA, MB, MC
 số mol H2 = 2,0262/22,4 = 0,09 mol
 ptpư: A + 2HCl ACl2 + H2 (1)
 4x 4x 4x
 B + 2HCl BCl2 + H2 (2)
3x 3x 3x
 C + 2HCl CCl2 + H2 (3)
2x 2x 2x
Từ (1), (2), (3) ta có : 4x + 3x + 2x = 0,09 x = 0,01 (a)
 Ta có: MB = 5/3MA (b) 
 MC = 7/3MA (c)
 Mặc khác ta có: MA.4x + MB.3x + MC.2x = 3,28 (d)
Từ (a), (b), (c), (d) suy ra: MA(0,04 + 5/3.0,03 + 7/3.0,02) = 3,28
 Suy ra: MA = 24 A: Mg
 MB = 5/3.24 = 40 B: Ca
 MC = 7/3.24 = 56 C: Fe
0.25
0.25
0.25
0.25
0.5
0.25
0.25
0.25
0.25
Câu 4
4
1)
2.5 đ
Phương trình phản ứng:	S + Mg ® MgS 	(1)
	 MgS + 2HCl ® MgCl2 + H2S	(2)
	 Mg + 2HCl ® MgCl2 + H2 	(3) 
0.5
 Þ B chứa H2S và H2 [Mg có dư sau phản ứng (1)]
	Gọi x và y lần lượt là số mol khí H2S và H2, ta có 
	Giải ra ta có x = 0,1 ; y = . Từ (1), (2), (3) ta có:
50%, 50%
0.25
0.5
0.25
H2S + O2 ® 	SO2 + H2O
	0,1 	0,1 	0,1
	H2 + O2 ® H2O
	0,033 	0,033
	SO2 + 	H2O2 ® H2SO4
	0,1 	0,147
	0	0,047 	0,1	
0.5
m(dung dịch) = gam
	C%(H2SO4) = 9%; C%(H2O2) = 1,47%
0.5
2
1.5
Phương trình phản ứng:
	S + O2 SO2	(1)
	5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4	(2)
1
Từ (1) và (2) Þ mol
	0,25% < 0,30%
	Vậy nhiên liệu trên được phép sử dụng.
0.5
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.