Đề thi hsg môn hóa lớp 11 năm 2020-2021 trường trần nguyên hãn vòng 1 có đáp án

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HẢI PHÒNG

TRƯỜNG THPT TRẦN NGUYÊN HÃN

ĐỀ THI CHÍNH THỨC

(Đề thi có 02 trang)

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI

LỚP 11 - NĂM HỌC 2020-2021

Môn: Hóa học

Thời gian bàm bài: 180 phút, không kể thời gian phát đề

Dung dịch

A

B

C

D

E

pH

10

3

2,1

7

8

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HẢI PHÒNG

TRƯỜNG THPT TRẦN NGUYÊN HÃN

HƯỚNG DẪN CHẤM

(Hướng dẫn chấm gồm 06 trang)

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI

LỚP 11 - NĂM HỌC 2020-2021

Môn: Hóa học

Câu

Nội dung

Điểm

1.

1 điểm

Tổng số hạt mang điện trong phân tử X₂Y₃ là 152 hạt. Số hạt mang điện trong hạt nhân nguyên tử X nhiều hơn số hạt mang điện trong hạt nhân nguyên tử Y là 18 hạt.

a. Xác định vị trí của X, Y trong bảng tuần hoàn.

b. Viết cấu hình electron của X²⁺, X³⁺, Y^2-.

c. Viết công thức cấu tạo của phân tử X₂Y₃

1.a

*) Fe

+ Vị trí:

- Fe: Ô số 26, chu kỳ 4, nhóm VIIIB

- O: Ô số 8, chu kỳ 2, nhóm VIA

0,5

1.b

0,25

1.c

Fe Fe

O O O

hoặc

O

Fe O Fe

O

0,25

2

1 điểm

Tìm chất và lập các phương trình phản ứng sau theo phương pháp thăng bằng electron (mỗi dấu “?” ứng với 1 chất)

a. Al + HNO₃ → ? + N₂O↑ + ?

b. FeCO₃ + HNO₃ → ?+ NO↑ + ?+ ?

c. Fe_xO_y + HNO₃ → ? + N_nO_m↑ + ?

d. Mg + HNO₃ → ?+ NH₄NO₃ + ?

2.a

_{0 +5 +3 +1}

8Al + 30HNO₃ → 8Al(NO₃)₃ + 3N₂O↑ +15H₂O

Al 🡪 Al³⁺ + 3e x8

2N⁺⁵ + 8e 🡪 2N⁺¹ x3

0,25

2.b

_{+2 +5 +3 +2}

3FeCO₃ + 10HNO₃ → 3Fe(NO₃)₃ + NO↑ + 3CO₂ + 5H₂O

Fe⁺² 🡪 Fe⁺³ + e x3

N⁺⁵ + 3e 🡪 N⁺² x1

0,25

2.c

_{+2y/x +5}

( 5n-2m)Fe_xO_y + (18nx-6mx-2yn)HNO₃ →

_{+3 +2m/n}

x( 5n-2m)Fe(NO₃)₃ + ( 3x-2y) N_nO_m↑+ (9nx-3mx-yn)H₂O

xFe^+2y/x 🡪 x Fe⁺³ + (3x-2y) e x( 5n-2m)

nN⁺⁵ + (5n- 2m)e 🡪 nN^+2m/n x( 3x-2y)

0,25

2.d

_{0 +5 +2 -3}

4Mg + 10HNO₃ → 4Mg(NO₃)₂+ NH₄NO₃ + 3H₂O

Mg🡪 Mg⁺² + 2e x4

N⁺⁵ + 8e 🡪 N^-3 x1

Chỉ có kết quả cân bằng đúng đạt 0,15 điểm

Có đủ các bước đúng: đạt tối đa 0,25 điểm

0,25

3

1 điểm

3.a

Viết phương trình dạng phân tử và ion rút gọn của các phản ứng (nếu có ) xảy ra trong dung dịch giữa các cặp chất sau :

Fe₂(SO₄)₃ + 6NaOH 🡪 2Fe(OH)₃ + 3Na₂SO₄

pt ion: Fe³⁺ + 3OH^- 🡪 Fe(OH)₃

0,2

3.b

NH₄Cl + AgNO₃ 🡪 AgCl + NH₄NO₃

Cl^- + Ag⁺ 🡪 AgCl

0,2

3.c

NaHSO₃ + NaOH 🡪 Na₂SO₃ + H₂O

HSO₃^- + OH^- 🡪 SO₃^2- + H₂O

0,2

3.d

HClO + KOH 🡪 KClO + H₂O

HClO + OH^- 🡪 ClO^- + H₂O

0,2

3.e

Trộn dung dịch X chứa các ion : H⁺ , Cu²⁺ , Al³⁺ , SO₄^2- với dung dịch Y chứa các ion : Ba²⁺ , K⁺ , OH^- . Viết các phương trình dạng ion có thể xảy ra ?

H⁺ + OH^- 🡪 H₂O

Cu²⁺ + 2OH^- 🡪 Cu(OH)₂

Al³⁺ + 3OH^- 🡪 Al(OH)₃

Al³⁺ + 4OH^- 🡪 Al(OH)₄^- (hay: Al(OH)₃ + OH^- 🡪 Al(OH)₄^- )

SO₄^2- + Ba²⁺ 🡪 BaSO₄

Chú ý: Phương trình không cân bằng không tính điểm

0,2

( Mỗi pt đạt 0,04 điểm

4

1 điểm

4.1

Có hai dung dịch: Dung dịch A và dung dịch B, mỗi dung dịch chỉ chứa 2 loại cation và 2 loại anion khác nhau trong số các ion sau: NH₄⁺ (0,15 mol); H⁺ (0,25 mol); Na⁺ (0,25 mol); CO₃^2- (0,1 mol), NO₃^- (0,1 mol); Al³⁺ ( 0,05 mol) ; Br^- (0,2 mol) ; SO₄^2- (0,15 mol).

Xác định dung dịch A và dung dịch B ( có giải thích ngắn gọn). Biết rằng khi cho dung dịch NaOH vào dung dịch A và đun nóng nhẹ thì có khí thoát ra làm xanh giấy quỳ tím ẩm.

Căn cứ: Phản ứng giữa các ion và bảo toàn điện tích và A có chứa NH₄⁺

Dung dịch A: NH₄⁺ (0,15 mol); Na⁺ (0,25 mol); CO₃^2- (0,1 mol); Br^- (0,2 mol).

Dung dịch B: H⁺ (0,25 mol); NO₃^- (0,1 mol); Al³⁺ ( 0,05 mol) ; SO₄^2- (0,15 mol)

0,25

4.2

Hòa tan hết 12,8 gam hỗn hợp X gồm (Na, Na₂O, K, K₂O, Ba và BaO), (trong đó oxi chiếm 8,75% về khối lượng) vào nước thu được 600 ml dung dịch Y và 1,568 lít khí H₂ (đktc). Trộn 300 ml dung dịch Y với 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm HCl 0,4M và H₂SO₄ 0,3M thu được 400 ml dung dịch Z. Tính pH của dung dịch Z. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn.

n_{O (X)}=

n_H2 =

Sơ đồ: X + H₂O Na⁺ + K⁺ + Ba²⁺ + OH^-+ H₂

nOH^- =2.n_{O (X) +} 2.n_H2 = 0,28 mol

H⁺ + OH^- H₂O

0,1 0,14

[OH^-]_dư = pH = 13.

(Nếu học sinh chỉ viết được phương trình tác dụng với nước và tác dụng với axit thì sẽ được 0,25 điểm)

0,25

0,25

0,25

5

1,5 điểm

Cho 2,07 gam hỗn hợp gồm Al và Mg tan hết trong dung dịch axit HNO₃ loãng, đun nóng nhẹ tạo ra dung dịch A ( không chứa ion NH₄⁺ ) và 448 ml ( đo ở 354,9 K và 988 mmHg) hỗn hợp khí B khô gồm 2 khí không màu, không đổi màu trong không khí. Tỷ khối của B so với oxi bằng 0,716 lần tỷ khối của CO₂ so với nitơ. Làm khan A một cách cẩn thận thu được hỗn hợp chất rắn D, nung D đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn E.

5.a

Tính khối lượng chất D và % khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu.

+ Vì tỷ khối của B so với oxi bằng 0,716 lần tỷ khối của CO₂ so với nitơ nên

M_B= (44/28).0,716.32=36 ; n_B= (988/760).0,448/(0,082.354,9) = 0,02 (mol)

+ B gồm 2 khí không màu, không đổi màu trong không khí : N₂ và N₂O

+ Áp dụng quy tắc đường chéo hoặc các phương pháp tương đương tính được

n_N2= n_N2O = 0,01( mol)

Al 🡪 Al³⁺ + 3e 2N⁺⁵ + 8 e 🡪 2N⁺¹

x 3x 0,08 0,02

Mg 🡪 Mg²⁺ + 2e 2N⁺⁵ + 10 e 🡪 N₂

y 2y 0,1 0,01

Theo giả thiết : 27x + 24y = 2,07

Theo ĐL BT e : 3x + 2y = 0,18

Giải được x= 0,01 ; y = 0,075

m_D = 0,01. 213 + 0,075.148 = 13,23 (gam)

%mAl = 0,27/2,07.100%= 13,04%

%mMg = 1,8/2,07.100% = 86,96%

0,25

0,25

0,25

0,25

5.b

Tính giá trị m

E gồm Al₂O₃ và MgO

m_E = 2,07 + 16.0,18/2= 3,51 ( gam)

Học sinh có thể sử dụng phương pháp khác, đúng vẫn đạt điểm tối đa

0,5

6

2 điểm

Hỗn hợp X gồm Fe và kim loại M (hóa trị n không đổi). Hòa tan hoàn toàn m gam X trong dung dịch H₂SO₄ đặc nóng, dư được dung dịch A và V lít khí SO₂ (đktc) là sản phẩm khử duy nhất. Hấp thụ hoàn toàn lượng SO₂ trên bằng dung dịch NaOH dư được dung dịch chứa 4,725 gam muối.

Thêm vào m gam X lượng M gấp đôi lượng M ban đầu được hỗn hợp Y. Cho Y tan hết trong dung dịch HCl được 1,736 lít H₂ (đktc).

Thêm một lượng Fe vào m gam X để được hỗn hợp Z chứa lượng sắt gấp đôi lượng sắt có trong X. Cho Z tác dụng với dung dịch H₂SO₄ loãng dư được dung dịch B chứa 5,605 gam muối.

6.a

Các phương trình phản ứng:

*) Hỗn hợp X + H₂SO₄ đặc nóng:

2Fe + 6H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 3 SO₂ + 6H₂O (1)

2M + 2nH₂SO₄ → M₂(SO₄)_n + n SO₂ + 2nH₂O (2)

0,2

Khí SO₂ sinh ra tác dụng với dung dịch NaOH dư

SO₂ + 2NaOH → Na₂SO₃ + H₂O (3)

0,1

*) Hỗn hợp Y tan hết trong dung dịch HCl:

Fe + 2 HCl → FeCl₂ + H₂ (4)

2M + 2n HCl → 2MCl_n + nH₂ (5)

0,2

*) Z tác dụng với dung dịch H₂SO₄ loãng dư:

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂ (6)

2M + n H₂SO₄ → M₂(SO₄)_n + nH₂ (7)

0,2

6.b

Tính V

Có m _Na2SO3 = 4,725 gam ⇒ n_Na2SO3 = 0,0375 mol = n_SO2

Vậy V_SO2 = 0,0375 . 22,4 = 0,84 lít

0,25

6.c

Đặt số mol Fe và M trong m gam X lần lượt là: x và y mol

Theo (1) và (2) ⇒ (*)

Theo đề bài, trong hỗn hợp Y có n_Fe = x mol; n_M = 3y mol

Theo (4), (5) ta có n_H2= x + mol (**)

Theo đề bài, trong hỗn hợp Z có n_Fe = 2x mol; n_M = y mol

Theo (6) và (7) có:;

⇒ Khối lượng muối: m_muối = 152.2x + (2M + 96n).= 5,605 gam

⇔ 304.x + M.y + 48.ny = 5,605 gam (***)

0,25

0,25

Từ (*), (**), (***) ta có: x = 0,01; M.y = 0,405; n.y = 0,045

⇒

Xét: n 1 2 3

M (g/mol) 9 18 27

(loại) (loại) (M là Al)

⇒ y = 0,015 mol.

Vậy kim loại M là Al và thành phần % theo khối lượng mỗi kim loại trong X:

0,25

0,3

7

1,5 điểm

Cho hai kim loại X và Y

1.Oxi hóa hết p gam X thì được 1,25p gam oxit. Hòa tan muối cacbonat của Y bằng dung dịch H₂SO₄ 9,8% vừa đủ thu được dung dịch muối sunfat nồng độ 14,18%. Tìm X và Y?

2. Hòa tan a gam hỗn hợp X và Y trong đó Y chiếm 30% khối lượng bằng 50 ml dung dịch HNO₃ 63% (d=1,38 g/ml) khuấy đều hỗn hợp tới khi phản ứng hoàn toàn thì thu được chất rắn A nặng 0,75a gam, dung dịch B ( không chứa ion NH₄⁺) và 6,104 lít hỗn hợp khí NO₂ và NO ( đktc). Xác định a và khối lượng muối trong dung dịch B

7.1

Cách 1:

• X= 32n
• n=2 và X=64 thỏa mãn. Vậy X là Cu

+ Gọi số mol muối Y₂(CO₃)_m là y 🡪 m_muối = y( 2Y+60m)

• m_{dd H2SO4} =my.98/0,098 =1000my ; m_CO2= 44my
• m_{dd mới} = 1000my + 2Yy + 60my – 44my = 2Yy + 1016 my

Có Y₂(CO₃)_m + mH₂SO₄ 🡪 Y₂(SO₄)_m + mH₂O + m CO₂

C% Y₂(SO₄)_m = y. ( 2Y+96m)/y.(2Y+1016m)= 0,1418

Giải được: Y=28m

• m=2 và Y=56 thỏa mãn. Vậy Y là Fe

Cách 2: Đặt CT tổng quát hơn: X_aO_b

• X = 64 . Biện luận X theo a,b => a=2, b=2, X=64 => X là Cu

0,25

0,5

7.2

Trong a gam hỗn hợp có 0,7a gam Cu và 0,3a gam Fe.

• chất rắn A nặng 0,75a gam > m_Cu nên Cu chưa phản ứng, HNO₃ phản ứng hết, Fe dư 0,05a gam

🡪 Fe phản ứng 0,25a gam và dung dịch B chỉ chứa muối Fe(NO₃)₂

0,25

+ Theo thể tích hỗn hợp khí: n_NO2 + n_NO = 6,104/22,4 = 0,2725

+ Theo số mol HNO₃ phản ứng: n_HNO3= 2n_NO2 + 4n_NO= 50.1,38.0,63/63=0,69

Giải được n_NO2 = 0,2 ; n_NO= 0,0725

0,25

Áp dụng định luật bảo toàn electron:

n_{Fe phản ứng} = (0,2.1+0,0725.3)/2=0,20875 mol 🡪 m_{Fe phản ứng} = 11,69 (gam)

• a= 46,76 gam
• Khối lượng muối Fe(NO₃)₂ trong dung dịch B là 0,20875.180=37,575 gam

0,15

0,1

8

1 điểm

Bảng dưới đây cho biết giá trị pH của một số dung dịch các chất:

Hãy dự đoán ( có giải thích )

a.Dung dịch nào có thể là dịch vị dạ dày?( Dịch vị dạ dày có nồng độ axit clohiđric khoảng 0,008 mol/lít ): C ( theo công thức tính)

b.Dung dịch nào có thể là nước vôi trong: A ( Kiềm

c.Dung dịch nào có thể là dung dịch muối ăn: D ( trung tính)

d.Dung dịch nào có thể là giấm, nước cam ép : B ( môi trường axit)

e.Dung dịch nào có thể là nước biển, biết nước biển làm quỳ tím chuyển xanh : E ( môi trường bazo)

g.Hãy cho biết dung dịch nào có thể hoà tan được viên canxinol (có thành phần gồm CaCO₃, CaF₂ , CaHPO₄ , Mg(OH)₂…): dung dịch có tính axit: B; C

Nếu hs chỉ dự đoán mà không giải thích thì đạt 0,1 điểm mỗi phần?

Mỗi dự đoán a,b,c,d

đạt 0,18 điểm

phần g

0,1

Chú ý:

Các bài toán học sinh giải cách khác nhưng vẫn đúng yêu cầu đề bài thì đạt điểm tối đa