Đề thi quốc gia chọn học sinh giỏi thpt môn thi: hoá học lớp 12

Bộ Giáo Dục Và Đào Tạo Đề Thi Quốc Gia Chọn H/S Giỏi THPT 
 Môn Thi: Hoá Học Lớp 12 
 Ngày thi: 2/3/1995 
 (180 phút, không kể thời gian giao đề )
 Bảng A: Làm tất cả các Câu hỏi lý thuyết và Bài toán.
 Bảng B: Bỏ 2, trong Câu II: 2,trong Câu III: 4, trong Bài toán.
A/Câu hỏi lý thuyết.
Câu I: 
 1. Trong phòng thí nghiệm có dd NaOH (dung môi là nước).
 a/ Hãy trình bày nguyên tắc để xác định nồng độ mol/lit của dd NaOH đã cho.
 b/ Hãy tự cho các số liệu cụ thể và tính nồng độ mol/lit của dd NaOH đó.
 2.Có 3 lọ được đánh số, mỗi lọ có chứa một trong các dd sau: natri sunfat, canxi axetat, nhôm sunfat, natri hiđroxit, bari clorua. Chất nào được chứa trong lọ số mấy, nếu:
 -Rót dd từ lọ 4 vào lọ 3, có kết tủa trắng.
 -Rót dd từ lọ 2 vào lọ 1, có kết tủa keo, tiếp tục rót thêm kết tủa đó bị tan.
 -Rót dd từ lọ 4 vào lọ 5, ban đầu chưa có kết tủa, rót thêm thì có lượng nhỏ kết tủa xuất hiện. 
 Trong mỗi trường hợp giải thích đều có viết phương trình phản ứng.
 3. Hãy đề nghị cách tách lấy từng muối trong hỗn hợp rắn gồm : clorua của amoni, bari, magie ( có viết đầy đủ phương trình phản ứng).
Câu II: 
 1. Thực nghiệm cho biết: sau 0,75 giây thì 30ml KOH 1M trung hoà vừa hết 30ml H2SO4 0,5M . Hãy xác định tốc độ của phản ứng đó theo lượng KOH: theo lưọng H2SO4. Kết quả thu được ở mỗi trường hợp đó có hợp lí không? Tại sao?
 2. Hãy đưa ra các biểu thức cần thiết để chứng minh vai trò của hệ số các chất trong phương trình phản ứng khi xác định tốc độ phản ứng.
 (dùng phương trình aA + bB đ d D + eE với giả thiết phương trình đó đủ đơn giản để dùng trong trường hợp này).
Câu III: 
 1. Cần 2 lít dd CuSO4 0,01M có pH = 2.00 để mạ điện:
 a)Tại sao dd cần pH thấp như vậy.
 b)Trong phòng thí nghiệm có muối CuSO4.5H2O, nước nguyên chất, H2SO4 98% (D = 1,84 g/ml). Hãy trình bày cách chuẩn bị dung dịch trên (bỏ qua chất phụ).
 2. Có vật cần mạ, bản đồng, dd vừa được chuẩn bị trên và nguồn điện thích hợp:
 a) Hãy trình bày sơ đồ của hệ thống để thực hiện sự mạ điện này (có vẽ hình). Viết phương trình phản ứng xảy ra trên điện cực.
 b)Tính thời gian thực hiện sự mạ điện nếu biết: I = 0,5 Ampe; lớp mạ có điện tích 10 cm2, bề dày 0,17 mm; khối lượng riêng của đồng là 8,89 g/cm3; hiệu suất sự điện phân này đạt 80%.
Câu IV: 
 Hãy viết phương trình phản ứng hoá học xảy ra ở mỗi trường hợp sau đây:
 1/ Điều chế H2SO4 theo phương pháp nitro : oxi hoá SO2 bằng NO2 trong dd nước (có thăng bằng electron).
 2/ Điều chế một chất trong thành phần của nhiên liệu tên lửa bằng cách cho khí F2 đi chậm qua muối rắn KNO3 hoặc KClO4 (trong mỗi trường hợp đều tạo ra 2 sản phẩm, trong đó luôn có KF).
 3/ FeS hoặc FeCO3 bị oxi hoá bằng oxi trong không khí ẩm tạo thành Fe(OH)3 (có thăng bằng electron).
 4/ Fe2O3, Fe2S3, Fe(OH)3 bị hoà tan trong dd axit mạnh (với lượng dư) đều tạo ra ion [ Fe(H2O)6 ] 3+
B.Bài toán:
 Hỗn hợp A gồm bột Al và S. Cho 13,275 gam A tác dụng với 400 ml HCl 2M thu được 8,316 lít khí H2 tại 27,3oC và 1 atm; trong bình sau phản ứng có dd B.
 Nếu nung nóng 6,6375 gam A trong bình kín không có oxi tới nhiệt độ thích hợp, được chất D. Hoà tan D trong 200 ml HCl 2M được khí E và dd F.
 1/ Hãy tính nồng độ các chất và các ion trong dd B, dd F.
 2/ Tính pH của mỗi dd đó và nêu rõ nguyên nhân phải tạo pH thấp như vậy.
 3/ Dẫn khí E (đã được làm khô) qua ống sứ chứa 31,5 gam bột CuO nung nóng tới nhiệt độ thích hợp (không có oxi của không khí). Phản ứng xong ta thu được những chất nào? Tính lượng mỗi chất đó. (Biết trong sản phẩm : chất rắn là nguyên chất, tính theo gam ; chất khí hay hơi đo tại 100oC, 1atm; khi tính số mol được lấy tới chữ số thứ 5 sau dấu phẩy).
 4/Rót từ từ (có khuấy đều) cho đến hết 198 ml NaOH 10% (D = 1,10 g/ml) vào dd F:
 a) Hãy nêu và giải thích hiện tượng xảy ra.
 b)Tính lượng kết tủa thu được (nhiều nhất; ít nhất).
 Cho Cu = 64; S = 32; Al = 27; O = 16; H = 1.
Ghi chú: Thí sinh được dùng loại máy tính cá nhân bỏ túi, bảng số logarit.
Hướng Dẫn Chấm 
Đề Thi Chọn HS Giỏi Quốc Gia Môn Hoá Vô Cơ (Tháng 3/1995)
Câu I: (3,5 điểm )
 1. a)Xác định nồng độ mol của ion OH-:
 -Dùng máy đo pH (với dd loãng) hay dùng giấy chỉ thị màu vạn năng để đo pH của dd rồi suy ra nồng độ OH- 
 -Trong phòng TN xác định thời điểm trung hoà của phản ứng giữa 1 thể tích dd NaOH có phenoltalein làm chỉ thị màu với 1 thể tích dd axit có nồng độ mol đã biết để suy ra nồng độ mol của ion OH-.
 b) H+ + OH- ô H2O
Thời điểm trung hoà, số mol H+ = số mol OH- . Ta có: C1V1 = C2V2 đ C1 = 
Trong đó: V1,C1 : thể tích và nồng độ mol dd NaOH, V2, C2 : thể tích và nồng độ mol dd axit.
Ví dụ: V1 = 30ml, V2 = 20ml, C2 = 0,6M thì C1 = = 0.4M đ COH- = 0,4M (1,0 điểm)
 2.Nhận biết: - Có thể lập bảng để xét (1,5 điểm)
+ Theo gt: Lọ 2 là NaOH; lọ 1 là Al2(SO4)3 
 vì ban đầu: 6NaOH + Al2(SO4)3 đ 2Al(OH)3¯ + 3Na2SO4
 Sau đó thêm NaOH thì kết tủa tan: NaOH + Al(OH)3 đ NaAlO2 + 2H2O
+ Lọ 4 là Na2SO4; lọ 3 là BaCl2 và lọ 5 là (CH3COO)2Ca vì:
 Na2SO4 + BaCl2 đ BaSO4¯ + 2NaCl
 Na2SO4 + (CH3COO)2Ca đ CaCO4¯ + 2CH3COONa
	 (ít tan)
 3.Tách các chất: (1,0 điểm)
	 NH4Cl HCl đ NH4Cl
 HCl
t0
0
	 NH3
- Hỗn hợp đầu 	 Mg(OH)2¯ MgCl2
	 ddBa(OH)2
	 BaCl2, MgCl2
HCl 
	 dư
	 dd BaCl2 BaCl2
	 Ba(OH)2
 Cô cạn các dd thu được muối khan.
- Có thể cho hỗn hợp ban đầu tác dụng với Ba(OH)2 dd dư ngay rồi thu lấy NH3ư và tách lấy ¯Mg(OH)2 và làm như trên.
Câu II: (2,5 điểm)
 1/ a) Số mol KOH = 0,03 và H2SO4 = 0,015 hợp với tỉ số theo Pt phản ứng: 
 2KOH + H2SO4 đ K2SO4 + 2H2O (1)
 b)Tốc độ trung bình của phản ứng (1): - theo KOH = - = - = 0,04 mol . s-1
 -theo H2SO4 = - = - = 0,02mol . s-1
Kết quả này hoàn toàn đúng, mặc dù không trùng nhau, do hệ số 2 chất trong (1) khác nhau. ở đây, biến thiên Dn (số mol) thay cho Dc (nồng độ). (1 điểm)
 2/ Từ phương trình phản ứng aA + bB đ d D + eE (2)
Nếu (2) đủ đơn giản thì biểu thức tính tốc độ là V = k CaA. CbB (3) 
 đ Các hệ số a, b có vai trò trong (3).
- Với ví dụ ở phản ứng (1) kết quả tính chưa đơn giản cho 1 phản ứng, để tránh kết quả đó, ta cần dùng hệ số các chất như sau:
 = = = = (4) 
Khi thay Dn cho DC ta có:
Theo KOH: = = + = 0,02 mol . s-1
Theo H2SO4: = = = 0,02 mol . s-1
 Câu III: 1/ a) Theo định nghĩa: pH = -lg[H+]
Từ pH = 2 đ CH+ = 10-2M. Vậy dd có nồng độ axit lớn để tránh sự thuỷ phân muối 
 CuSO4 + 2H2O ⇌ Cu(OH)2¯ + H2SO4
 b) CuSO4.5H2O ứng với 0,02 mol là 5 gam (0,02.250)
H2SO4 để đảm bảo 2 lít CuSO4 có pH = 2 là ằ 0,55 ml 98% (d = 1,84)
Cách pha: + Lấy bình có vạch chuẩn 2 lít, cho vào đó 1 lít H2O cất.
 + Thêm vào bình 55 ml H2SO4 98% (d = 1,84) và lắc đều.
 (+) N (–) 
 A K C
 D
 + Thêm tiếp 0,5 gam CuSO4.5H2O và lắc cho tan hết.
 + Thêm tiếp nước cất cho đều vạch 2 lít và lắc đều.
 2/ a) Cách lắp thiết bị:
 A: anốt (bản Cu)
 C: catốt (vật cần mạ)
 K: khuấy
 N: nguồn điện
 D: dd vừa pha chế
 Dưới tác dụng của dòng điện xảy ra các phản ứng.
 + tại anốt: có sự hoà tan Cu - 2e đ Cu2+
 + tại catốt: có sự kết tủa Cu2+ + 2e đ Cu
b)Thể tích lớp mạ V = s.l = 10.0,017 = 0,17cm3 
 đ Khối lượng Cu cần: m = 8,89.0,17 = 1,5113g
Thời gian mạ: theo lý thuyết = = 9115,028(s)
Với hiệu suất = 80% thì t = 9115,028/ 0,8 = 11393,785(s) hay 3 giờ 9 phút 53,785giây 
 Câu IV: 1. NO2 + SO2 + H2Ođ H2SO4 + NO N+4 +2e đN+2
 S+4 -2e đ S+6
 2.a/ F2 + KNO3 đ FNO3 + KF
 b/ F2 + KClO4 đ FClO4 + KF
 3.a/ 4FeS + O2 + 10H2O đ 4Fe(OH)3 + 4H2Sư
 hoặc 4FeS + 3O2 + 6H2O đ 4Fe(OH)3¯ + 4S¯
 b/ 4FeCO3 + O2 + 6H2O đ 4Fe(OH)3¯ + 4CO2ư
 Bản chất chung Fe2+ - e đ Fe3+
 O2 + 4e đ 2O2-
 4. Fe2O3 + 6H3O+ đ 2[Fe(H2O)6]3+ + 3H2O
 Fe2S3 + 6H3O+ đ 2[Fe(H2O)6]3+ + 3H2Sư 
 Fe(OH)3 + 3H3O+ đ [Fe(H2O)6]3+ 
 Câu V: 1. a/ Al + 3HCl đ AlCl3 + 3/2H2ư nH2 = (8,316.273)/ (300,3.22,4) = 0,3375 mol 
 0,225ơ 0,675ơ 0,225ơ 0,3375
Theo pt nHCl dư = 0,8-0,675 = 0,125mol đ Al tan hết & S không pứ.
 Nồng độ dư B: CHCl dư = 0,125/ 0,4 = 0,3125M
	 CAlCl3 = 0,225/ 0,4 = 0,5625M
 CH+ = 0,3125M
 CAl3+ = 0,5625M
 CCl- = 2M
 B/Nung không có oxi: 2Al + 3S to Al2S3
	 0,075ơ0,1125đ0,0375
Trong 6,6375 gam A có 0,1125mol Al và 0,1125 mol S
Theo Pt: chất rắn D có 0,0375 mol Al2S3 và 0,0375 mol Al dư.
Al + 3HCl đ AlCl3 + 3/2H2ư	nHCl pứ = 0,0375(3+6) = 0,3375mol
Al2S3 + 6HCl đ 2AlCl3 + 3H2Sư	nHCl dư = 0,4 - 0,3375 = 0,0625mol
Theo định luật BTKL: CH+ = 0,3125M; CAl3+ = 0,5625M và CCl- = 2M
 2. a) Tính pH = -lgCH+ = -lg0,3125 ằ 0,51
 b)Cần pH thấp để tránh sự thuỷ phân Al3+ + 3H2O ô Al(OH)3¯ + 3H+
và để sự hoà tan hoàn toàn trong axit dư.
 3. CuO + H2 to Cu + H2O	 nCuO = 0,39375 mol
3CuO + H2S to 3Cu + H2O + SO2 nH2 = 0,05625 ; nH2S = 0,1125
Theo Pt nCuO phản ứng = 0,05625 + 3.0,1125 = 0,39375 mol (vừa hết)
Nên chất rắn sau phản ứng là Cu có lượng = 0,39375.64 = 25,2 gam
VSO2(đkc) = 0,1125.22,4 = 3,4431 lít
V hơiH2O = (0,05625 + 0,1125).22,4 = 5,1646 lít
 4.nNaOH = 198.1,1.0,1/40 = 0,5445 mol
HCl + NaOH đ NaCl + H2O	Hiện tượng: - dd trong
AlCl3 + 3NaOH đ Al(OH)3¯ + 3NaCl	- Kết tủa xuất hiện
Al(OH)3 + NaOH đ NaAlO2 + 2H2O	- Kết tủa tan
Theo Pt: NaOH pứ = 0,0625 + 0,1125.4 = 0,5125mol< 0,5445
Nên toàn bộ kết tủa tan hết đ mktủa max = 0,1125.78=	mktủa min =