ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI 10
Câu 1: Từ nguyên liệu ban đầu là muối ăn, nước, đá vôi và các điều kiện khác. Hãy viết phương trình hóa
học điều chế: nước Javen, clorua vôi, natri clorat.
Câu 2: Viết 5 phương trình phản ứng hóa học trực tiếp tạo ra:
a. NaCl b. FeCl
2
c. HCl d. NaBr. e. Br
2
Câu 3: Từ các chất ban đầu: KMnO
4
, dung dịch HCl đặc, Fe. Có thể điều chế được những khí gì?
Câu 4: Hợp chất A có tổng số electron trong phân tử bằng 100. A được tạo thành từ hai nguyên tố phi kim
thuộc các chu kì nhỏ và thuộc hai nhóm khác nhau. Xác định công thức phân tử A, biết rằng tổng số nguyên
tử 2 nguyên tố trong phân tử A là 6.
Câu 5: Để phản ứng hết a mol kim loại M cần 1,25a mol H
2
SO
4
và sinh ra khí X (sản phẩm khử duy nhất).
Hòa tan hết 19,2 gam kim loại M vào dung dịch H
2
SO
4
ở trên tạo ra 4,48 lít khí X (sản phẩm khử duy nhất,
đktc). Hãy xác định kim loại M.
Câu 6: Để xác định công thức phân tử của một loại muối kép ngậm nước X chứa muối clorua của kim loại
kiềm và magiê clorua, người ta làm thí nghiệm sau:
- Cho 5,55 gam X tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO
3
tạo thành 8,61 gam kết tủa.
- Nung 5,55 gam X đến khối lượng không đổi thì khối lượng giảm 38,92%. Chất rắn thu được cho tác dụng
với lượng dư dung dịch NaOH thu được kết tủa. Lọc lấy kết tủa, rửa sạch rồi nung trong không khí đến khối
lượng không đổi, thu được 0,8 gam chất rắn. Xác định X.
Câu 7: Hãy giải thích:
a. tại sao flo là chất oxi hóa mạnh nhưng Cu, Fe, Ni,Mg không bị flo ăn mòn.
b. Tại sao trong thiên nhiên có nhiều nguồn tạo ra H
2
S nhưng không có hiện tượng tích tụ khí đó trong
không khí?
c. Để điều chế CO
2
trong phòng thí nghiệm, người ta thường cho đá vôi tác dụng với dung dịch axit H
2
SO
4
là
chất khó bay hơi. Để điều chế CO
2
tinh khiết có nên cho đá vôi tác dụng với dung dịch H
2
SO
4
không? Vì
sao? Nếu dùng dung dịch HCl thì làm thế nào để có CO
2
tinh khiết?
Câu 8: Dẫn từ từ hổn hợp gồm: Ozon, clo đến dư vào dung dịch KI. Viết phương trình phản ứng xảy ra và
nêu hiện tượng quan sát được.
Câu 9: Phương pháp sunfat có thể điều chế được chất nào trong số các chất sa: HF, HCl, HBr, HI? Nếu có
chất không điều chế được bằng phương pháp này thì hãy giải thích tại sao. Viết phương trình hóa học và ghi
rỏ điều kiện (nếu có) để minh họa.
Câu 10: Cho hỗn hợp gồm a mol FeS
2
và b mol Cu
2
S tác dụng vừa đủ với dung dịch HNO
3
thì thu được
dung dịch A (chỉ chứa 2 muối sunfat) và 26,88 lít hỗn hợp khí Y gồm NO
2
và NO ở điều kiện tiêu chuẩn
(không còn sản phẩm khử nào khác), tỉ khối của hỗn hợp khí Y so với H
2
là 19. Cho dung dịch A tác dụng
với Ba(OH)
2
dư thì thu được kết tủa E. Nung E đến khối lượng không đổi thì thu được m gam chất rắn.
a. Tính % theo thể tích các khí?
b. Tính giá trị m?
Câu 11: Hòa tan 19,2 gam kim loại M trong H
2
SO
4
đặc dư thu được khí SO
2
. Cho khí này hấp thụ hoàn toàn
trong 1 lit dung dịch NaOH 0,7M, sau phản ứng đem cô cạn dung dịch thu được 41,8 gam chất rắn. Xác định
kim loại M
Xác định tên kim loại M :
Câu 12: Cho cặp phương trình hóa học sau:
Cl
2
+ 2KBr → 2KCl + Br
2
(1)
Br
2
+ 2KClO
3
→ 2KBrO
3
+ Cl
2
(2)
Trong cặp phương trình hóa học trên có mâu thuẫn gì không khi ta nói chất oxi hóa của clo mạnh hơn brom?
Giải thích.
Câu : Từ nguyên liệu ban đầu là muối ăn, nước, đá vôi và các điều kiện khác. Hãy viết phương trình hóa
học điều chế: nước Javen, clorua vôi, natri clorat.
Giải.
- Điều chế nước Ja-ven:
2NaCl + 2H
2
O
→
®iÖn ph©n dung dÞch
cã mµng ng¨n
2
catot
2NaOH+2H
1 44 2 4 43
+
{
2
anot
Cl
Cl
2
+ NaOH → NaCl + NaClO + H
2
O
- Clorua vôi:
CaCO
3
0
t
→
CaO + CO
2
↑
CaO + H
2
O → Ca(OH)
2
.
Cl
2
+ Ca(OH)
2
0
32
→
CaOCl
2
+ H
2
O
- Điều chế natri clorat:
3Cl
2
+ 6NaOH
0
t
→
5NaCl + NaClO
3
+ 3H
2
O
Câu : Viết 5 phương trình phản ứng hóa học trực tiếp tạo ra:
a. NaCl b. FeCl
2
c. HCl d. NaBr. e. Br
2
Giải.
a. 2Na + Cl
2
→ 2NaCl
Na
2
O + 2HCl → 2NaCl + H
2
O
Na
2
CO
3
+ 2HCl → 2NaCl + CO
2
↑+ H
2
O
NaOH + HCl → NaCl + H
2
O
Na
2
SO
4
+ BaCl
2
→ 2NaCl + BaSO
4
↓
b. Fe + 2HCl → FeCl
2
+ H
2
↑
FeO + 2HCl → FeCl
2
+ H
2
O
FeCO
3
+ 2HCl → FeCl
2
+ CO
2
↑ + H
2
O
Fe(OH)
2
+ 2HCl → FeCl
2
+ 2H
2
O
FeSO
4
+ BaCl
2
→ FeCl
2
+ BaSO
4
↓
Fe + CuSO
4
→ FeSO
4
+ Cu↓
c. Cl
2
+ H
2
0
250 C
→
2HCl
NaCl
(tinh thể)
+ H
2
SO
4
(đặc)
0
250 C
→
NaHSO
4
+ HCl↑.
Cl
2
+ SO
2
+ H
2
O → HCl + H
2
SO
4
.
Cl
2
+ 2HBr → 2HCl + Br
2
.
5Cl
2
+ Br
2
+6H
2
O → 10HCl + 2HBrO
3
.
d. Cl
2
+ 2NaBr → 2NaCl + Br
2
HBr + NaOH → NaBr + H
2
O
2Na + 2HBr → 2NaBr + H
2
Na
2
O + 2HBr → 2NaBr + H
2
O
Na
2
SO
4
+ BaBr
2
→ BaSO
4
↓ + 2NaBr
e. Cl
2
+ 2NaBr → 2NaCl + Br
2
Cl
2
+ 2HBr → 2HCl + Br
2
.
2NaBr + 2H
2
O
→
®iÖn ph©n dung dÞch
cã mµng ng¨n
2
catot
2NaOH+2H
1 442 4 43
+
{
2
anot
Br
2HBr + H
2
SO
4 (đặc)
→ Br
2
+ SO
2
↑ + 2H
2
O
2NaBr + 2H
2
SO
4 (đặc)
→ Na
2
SO
4
+ Br
2
+ SO
2
↑ + 2H
2
O
Câu : Từ các chất ban đầu: KMnO
4
, dung dịch HCl đặc, Fe. Có thể điều chế được những khí gì?
Giải.
Có thể điều chế được khí: Cl
2
, O
2
, H
2
, HCl.
2KMnO
4
0
t
→
K
2
MnO
4
+ MnO
2
+ O
2
↑
Fe + 2HCl → FeCl
2
+ H
2
↑
2KMnO
4
+ 16HCl → 2KCl + 2MnCl
2
+ 5Cl
2
+ 8H
2
O
H
2
+ Cl
2
0
t
→
2HCl.
Câu : Hợp chất A có tổng số electron trong phân tử bằng 100. A được tạo thành từ hai nguyên tố phi kim
thuộc các chu kì nhỏ và thuộc hai nhóm khác nhau. Xác định công thức phân tử A, biết rằng tổng số nguyên
tử 2 nguyên tố trong phân tử A là 6.
Giải.
Gọi công thức phân tử A là X
x
Y
y
. Ta có: xZ
x
+ yZ
y
= 100 và x + y = 6.
Số hiệu nguyên tử trung bình: 100:6 = 16,66 → Có 1 nguyên tố có Z > 16 → chỉ có thể là Cl (Z = 17)
Trường hợp 1: A là XY
5
vì Z
y
= 17 → Z
x
= 15 (P)
A là PCl
5
.
Trường hợp 2: A là X
2
Y
4
vì Z
y
= 17 → Z
x
= (không hợp lí)
Câu : Để phản ứng hết a mol kim loại M cần 1,25a mol H
2
SO
4
và sinh ra khí X (sản phẩm khử duy nhất).
Hòa tan hết 19,2 gam kim loại M vào dung dịch H
2
SO
4
ở trên tạo ra 4,48 lít khí X (sản phẩm khử duy nhất,
đktc). Hãy xác định kim loại M.
Giải.
Do a mol kim loại M phản ứng vừa đủ 1,25a mol H
2
SO
4
nên khí X không thể là H
2
mà có thể là SO
2
hoặc
H
2
S.
- Nếu X là SO
2
, ta có:
2M + 2nH
2
SO
4
→ M
2
(SO
4
)
n
+ nSO
2
+ 2nH
2
O
a an
→ an = 1,25a → n = 1,25 (loại)
- Nếu X là H
2
S, ta có:
8M + 5nH
2
SO
4
→ 4M
2
(SO
4
)
n
+ nH
2
S + 4nH
2
O
a 5na/8
→ 5na/8 = 1,25a → n = 2.
Như vậy:
4M + 5H
2
SO
4
→ 4MSO
4
+ H
2
S + 4H
2
O
0,8 0,2
→ M = 19,2/0,2 = 24 (Mg)
Câu : Để xác định công thức phân tử của một loại muối kép ngậm nước X chứa muối clorua của kim loại
kiềm và magiê clorua, người ta làm thí nghiệm sau:
- Cho 5,55 gam X tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO
3
tạo thành 8,61 gam kết tủa.
- Nung 5,55 gam X đến khối lượng không đổi thì khối lượng giảm 38,92%. Chất rắn thu được cho tác dụng
với lượng dư dung dịch NaOH thu được kết tủa. Lọc lấy kết tủa, rửa sạch rồi nung trong không khí đến khối
lượng không đổi, thu được 0,8 gam chất rắn. Xác định X.
Giải.
Ta có: Ag
+
+ Cl
-
→ AgCl↓
n
AgCl
= n
Cl
= 0,06 mol.
Khi nung, xảy ra sự loại nước để được muối khan, khối lượng nước ngậm trong muối là 38,92%.5,55 = 2,16
gam → Số mol nước = 0,12 mol.
Mg
2+
+ 2OH
-
→ Mg(OH)
2
→ MgO.
Ta có: n(MgO) = n(Mg
2+
) = n (MgCl
2
) = 0,02 mol
Trong MgCl
2
có n(Cl
-
) = 0,04 mol → trong MCl có n(Cl
-
) = 0,02 mol = n(MCl)
Và m (MCl) = 5,55 – (2,16 + 0,02.95) = 1,49 gam.
M = 39 (K)
X tạo bởi 0,02 mol KCl, 0,02 mol MgCl
2
và 0,12 mol H
2
O.
Công thức của X là KCl.MgCl
2
.6H
2
O
Câu : Hãy giải thích:
a. tại sao flo là chất oxi hóa mạnh nhưng Cu, Fe, Ni,Mg không bị flo ăn mòn.
b. Tại sao trong thiên nhiên có nhiều nguồn tạo ra H
2
S nhưng không có hiện tượng tích tụ khí đó trong
không khí?
c. Để điều chế CO
2
trong phòng thí nghiệm, người ta thường cho đá vôi tác dụng với dung dịch axit H
2
SO
4
là
chất khó bay hơi. Để điều chế CO
2
tinh khiết có nên cho đá vôi tác dụng với dung dịch H
2
SO
4
không? Vì
sao? Nếu dùng dung dịch HCl thì làm thế nào để có CO
2
tinh khiết?
Giải.
a. Khi cho các kim loại Cu, Fe, Ni, Mg phản ứng với flo thì tạo thành một lớp màng muối florua rất mỏng
bám rất chắc lên bề mặt kim loại, ngăn cản không cho các kim loại đó phản ứng trực tiếp với flo nên kim
loại không bị ăn mòn.
b. H
2
S là chất có tính khử mạnh, nó có thể tác dụng với oxi trong không khí theo phương trình hóa học:
2H
2
S + O
2
→ 2S + 2H
2
O
Do đó không có hiện tượng tích tụ khí H
2
S trong không khí.
c. Không nên dùng H
2
SO
4
vì khi cho dung dịch H
2
SO
4
tác dụng với đá vôi thì sẽ tạo thành CaSO
4
ít tan, bao
bọc quanh đá vôi, ngăn cản không cho đá vôi phản ứng trực tiếp với H
2
SO
4
.
Câu 7: Dẫn từ từ hổn hợp gồm: Ozon, clo đến dư vào dung dịch KI. Viết phương trình phản ứng xảy ra và
nêu hiện tượng quan sát được.
O
3
+ 2KI + H
2
O → 2KOH + O
2
+ I
2
.
Cl
2
+ 2KI → 2KCl + I
2
.
5O
3
+ I
2
+ H
2
O → 2HIO
3
+ 5O
2
.
5Cl
2
+ I
2
+ 6H
2
O → 2HIO
3
+ 10HCl
HIO
3
+ KOH → KIO
3
+ H
2
O
HCl + KOH → KCl + H
2
O
Hiện tượng: Có khí không màu bay ra, dung dịch không màu ban đầu chuyển thành màu vàng nâu do tạo ra
I
2
tan trong nước (màu sẩm lại), sau đó bị mất màu vì I
2
bị oxi hóa.
Câu : Cho cặp phương trình hóa học sau:
Cl
2
+ 2KBr → 2KCl + Br
2
(1)
Br
2
+ 2KClO
3
→ 2KBrO
3
+ Cl
2
(2)
Giải
Trong cặp phương trình hóa học trên có mâu thuẫn gì không khi ta nói chất oxi hóa của clo mạnh hơn brom?
Giải thích.
Không mâu thuẫn, vì phản ứng (1) clo là chất oxi hóa, KBr là chất khử. Còn phản ứng (2) KClO
3
là chất oxi
hóa, Br
2
là chất khử. Ở cả hai phản ứng số oxi hóa của clo chỉ giảm (tính oxi hóa), còn số oxi hóa của brom
chỉ tăng (tính khử)
Câu : Phương pháp sunfat có thể điều chế được chất nào trong số các chất sa: HF, HCl, HBr, HI? Nếu có
chất không điều chế được bằng phương pháp này thì hãy giải thích tại sao. Viết phương trình hóa học và ghi
rỏ điều kiện (nếu có) để minh họa.
Giải.
Phương pháp sunfat có thể dùng để điều chế các chất HF, HCl không dùng điều chế HBr, HI, vì các chất này
có tính khử mạnh, khi tạo thành sẽ bị H
2
SO
4
oxi hóa:
CaF
2 (tinh thể)
+ H
2
SO
4
(đặc nóng)
→ CaSO
4
+ 2HF
NaCl
(tinh thể)
+ H
2
SO
4
(đặc nóng)
→ NaHSO
4
+ HCl (<250
0
C)
NaBr
(tinh thể)
+ H
2
SO
4
(đặc nóng)
→ NaHSO
4
+ HBr
Và 2HBr + H
2
SO
4
(đặc nóng)
→ Br
2
+ SO
2
+ 2H
2
O
NaI
(tinh thể)
+ H
2
SO
4
(đặc nóng)
→ NaHSO
4
+ HI
Và 8HI + H
2
SO
4
(đặc nóng)
→ 4I
2
+ H
2
S + 4H
2
O
Câu : Cho hỗn hợp gồm a mol FeS
2
và b mol Cu
2
S tác dụng vừa đủ với dung dịch HNO
3
thì thu được dung
dịch A (chỉ chứa 2 muối sunfat) và 26,88 lít hỗn hợp khí Y gồm NO
2
và NO ở điều kiện tiêu chuẩn (không
còn sản phẩm khử nào khác), tỉ khối của hỗn hợp khí Y so với H
2
là 19. Cho dung dịch A tác dụng với
Ba(OH)
2
dư thì thu được kết tủa E. Nung E đến khối lượng không đổi thì thu được m gam chất rắn.
a. Tính % theo thể tích các khí?
b. Tính giá trị m?
Đáp án:
a) Áp dụng phương pháp sơ đồ đường chéo ta có:
NO
2
46 8
38
NO 30 8
=>
2
NO
n
=
NO
n
=
2.4,22
88,26
= 0,6 mol
=> %V
NO
= %V
2
ON
= 50%
b) * Sơ đồ phản ứng:
FeS
2
+ Cu
2
S + HNO
3
→
dd { Fe
3+
+ Cu
2+
+
−2
4
SO
} + NO
↑
+ NO
2
↑
+ H
2
O
a b a 2b 2a + b mol
- Áp dụng bảo toàn định luật bảo toàn điện tích ta có:
3a + 2.2b = 2(2a + b) => a - 2b = 0 (1)
- Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có:
FeS
2
Fe
3+
+ 2S
+6
+ 15e
Cu
2
S 2Cu
2+
+ S
+6
+ 10e
=> 15n
2
SFe
+ 10n
SCu
2
= 3n
NO
+ n
2
NO
=> 15a + 10b = 3.0,6 + 0,6 = 2,4 (2)
Giải hệ (1), (2) ta có: a = 0,12 mol; b = 0,06 mol
* Sơ đồ phản ứng:
{Fe
3+
, Cu
2+
, SO
−2
4
}
→
+ dö
2
)OH(Ba
{Fe(OH)
3
, Cu(OH)
2
, BaSO
4
}
{Fe(OH)
3
, Cu(OH)
2
, BaSO
4
→
0
t
Fe
2
O
3
, CuO, BaSO
4
06,012,0
OFeFe2
32
3
→
+
12,012,0
CuOCu
2
→
+
BaSO
4
→
BaSO
4
0,3 0,3 mol
=> m
(chất rắn)
= 0,06.160 + 0,12.80 + 0,3.233 = 89,1 gam
Câu : Hòa tan 19,2 gam kim loại M trong H
2
SO
4
đặc dư thu được khí SO
2
. Cho khí này hấp thụ hoàn toàn
trong 1 lit dung dịch NaOH 0,7M, sau phản ứng đem cô cạn dung dịch thu được 41,8 gam chất rắn. Xác định
kim loại M
Xác định tên kim loại M :
Gọi x và n là số mol và hóa trị cao nhất của M.
Ta có : x . M = 19,2 (I)
2M + 2nH
2
SO
4
M
2
(SO
4
)
n
+ nSO
2
+ 2nH
2
O.
x mol 0,5 nx mol
Số mol NaOH được dùng = 0,7 . 1 = 0,7 mol.
Khí SO
2
hấp thụ hoàn toàn trong 0,7 mol NaOH, có thể xảy ra 2 trường hợp :
- Trường hợp 1 : NaOH hết
SO
2
+ NaOH NaHSO
3
a a a mol
SO
2
+ 2NaOH Na
2
SO
3
+ H
2
O
b 2b b mol
Ta có : a +2b = 0,7 (1)
104a + 126b = 41,8 (2) , giải (1) và (2) vô nghiệm.
- Trường hợp 2 : NaOH dư
SO
2
+ 2NaOH Na
2
SO
3
+ H
2
O
a 2a a mol
NaOH dư : 0,7 – 2a ( mol )
=> ( 0,7 – 2a ) . 40 + a . 126 = 41,8
=> a = 0,3 ( mol ). Vậy 0,5nx = 0,3 (II)
Từ (I) và (II) ta có : M = 32 n . Thích hợp với n = 2, M = 64 => M là Cu