Đáp án đề thi chọn đội tuyển dự thi học sinh giỏi Quốc gia môn Hóa học Lớp 12 năm 2005 - Đề 1 - Sở giáo dục và đào tạo Hải Phòng

1

Sở giáo dục và đào tạo Hướng dẫn chấm đề thi chọn đội tuyển hải Phòng dự thi học sinh giỏi quốc gia năm 2005 Môn: hoá học Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Câu I:

1. A, B, ... Z có công thức sau:

A: CaCO3 E: CaC2 K: Ca(OH)2 Q: H2NCN X: NH4OCN

B: CO2 G: CO L: CaCN2 R: H2NCONH2 Z: ClCN

D: CaO J: C2H2 M: Ca(HCN2)2 T: NH3

R được sử dụng làm phân bón trong nông nghiệp. Vào năm 1828 Friedrich Wohler đã tổng hợp chất này từ việc đốt nóng muối X. Thủy phân R cho 2 chất khí , một trong hai khí này tác dụng với Z tạo thành Q. Từ chất ban đầu A cũng điều chế được R.

a) Viết các phương trình phản ứng để minh hoạ. Các hoá chất và điều kiện cần thiết có đủ.

b) Viết hai công thức Lewis – cấu trúc (có thể) của Q.

2. a) Vôi sống (CaO) được sản xuất trong công nghiệp bằng cách nung đá vôi ở nhiệt độ khoảng 900–1000 °C. Viết phương trình phản ứng. b) Vôi tôi tan ít trong nước, ở 20°C có độ tan L = 1,26 g/L.

Tính nồng độ ion canxi và trị số pH của dung dịch nước vôi trong ở 20°C.

c) Dẫn cacbon dioxit vào dung dịch nước vôi trong, có xuất hiện kết tủa.

Viết phương trình các phản ứng xảy ra.

d) Nếu dẫn cacbon dioxit vào dung dịch canxi clorua không thấy xuất hiện kết tủa.

Giải thích hiện tượng trên.

Hướng dẫn giải: 1. a) CaCO3  CaO + CO2

CaO + 3 C  CaC2 + CO

CaC2 + 2 H2O  C2H2 + Ca(OH)2

DeThi.edu.vn

2

CaC2 + N2  C + CaCN2

2 CaCN2 + 2 H2O  Ca(OH)2 + Ca(HCN2)2

Ca(HCN2)2 + H2O + CO2  CaCO3 + 2 H2NCN

H2NCN + H2O  H2NCONH2

NH4OCN  H2NCONH2

H2NCONH2 + H2O  CO2 + 2 NH3

ClCN + NH3  H2NCN + HCl

b)

2. a) CaCO3 (r)  CaO (r) + CO2 (k)

b) M(Ca(OH)2) = 74.1 g/mol. [Ca(OH)2] = 1.26/74.1 mol/L = 1,70·10–2

mol/L suy ra [OH–] = 3,4  10–2 mol/L pH = 12,5

c) CO2 (aq) + 2H2O (l) ⇌ CO3– (aq) + H3O+ (aq) (1)

HCO3– (aq) + H2O (l) ⇌ CO32– (aq) + H3O+ (aq) (2)

CO32– (aq) + Ca2+ (aq) ⇌ CaCO3 (r) . (3)

d) Dung dịch Ca(OH)2 có tính kiềm, làm cho cân bằng (2) của câu d) chuyển dời theo chiều tạo thành CO32- (aq). Nồng độ CO32- khi đó đủ để kết tủa CaCO3. Dung dịch CaCl2 là trung tính, nồng độ CO32- nhỏ hơn đáng kể so với dung dịch Ca(OH)2. Vì thế không vượt quá tích số tan.

C©u II:

Một dung dịch chứa 160,0 g nước và 100,0 g canxi nitrat với điện cực than chì được điện phân trong 12 giờ với dòng điện 5,00A. Khi kết thúc điện phân, khối lượng dung dịch giảm 41,9 g. Tính lượng canxi nitrat tetrahidrat (Ca(NO3)2 ·4 H2O) tối đa có thể hòa tan được trong 100,0 g nước ở nhiệt độ này.

H

N H

C N H N C N H

DeThi.edu.vn

3

Hướng dẫn giải: Phương trình điện phân: H2O (l) điện phân dung dịch Ca(NO3)2  H2 (k) + ½ O2 (k) Khối lượng giảm 41,9 gam do sự điện phân và do sự kết tinh của canxi tetrahidrat quá bão hòa. Sau khi điện phân ta có dung dịch bão hòa.

mH2 = 1

96500

 1

1

 5  12  3600 = 2,24 g; mO2 = 1

96500

 16

1

 5  12 

 3600 = 17,91 g Khối lượng giảm do nước bị điện phân: 2,24 + 17,91 = 20,15 gam Khối lượng giảm do canxi tetrahidrat kết tinh: 41,9 – 20,15 = 21,75g

Ca(NO3)24H2O, ứng với số mol là 21.75

236

= 0,09 mol

Sau khi điện phân có dung dịch bão hòa gồm 160 – 20,15 – 0,09  4  18 = 133,37 g H2O hòa tan tối đa được 100 – 0,09  164 = 85,24 g hay 0,52 mol Ca(NO3)2. Dung dịch bão hòa như thế được điều chế từ 0,52 mol Ca(NO3)24 H2O (hay 122,72 g) trong 133,37 – 0,52  4  18 = 95,93 g H2O.

Vậy, 100 g nước có thể hòa tan tối đa 100  122.72

95.93

= 127,93 gam

Ca(NO3)24H2O.

C©u III: 1. Người ta dùng kali iodua để xác định hàm lượng đồng trong dung dịch chứa ion Cu2+. Màu của dung dịch chuyển thành nâu vàng và tạo kết tủa trắng xám.

a) Vì sao dung dịch có màu nâu vàng? Xác định chất kết tủa màu trắng xám.

b) Viết và cân bằng phương trình phản ứng.

Hướng dẫn giải:

a) Dung dịch màu nâu vàng: I2 hay I3-. Kết tủa màu trắng xám: CuI.

b) 2 Cu2+ + 4 I-  2 CuI + I2

2. a) Sự phân chia 235U cho nhiều sản phẩm và từ 2 đến 3 nơtron. Một trong các sản phẩm của quá trình phân chia hạt nhân là 95Kr. Viết và cân bằng phương trình phản ứng của quá trình phân chia này, giả thiết rằng đã …