Kì thi chọn học sinh giỏi quốc gia môn Hóa học Lớp 12 THPT Năm học 2001-2002 - Phần Vô Cơ

1

bộ giáo dục và đào tạo kì thi chọn học sinh giỏi quốc gia

lớp 12 thpt năm học 2001-2002

hướng dẫn chấm đề thi chính thức

hoá học vô cơ (Bảng B) Ngày thi: 12/3/2002 Câu I: (4 điểm). 1. (2,0 điểm).Liệu pháp phóng xạ được ứng dụng rộng rãi để chữa ung thư. Cơ sở của liệu pháp đó là sự biến đổi hạt nhân.

27Co59 + 0n1 X? (1) X? 28Ni60 + ... ; h = 1,25 MeV. (2) a) (1,0 điểm). Hãy hoàn thành phương trình của sự biến đổi hạt nhân trên và nêu rõ định luật nào được áp dụng để hoàn thành phương trình. b) (1,0 điểm). Hãy cho biết điểm khác nhau giữa phản ứng hạt nhân với phản ứng oxi hoá-khử (lấy thí dụ từ phản ứng (2) và phản ứng Co + Cl2 CoCl2). 2. (2,0điểm). Có cấu hình electron 1s22s22p63s23p63d54s1 (1) a) (0,5điểm) .Dùng kí hiệu « lượng tử biểu diễn cấu hình electron (1). b) (0,5 điểm).Cấu hình electron (1) là cấu hình electron của nguyên tử hay ion? Tại sao? c) (1,0 điểm). Cho biết tính chất hoá học đặc trưng của ion hay nguyên tử ứng với cấu hình electron (1), hãy viết một phương trình phản ứng để minh hoạ. Lời giải:

1. a) Định luật bảo toàn vật chất nói chung, định luật bảo toàn số khối và bảo toàn điện tích nói riêng, được áp dụng: Điện tích: 27 + 0 = 27 ; Số khối: 59 + 1 = 60  X là 27Co60.

27Co59 + 0n1  27Co60. Số khối: 60 = 60; Điện tích: 27 = 28 + x  x = 1. Vậy có 1e0.

27Co60  28Ni60 + 1e ; hv = 1,25MeV. b) Điểm khác nhau: Phản ứng hạt nhân: Xảy ra tại hạt nhân, tức là sự biến đổi hạt nhân  nguyên tố mới. VD b/ ë trên. Phản ứng hoá học (oxi hoá khử): xảy ra ë vỏ electron nên chỉ biến đổi dạng đơn chất  hợp chất. VD: Co + Cl2  Co2+ + 2Cl CoCl2. Chất dùng trong phản ứng hạt nhân: có thể là đơn chất hay hợp chất, thường dùng hợp chất. Chất dùng trong phản ứng oxi hoá khử, phụ thuộc vào câu hỏi mà phải chỉ rõ đơn chất hay hợp chất. Năng lượng kèm theo phản ứng hạt nhân: lớn hơn hẳn so với năng lượng kèm theo phản ứng hoá học thông thường.

2. a) Dùng « lượng tử biểu diễn cấu hình:

           b) (1) là cấu hình e của nguyên tử vì trong (1) có 6e độc thân (nếu ion phải có cấu hình

DeThi.edu.vn

2

e lớp ngoài cùng bão hoà ns2 np6 không có e độc thân hoặc có ít e độc thân, 1 tới 2 e; vả lại cấu hình trên có 1 e ë phân lớp 4s). c) Z = 24  nguyên tố Cr , Kim loại (chuyển tiếp). Dạng đơn chất có tính khử.

Cr + 2HCl  CrCl2 + H2 Câu II: (4 điểm). 1. (2,0 điểm). Để bảo vệ các thiết bị bằng sắt người ta thường phủ lên trên bÒ mặt thiết bị một lớp kim loại khác như kẽm, thiếc, crôm... Hãy giải thích tại sao vật liệu bằng sắt phủ lớp thiếc trên bÒ mặt bị phá huỷ nhanh hơn lớp phủ kẽm? 2. (2,0điểm). Biết thế oxi hoá-khử tiêu chuẩn:

Eo Cu2+/Cu+ = +0,16 V Eo Fe3+/Fe2+ = +0,77 V Eo Cu+/Cu = +0,52 V Eo Fe2+/Fe = -0,44 V Hãy cho biết hiện tượng gì xảy ra trong các trường hợp sau: a) (1,0 điểm). Cho bột sắt vào dung dịch Fe2(SO4)3 0,5M. b) (1,0 điểm). Cho bột đồng vào dung dịch CuSO4 1M Lời giải: 1. - Vật liệu bằng sắt phủ lớp thiếc trên bÒ mặt bị ăn mòn điện hoá. Giải thích: Lớp sắt tạo ra với thiếc một pin điện, ë catôt (cực dương) là thiếc còn anôt (cực âm) là sắt. Sắt bị ăn mòn, ion sắt chuyển vào dung dịch và có sự khử hiđro trên thiếc (ion H+ trong nước có hoà tan CO2). - Trường hợp sắt phủ kẽm thì sắt trở thành catôt của pin điện, còn kẽm đóng vai trò anôt (điện thế của kẽm thấp hơn điện thế của sắt), tại đây kẽm bị phá huỷ tạo ra các muối bazơ như ZnOH2CO3 hoặc Zn(OH)2. ZnCO3 , Lớp muối này ít tan ngăn dung dịch điện phân tiếp xúc với bÒ mặt kim loại, hạn chế quá trình phá huỷ. Vậy vật liệu bằng sắt phủ lớp thiếc thì bị phá huỷ nhanh hơn khi phủ vật liệu bằng sắt phủ lớp kẽm. 2. a) Eo Fe3+/Fe2+ = +0,77 V > Eo Fe2+/Fe = -0,44 V nên: Tính oxi hoá: Fe3+ mạnh hơn Fe2+ Tính khử: Fe mạnh hơn Fe2+

Do đó phản ứng tự phát xảy ra giữa 2 cặp là: 2 Fe3+ + Fe  3 Fe2+ Như vậy Fe tan trong dung dịch Fe(SO4)3 tạo thành muối FeSO4, làm nhạt màu vàng ( hoặc đỏ nâu) của ion Fe3+ và cuối cùng làm mất màu (hoặc tạo màu xanh nhạt) dung dịch. b) Eo Cu+/Cu = + 0,52 V > Eo Cu2+/Cu+ = + 0,16 V nên: Tính oxi …