Đề thi chọn học sinh giỏi THPT môn Hóa học Lớp 10 - Năm học 2022-2023 - Đề số 1 (Có đáp án)

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THPT
NĂM HỌC: 2022 – 2023
Môn: HÓA HỌC – LỚP 10
Thời gian làm bài: 180 phút

ĐỀ THI VÀ ĐÁP ÁN
Câu 1: ( 4,5 điểm) 
	1.1. (2,0 điểm): Mỗi phân tử XY2 có tổng các hạt proton, neutron, electron bằng 128; trong phân tử đó, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 36, tổng số hạt mang điện của Y ít hơn tổng số hạt mang điện của X là 18. 
 	a. Hãy xác định kí hiệu hoá học của X,Y, và công thức phân tử XY2 ?
b. Viết cấu hình electron của nguyên tử X,Y,vị trí của chúng trong bảng tuần hoàn và xác định các số lượng tử của electron cuối cùng được điền vào?
1.2.(1,0 điểm): Cho các phân tử sau: CBr4 ; IF5 ; XeF4 ; BrF3. Nêu trạng thái lai hóa của các nguyên tử trung tâm và dạng hình học của các chất trên.
1.3. (1,5 điểm): Một mẫu đồng vị 210Po ở thời điểm t=0 phóng ra 1,736.1014 hạt α trong một giây, sau 7 ngày mẫu đó phóng ra 1,44.1019 hạt α trong một ngày. 
a. Viết phương trình phân rã
b Tính khối lượng của Polonium cần lấy lúc đầu để sau 10 ngày ta có một mẫu có tốc độ phóng xạ 1 Ci.
Đáp án và thang điểm câu 1:
Câu
Hướng dẫn chấm
Điểm
Câu 1
1.1

a/ Kí hiệu số đơn vị điện tích hạt nhân của X là Zx , Y là Zy ; số nơtron của X là Nx , Y là Ny . Với XY2 , ta có các phương trình:
2 Zx + 4 Zy + Nx + 2 Ny = 128 (1)
 2 Zx + 4 Zy - Nx - 2 Ny = 36 (2)
 2 Zx - 4 Zy = 18 (3)
	Zy = 8 ; Zx = 25
Vậy X là Mangan, Y là Oxi. XY2 là MnO2 .	
b/ Cấu hình electron: Mn : [Ar]3d54s2 : Ô 25 , chu kì 4, nhóm VIIB.
O: [ He]2s2 2p4 : Ô 8, Chu kì 2,Nhóm VIA
Bộ 4 số lượng tử cuối của Mn: n = 3; l = 2; m = 2; ms= +1/2.
Bộ 4 số lượng tử cuối của O: n = 2; l = 1; m =-1; ms= -1/2.
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
1.2
CBr4 sp3: Tứ diện đều
IF5 sp3d2 : Tháp đáy vuông
XeF4 sp3d2: Vuông phẳng
BrF3 sp3d: Chữ T
0,25
0,25
0,25
0,25
1.3
a. 
b. Vo = 1,736.1014 P. rã/s = 1,736 x 1014 x 3600 x 24 = 1,5.1019p.rã/ngày
	V = 1,44.1019 p.rã/ngày
 ngày -1
Phương trình phân rã: 
Xét mẫu Po có V= 1Ci = 3,7.1010 p.rã/s
	 = 3,7.1010 x 3600 x 24 = 3,2 x 1015 p.rã/ngày.
 (nguyên tử)
Vậy NPo phải lấy lúc đầu là (No)
® N0 = N.ekt = 5,488.1017.e0,00583.10 = 5,817.1017 nguyên tử 
⇒mPo=5,817x10176,022x1023x210≃2,03.10-4(g)

0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25

Câu 2: ( 3,5 điểm) 
	2.1. (1,5 điểm): Vàng (Au) kết tinh ở dạng lập phương tâm mặt có cạnh của ô mạng cơ sở a = 407 pm (1pm = 10-12 m). Tính khối lượng riêng của tinh thể Au?	(Biết Au = 196,97 ; N = 6,022.1023.)
	2.2.(2,0 điểm): Tính năng lượng liên kết trong bình C – H từ các kết quả thực hiện nghiệm sau: 
- Nhiệt đốt cháy CH4	= - 801,7 kJ/mol
- Nhiệt đốt cháy hidrogen 	= - 241,5 kJ/mol 
- Nhiệt đốt cháy than chì 	= - 393,4 kJ/mol 
- Nhiệt hóa hơi than chì 	= 715 kJ/mol 
- Năng lượng liên kết H – H 	= 431,5 kJ/mol 
Các kết quả đều đo được ở 2980K và 1bar
Đáp án và thang điểm câu 2:
Câu
Hướng dẫn chấm
Điểm
Câu 2
2.1

 Trong 1 ô mạng cơ sở có số nguyên tử Au:
 nguyên tử
 (g/cm3)

0,5
1,0
2.2
CH4	+ O2	→ CO2	 + 2H2O	
2H2O	→ O2	+ 2H2	- 2
CO2	→ O2 + C(r)	- 	
C(r)	→ C(k)	
2H2	→ 4H	2
CH4	→ C(k)	+ 4H	4ΔH-C0 = ΔH1 - 2ΔH2 - ΔH3 + ΔH4 + 2ΔH5
	 = - 801,7 + 241,5.2 + 393,4 + 715 + 2.(431,5) = 1652,7 kJ/mol	
Þ
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25

Câu 3: ( 4 điểm)
	3.1. (2,0 điểm) Thêm từ từ từng giọt dung dịch AgNO3 vào dung dịch chứa KCl 0,1M và KI 0,001M.
	a. Kết tủa nào xuất hiện trước.
	b. Khi kết tủa thứ 2 bắt đầu tách ra thì nồng độ ion thứ nhất còn lại bằng bao nhiêu?. 
	Biết pKs(AgI) = 16; pKs(AgCl)=10.
3.2. (2,0 điểm)
	a. Tính pH của dung dịch NH3 1,0.10-3 M; Kb=1,8.10-5
	b. Tính pH của dung dịch H2S 0,010 M; Ka1=K1=10-7,02; Ka2=K2=10-12,9.
Đáp án và thang điểm câu 3:
Câu
Hướng dẫn chấm
Điểm
Câu 3
3.1
a. Kết tủa xuất hiện trước.
* Nếu AgI kết tủa trước
 [Ag+].[I-]>Ks(AgI) (M)
* Nếu AgCl kết tủa trước
 [Ag+].[Cl-]>Ks(AgCl) (M)
Vậy Ag+ cần kết tủa AgI nhỏ hơn nên AgI kết tủa trước.
b. Khi AgCl bắt đầu tách ra thì 
I- đã kết tủa hoàn toàn trong AgI.
0,5
0,5
0,25
0,25
0,5
3.2
a. NH3 + H2O⇌NH4+ + OH- ; Kb=1,8.10-5 (1)
Cb 10-3-x x x
 H2O ⇌ H+ + OH- ; K=10-14 (2)
Vì KH2O≪Kbbỏ qua (2)
Ta có : Kb=
[OH-] = x =1,25.10-4pOH=3,9pH=10,1
b.
H2S⇌H+ + HS- , K1=10-7,02 (1)
HS- ⇌ H+ + S2- , K2=10-12,9 (2)
H2O ⇌ H+ + OH- , KH2O = 10-14 (3)
K1≫K2; K1≫KH2OCB (1) là chủ yếu, bỏ qua sự điện li của H2O.
 H2S ⇌ H+ + HS- , K1=10-7,02
Cb 10-2-x x x
K1=10-7,02=
[H+]=[HS-]=10-4,51
pH=4,51

0,25
0,5
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25

Câu 4:( 4 điểm)
4.1.(1,5 điểm)
a.Cân bằng phản ứng oxi hoá - khử sau theo phương pháp thăng bằng electron:
1. KMnO4 + FeS2 + H2SO4→ Fe2(SO4)3 + K2SO4 + MnSO4 + H2O.
2. FexOy + H2SO4→Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O
b.Cân bằng phản ứng oxi hoá - khử sau theo phương pháp thăng bằng ion-electron:
K2Cr2O7+ Na2SO3 +H2SO4 → Cr2(SO4)3 + Na2SO4 + K2SO4 + H2O
4.2. (2,5 điểm)Người ta lập một pin gồm hai nửa pin sau: Zn/Zn(NO3)2 0,1M và Ag/AgNO3 0,1M có thế khử chuẩn tương ứng là = -0,76V và = +0,80V.
	a. Thiết lập sơ đồ pin.
	b. Viết phương trình phản ứng khi pin làm việc.
	c. Tính suất điện động của pin.
Đáp án và thang điểm câu 4:
Câu
Hướng dẫn chấm
Điểm
Câu 4
4.1
a. 1 x 2FeS2→2Fe+3 + 4S+6 + 30e
 6 x Mn+7 + 5e →Mn2+
Phương trình phân tử: 
6KMnO4 + 2FeS2 + 8H2SO4→Fe2(SO4)3 + 3K2SO4 + 6MnSO4 + 8H2O. 
 x 2 xFe+2y/x → xFe+3 + (3x-2y)e
x(3x-2y)
Phương trình phân tử: 
2FexOy + (6x – 2y)H2SO4 → x Fe2(SO4)3 + (3x – 2y)SO2 + (6x – 2y) H2O
b.
	 1	Cr2O72- + 14 H+ + 6e → 2 Cr3+ + 7H2O
	 3	 SO32- + H2O → SO42- + 2 H+ +2e 
 Cr2O72-+ 3SO32- + 8 H+ → 3 SO42- + 2Cr3+ + 4 H2O
Phương trình phân tử: 
K2Cr2O7 + 3 Na2SO3 + 4H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 3Na2SO4 + K2SO4 + 4H2O 
0,5
0,5
0,5
4.2
a. Zn2+ + 2e Zn
= +lg[Zn2+] = -0,76 + (0,059/2).lg0,1 = -0,7895 V
Ag+ + e Ag
= +lg[Ag+] = +0,80 + 0,059.lg0,1 = +0,741 V
Ta thấy: <nên điện cực kẽm là điện cực âm và điện cực Ag là điện cực dương. Sơ đồ pin điện như sau:
(-) Zn | Zn(NO3)2 0,1M || AgNO3 0,1M | Ag (+) 
b. Tại cực (-) có sự oxi hóa: Zn ® Zn2+ + 2e
 Tại cực (+) có sự khử: Ag+ +1e ® Ag
Phản ứng tổng quát khi pin làm việc: Zn + 2Ag+® Zn2+ + 2Ag
c. Epin = - = 0,741 – (-0,7895) = +1,5305 V
0,5
0,5
0,25
0,25
0,5
0,5
Câu 5: (4 điểm)
5.1.(2,0 điểm) Một hỗn hợp gồm 2 muối Potassium halide ở 2 chu kì liên tiếp trong bảng tuần hoàn có khối lượng là 5 gam. Hòa tan hỗn hợp này vào nước rồi cho thêm lượng dư AgNO3 thì thu được 8,58 gam kết tủa. Xác định 2 muối và tính % khối lượng của chúng trong hỗn hợp?
5.2(2 điểm) Chia 28,3 gam hỗn hợp B gồm Al, Mg và FeCO3 thành hai phần bằng nhau:
- Phần 1:Tác dụng hết với dung dịch HCl dư, thu được 0,225 mol hỗn hợp khí. 
- Phần 2: Tác dụng hết với dung dịch H2SO4 đặc, đun nóng, dư, thu được dung dịch C và 0,275 mol hỗn hợp D gồm CO2, SO2. 
Viết các phương trình phản ứng và tính số mol mỗi chất trong B.
Đáp án và thang điểm câu 5:
Câu
Hướng dẫn chấm
Điểm
Câu 5
5.1

Đặt CTPT chung của 2 muối là KX ( X là halogen) có MKX = (39+ X)
Khi cho vào dung dịch AgNO3 dư thì ta có phương trình:
KX + AgNO3à AgX(R) + KNO3 (1)
mol: a a
Có 2 khả năng xảy ra:
TH1: Chỉ có một muối tạo kết tủa thì 2 muối phải là KF và KCl. Khi đó kết tủa là AgCl. Vậy a = 8,58 : 143,5 (mol) 
 => khối lượng KCl là:
 mKCl = 74,5. ( 8,58 : 143,5) = 4,45 ( gam) 
 =>%mKCl = 89% và %mKF = 11%.
TH2: Cả 2 muối cùng tạo kết tủa thì X là trung bình của 2 halogen trong hỗn hợp muối. Khi đó ta có 
nKX = nAgX = (8,58-5) : (108- 39) = 0,051884 (mol) , 
Suy ra MKX = 39 + X = 5 : 0,051884 = 96,369 
Suy ra X = 57,369 mà 2 halogen liên tiếp nên đó phải là Cl= 35,5 và Br = 80.
Gọi nKCl = x; nKBr = y thì ta có x + y = 0,051884
Và khối lượng hai muối là : 74,5x + 119y = 5
Giải hệ trên ta được: x = 0,0264 và y = 0,0255
Vậy %mKCl = 39,336% và %mKBr = 60,664%.

0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
0,25
0,25
5.2
Gọi x, y, z lần lượt là số mol của Mg, Al, FeCO3 trong hỗn hợp B
Phần 1: Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 (1)
 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 (2)
 FeCO3 + 2HCl → FeCl2 + CO2 + H2O (3)
Phần 2: Mg + 2H2SO4 (đặc) MgSO4 + SO2 +2H2O(4)
2Al + 6H2SO4 (đặc) Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (5)
2FeCO3 + 4H2SO4 (đặc) Fe2(SO4)3 + SO2 + 2CO2 + 4H2O(6)
0,5
0,5
1,0