HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC OLYMPIC QUỐC TẾ NĂM 2009

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH VÀO CÁC ĐỘI TUYỂN
QUỐC GIA DỰ THI OLYMPIC QUỐC TẾ NĂM 2009
HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC Nguon: OLYMPIAVN.ORG
Môn: HÓA HỌC
Ngày thi thứ nhất: 18/4/2008
Câu I (3 điểm): 1. 1 điểm; 2. 0,75 điểm; 3. 1,25 điểm.
1.
238
U là đồng vị đầu tiên trong họ phóng xạ urani–rađi, các đồng vị của các nguyên tố
khác thuộc họ này đều là sản phẩm của chuỗi phân rã phóng xạ bắt đầu từ
238
U. Khi phân
tích quặng urani người ta tìm thấy 3 đồng vị của urani là
238
U,
235
U và
234
U đều có tính
phóng xạ.
Hai đồng vị
235
U và
234
U có thuộc họ phóng xạ urani–rađi không? Tại sao? Viết
phương trình biểu diễn các biến đổi hạt nhân để giải thích.
Điện tích hạt nhân Z của thori (Th), protactini (Pa) và urani (U) lần lượt là 90, 91, 92. Các
nguyên tố phóng xạ tự nhiên có tính phóng xạ α và β.
2. Ở nước ta, urani có thể thu được khi thuỷ luyện quặng Nông Sơn ở Quảng Nam bằng
axit sunfuric. Sau khi kết tủa urani bằng kiềm, nước thải của dung dịch thuỷ luyện quặng
urani có chứa đồng vị phóng xạ

226
Ra với nồng độ rất nhỏ, nhưng vẫn có thể ảnh hưởng
đến môi trường. Vì thế, người ta phải xử lí bằng cách cho vào nước thải này một lượng
BaCl
2
gần đủ cho phản ứng với lượng ion sunfat còn trong nước thải.
Hãy tìm một cách giải thích phương án xử lí nước thải nói trên và viết các phương
trình phản ứng cần thiết.
3. Sản phẩm của xử lí nước thải chứa
226
Ra có thể được kết khối trong xi măng (phương
pháp xi măng hoá), bảo quản trong các thùng kim loại, rồi đem chôn giữ trong các kho
thải phóng xạ.
Cần giữ an toàn trong bao lâu để lượng Ra của khối chất thải này chỉ còn lại
1
1000
lượng
ban đầu? Thời gian bán huỷ của
226
Ra là 1600 năm.
Câu II (3 điểm): 1. 1,5 điểm; 2. 1,5 điểm.
1. Viết các phương trình ion của các phản ứng xảy ra trong dung dịch nước (ghi rõ trạng
thái mỗi chất (aq) hoặc (r), (k), (l)) khi tiến hành các thí nghiệm dưới đây:
a. Cho một mẩu canxi vào nước.
b. Rót axit H
2
SO
4
(loãng) vào dung dịch Pb(CH
3

COO)
2
(loãng).
c. Rót axit HCl (đặc) vào MnO
2
.
d. Cho NaCN vào nước.
e. Cho mẩu Ag vào dung dịch HNO
3
(loãng).
f. Cho dung dịch NaOH (dư) vào dung dịch Al(NO
3
)
3
.
2. Khi sự sống bắt đầu trên Trái Đất thì thành phần khí quyển gồm: khí А, metan,
amoniac và các khí khác, trong lúc đơn chất B hầu như không có. Do các quá trình hóa
học diễn ra trong cơ thể sống nên lượng khí A giảm trong khi đó B tăng. Ngày nay, B có
mặt nhiều ở khí quyển nhờ sự quang hóa (nA + nH
2
O nB + (CH
2
O)
n
). Lúc đầu, B
tích tụ trong khí quyển, ion Fe
2+
có mặt trong nước biển bị oxi hóa thành Fe
3+
. Tầng khí

quyển bảo vệ Trái Đất khỏi tác dụng của tia tử ngoại chứa chất C, một dạng thù hình của
B. Tất cả các biến đổi ở trên đã tạo nên sự sống đa dạng trên Trái Đất.
Trong các điều kiện xác định, hợp chất D có thể hình thành cả trong khí quyển và cơ thể
sống. Các gốc dẫn tới sự lão hóa được phát sinh từ sự thoái biến của D. Chất D được tạo
thành từ hai nguyên tố hiđro và oxi, có cả tính oxi hóa và tính khử.
a. Viết công thức của các chất A, B, C, D.
b. Viết phương trình phản ứng biểu diễn các chuyển hóa:
(1) nA + nH
2
O nB + (CH
2
O)
n
; (2) D B;
(3) Fe(OH)
2
+ B + H
2
O … ; (4) B C.
c. Viết các nửa phương trình electron và phương trình đầy đủ của các phản ứng oxi hoá - khử:
(1) D + KI + H
2
SO
4
… ; (2) D + K
2
Cr
2
O
7

+ H
2
SO
4
…
Câu III (3 điểm): 1. 1 điểm; 2. 2 điểm.
1. So sánh độ dẫn điện (cao, thấp) của các dung dịch: CoCl
2
(aq) 0,10 mol/L;
Co(CH
3
COO)
2
(aq) 0,10 mol/L; H
2
S (aq) 0,10 mol/L. Giải thích.
2. Người ta tiến hành hai thí nghiệm (TN) dưới đây:
TN (1): Cho dung dịch CoCl
2
(aq) 0,10 mol/L vào dung dịch H
2
S (aq) 0,10 mol/L.
TN (2): Cho dung dịch Co(CH
3
COO)
2
(aq) 0,10 mol/L vào dung dịch H
2
S (aq) 0,10 mol/L.
a. Viết phương trình ion của phản ứng xảy ra ở mỗi thí nghiệm.

b. Cho biết những sự thay đổi nhìn thấy được khi tiến hành thí nghiệm.
c. So sánh độ dẫn điện (cao, thấp) của các dung dịch thu dược sau thí nghiệm. Giải thích.
Câu IV (2 điểm): 1. 1 điểm; 2. 1 điểm.
+ - 3+ 3+ 2+
0 0 0 0 0
Ag Ag AgI/Ag,I Au /Ag Fe /Fe Fe /Fe
= 0,80V; = -0,15V; = 1,26V; = -0,037V; = -0,440V. Cho: E E E E E
Hãy:
1. a. Thiết lập một sơ đồ pin để xác định tích số tan của AgI. Viết các phương trình phản
ứng xảy ra trên mỗi điện cực và trong pin.
b. Tính độ tan (s) tại 25
o
C của AgI trong nước.
2. a. Lập pin điện trong đó xảy ra sự oxi hoá ion Fe
2+
thành ion Fe
3+
và ion Au
3+
bị khử
thành ion Au
+
. Viết các phương trình phản ứng xảy ra trên mỗi điện cực và trong pin.
b. Tính sức điện động chuẩn của pin và hằng số cân bằng của phản ứng xảy ra trong pin này.
Câu V (3 điểm): 1. 0,5 điểm; 2. 1 điểm; 3. 1,5 điểm.

2. Để nghiên cứu động học của phản ứng
2[Fe(CN)
6
]

3−
+ 2I
−
2[Fe(CN)
6
]
4−
+ I
2
(*).
Người ta đo tốc độ đầu của sự hình thành iot ở 4 hỗn hợp dưới đây. Các hỗn hợp ban đầu
không chứa iot.
c([Fe(CN)
6
]
3−
) c(I
−
) c([Fe(CN)
6
]
4−
) Tốc độ đầu
1. Cho phản ứng: 2 NO
2
(k) 2 NO (k) + O
2
(k).
Mỗi đường cong trong hình bên biểu thị sự thay đổi
nồng độ của một chất theo thời gian.

Đường nào ứng với sự phụ thuộc nồng độ oxi
vào thời gian? Vì sao?
t
c
A
B
C
mol/L mol/L mol/L mmol.L
−1
.

h
−1
Thí nghiệm 1 Hỗn hợp 1 1 1 1 1
Thí nghiệm 2 Hỗn hợp 2 2 1 1 4
Thí nghiệm 3 Hỗn hợp 3 1 2 2 2
Thí nghiệm 4 Hỗn hợp 4 2 2 1 16
Trong trường hợp tổng quát, tốc độ phản ứng được biểu thị bởi phương trình:
2
dc(I )
dt
= k.c
a
([Fe(CN)
6
]
3−
).c
b
(I

−
).c
d
([Fe(CN)
6
]
4−
).c
e
(I
2
)
Xác định giá trị của a, b, d, e và hằng số tốc độ phản ứng k.
3. Cơ chế sau đây đã được đề xuất cho phản ứng (*):
[Fe(CN)
6
]
3−
+ 2 I
−
[Fe(CN)
6
]
4−
+ I
2
−
(1)

[Fe(CN)

6
]
3−
+ I
2
−
[Fe(CN)
6
]
4−
+ I
2
(2)
a. Trong 2 phản ứng trên, phản ứng nào diễn ra nhanh, phản ứng nào diễn ra chậm?
b. Chứng minh rằng cơ chế trên phù hợp với phương trình biểu diễn tốc độ phản ứng tìm
được ở 2.
Câu VI (3 điểm): 1. 0,75 điểm; 2. 0,75 điểm; 3. 0,5 điểm; 4. 1 điểm.
1. Bạc tác dụng với dung dịch nước của NaCN khi có mặt không khí theo phản ứng:
4Ag + O
2
+ 2H
2
O + 16CN
−
4[Ag(CN)
4
]
3−
+ 4OH
−

Để ngăn cản sự hình thành của axit HCN (một chất dễ bay hơi và rất độc) thì pH của
dung dịch phải trên 10.
Nếu dung dịch chỉ có NaCN, pH = 10,7 thì nồng độ NaCN bằng bao nhiêu?
2. Một dung dịch chứa các ion Ag
+
và 0,020 mol/L NaCN. So với ion bạc thì natri xianua rất
dư. pH của dung dịch này bằng 10,8. Trong dung dịch có cân bằng sau:
Ag
+
+ 4CN
−
[Ag(CN)
4
]
3−
; hằng số cân bằng β
1
= 5,00.10
20
Xác định tỉ số của
3-
4
+
c([Ag(CN) ] )
c(Ag )
trong dung dịch.
3. Để tăng nồng độ của ion Ag
+
tự do (chưa tạo phức) phải thêm vào dung dịch đó NaOH
hay HClO

4
? Vì sao?
4. Sau khi thêm axit/bazơ (dựa vào kết quả của 3.) để nồng độ ion Ag
+
trong dung dịch
tăng lên 10 lần so với nồng độ ion Ag
+
trong dung dịch cho ở 2.
Tính nồng độ ion CN
−
trong dung dịch mới này.
Sử dụng c(CN
−
) = 0,0196 mol/L (khi chưa thêm axit/bazơ). Thể tích của dung dịch coi như
không thay đổi sau khi thêm axit/bazơ. pK
a
(HCN) = 9,31.
Câu VII (3 điểm): 1. 1,5 điểm; 2. 1,5 điểm.
Một polime là sản phẩm đồng trùng hợp của các monome: etilen, α-metylstiren
và propilen. Người ta xác định khối lượng mol trung bình (M
tb
) bằng cách đo áp suất thẩm
thấu của các dung dịch loãng chứa polime ở nhiệt độ 25
o
C và thu được các kết quả dưới đây:
k
−
1
k
2

k
1
Áp suất thẩm thấu Π (Pa)
55,68 111,4 167,0
Nồng độ polime trong dung dịch loãng c (mg/cm
3
) 2 4 6
1. Vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của
Π
RT
vào c. Về lí thuyết, đồ thị có thể đi qua điểm
(0,0) được không? Vì sao?
2. Xác định khối lượng mol trung bình của polime này.
Hằng số khí R = 8,314 J.K
–1
.mol
–1
; 1 J = 1 N. m ; 1 Pa = 1 N.m
−2
; 1 N = 1 kg m s
-2
.