đáp án đề thi olympic hóa học sinh viên toàn quốc 2016 bảng B

LIÊN HIỆP CÁC HỘI KH&KT VIỆT NAM
HỘI HÓA HỌC - TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

OLYMPIC HOÁ HỌC SINH VIÊN CÁC TRƯỜNG ĐẠI HỌC VÀ
CAO ĐẲNG TOÀN QUỐC LẦN THỨ IX (4/2016)

ĐÁP ÁN
BÀI THI LÝ THUYẾT
Bảng: B
Họ và tên thí sinh: ..............................................................
Số phách:
Ngày tháng năm sinh:..........................................................
Số báo danh:........................................................................
Đơn vị:................................................................................

Bài thi lý thuyết - Bảng B
1


2

Bài làm lý thuyết của thí sinh

Bảng: B
KẾT QUẢ CHẤM BÀI THI LÝ THUYẾT
Câu

1

2

3

4

5

6

7

8

Tổng
điểm
bằng số

Tổng điểm
bằng chữ

Điểm

Hà Nội, ngày 18 tháng 04 năm 2016
CÁN BỘ CHẤM THI 1

CÁN BỘ CHẤM THI 2

TRƯỞNG TIỂU BAN
CHẤM THI BẢNG B

Hướng dẫn thí sinh khi làm bài thi

1. Thí sinh phải viết họ, tên, ngày tháng năm sinh và số báo danh vào tờ bìa của bài thi.
(Vì đây là phách của bài thi).
2. Các trang bên trong của bài thi không được viết bất cứ thông tin cá nhân nào, mà chỉ
làm bài bằng bút xanh hoặc đen, không được dùng bút đỏ. Tất cả các kết quả trả lời
mỗi câu hỏi phải được viết trong khung quy định của bài thi. Làm khác quy định sẽ
không được chấm điểm.
3. Bài thi gồm 08 câu, 17 trang. Khi làm bài xong thí sinh phải nộp toàn bộ bài thi và ký
xác nhận trước khi ra về.
Bài Thi Lý Thuyết - Bảng B
Số phách


3

4. Thí sinh có 180 phút để làm bài thi.
5. Thí sinh không được sử dụng tài liệu tham khảo, chỉ được sử dụng máy tính không có
thẻ nhớ.

Các hằng số và công thức cần thiết
NA = 6,0221×1023 mol–1

Số Avogadro:

Hằng số khí:

R=

Hằng số Faraday:

Phương trình khí lý tưởng:

PV = nRT

8,314 JK–1mol–1
0,0820 atmLK–1mol–1
62 400 mmHg.mL.K–1mol–1

Năng lượng của photon:

E

F = 96485 Cmol–1

Năng lượng tự do Gibbs:

G = H – TS

Hằng số Planck:

h = 6,6261×10–34 Js

Vận tốc ánh sáng :

c = 3,000×108 ms–1

Không độ C:

H = E + nRT

273,15 K

1 N = 1 kg.m.-1s-2

hc


Phương trình Faraday:

Q = It

Phương trình
Arrhenius:

k =A
Kw = = 1,0×10-14

1 eV = 1,602×10-19 J

Phương trình Nernst ở
298K

1 atm = 760 torr = 1,01325×105 Pa = 760 mmHg

E  Eo 

0,059
[Ox]
log
n
[Kh]

BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC
1
1
H
1.008
3
Li
6.941
11
Na
22.99
19
K
39.10
37
Rb
85.47
55
Cs
132.91
87
Fr
(223)

18
2

13

14

15

16

17

4
Be
9.012
12
Mg
24.31
20
Ca
40.08
38
Sr
87.62
56
Ba
137.33
88
Ra
226.0

6
C
12.01

14
Si
28.09
32
Ge
72.64
50
Sn
118.71
82
Pb
207.2

7
N
14.01
15
P
30.97
33
As
74.92
51
Sb
121.76
83
Bi
208.98

8

O
16.00
16
S
32.07
34
Se
78.96
52
Te
127.60
84
Po
(209)

9
F
19.00
17
Cl
35.45
35
Br
79.90
53
I
126.90
85
At
(210)

69
Tm
168.93
101
Md
(256)

70
Yb
173.05
102
No
(254)

71
Lu
174.97
103
Lr
(257)

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

21
Sc
44.96
39
Y
88.91
57
La
138.91
89
Ac
(227)

22
Ti
47.87
40
Zr

91.22
72
Hf
178.49
104
Rf
(261)

23
V
50.94
41
Nb
92.91
73
Ta
180.95
105
Ha
(262)

24
Cr
52.00
42
Mo
95.96
74
W
183.84

25
Mn
54.94
43
Tc
[98]
75
Re
186.21

26
Fe
55.85
44
Ru
101.07
76
Os
190.23

27
Co
58.93
45
Rh
102.91
77
Ir
192.22

28
Ni
58.69
46
Pd
106.42
78
Pt
195.08

29
Cu
63.55
47
Ag
107.87
79
Au
196.97

30
Zn
65.38
48
Cd
112.41
80
Hg
200.59

5
B
10.81
13
Al
26.98
31
Ga
69.72
49
In
114.82
81
Tl
204.38

58
Ce
140.12
90
Th
232.04

59
Pr
140.91
91
Pa
231.04

60
Nd
144.24
92
U
238.03

61
Pm
(145)
93
Np
237.05

62
Sm
150.36
94
Pu
(244)

63
Eu
151.96
95
Am
(243)

64

Gd
157.25
96
Cm
(247)

65
Tb
158.93
97
Bk
(247)

66
Dy
162.50
98
Cf
(251)

67
Ho
164.93
99
Es
(254)

68
Er
167.26

100
Fm
(257)

Bài Thi Lý Thuyết - Bảng B
Số phách

2
He
4.003
10
Ne
20.18
18
Ar
39.95
36
Kr
83.80
54
Xe
131.29
86
Rn
(222)


4

Câu I:

1
(1,5 đ)

2
(1,0 đ)

Tổng điểm
(2,5 đ)

Người chấm 1
Người chấm 2
1) Ion M3+ có phân lớp electron ngoài cùng là 3d1:
a) Viết cấu hình electron của nguyên tử M.
Khi nguyên tử của các nguyên tố chuyển tiếp bị ion hóa thì electron đầu tiên bị bứt ra khỏi
nguyên tử là electron ns:
M3+ + 3e → M
Vậy nguyên tử M phải có 2 phân lớp electron ngoài cùng là: 3d 24s2.
M: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 4s2
b) Xác định chu kỳ, nhóm và số thứ tự của M trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa
học.
Chu kỳ 4, nhóm IV B, số thứ tự Z = 22.

...............................................................................................................................................
c) Electron 3d1 có thể ứng với giá trị nào của 4 số lượng tử?
n= 3, l =2,
ml = có thể là một trong các giá trị: -2; -1; 0; +1; +2

1
1
hoặc 2

2
...............................................................................................................................................
ms = +

2)
Năng lượng ion hóa thứ nhất và thứ hai của Na và Mg theo eV (sắp xếp không theo thứ
tự) là: 5,1; 7,6; 47,3; 15,0.
Hãy điền các số liệu trên vào bảng sau và giải thích:
Nguyên tố
Na: 1s22s22p63s1
Mg: 1s22s22p63s2
2

1

I1
5,1
7,6

I2
47,3
15,0

1

2

- Với mỗi nguyên tố, I > I vì I tách electron ra khỏi nguyên tử trung hòa còn I tách
electron khỏi ion dương.

Bài Thi Lý Thuyết - Bảng B
Số phách


5
1

1

g

- I (Na) < I (M ) do điện tích hạt nhân tăng, lực hút của hạt nhân với electron trên cùng
phân lớp tăng.
2

2

6

g

- I (Na) > I (M ) vì bứt electron thứ 2 của Na trên phân lớp bão hòa 2p , còn của Mg trên
3s

...............................................................................................................................................
Câu 2:
1
(1,0 đ)

2

(2,0đ)

Tổng điểm
(3,0 đ)

Người chấm 1
Người chấm 2
1) Dựa vào mô hình đẩy các cặp electron hóa trị (VSEPR) hãy biểu diễn cấu trúc các phân
tử ClF3 và BF3. Cho biết phân tử nào phân cực. giải thích.
ClF3: Công thức cấu trúc kiểu AX3E2; m+ n = 5 (chứa 2 cặp electron không liên kết);
nguyên tử Cl lai hóa sp3d; cấu trúc hình học dạng chữ T
BF3: Công thức cấu trúc kiểu AX 3E0; m+ n = 3; (không chứa electron không liên kết);
nguyên tử B lai hóa sp2; cấu trúc hình học tam giác đều:

F
F
Cl

F

B

F

F
F
ClF3 là phân tử phân cực có momen lưỡng cực khác không (  0). (không có yếu tố đối
xứng)
BF3 chứa trục đối xứng bậc 3, phân tử đối xứng nên momen lưỡng cực bằng không. ( =
0)............................................................................................................................................

2)
a) Vẽ giản đồ năng lượng các MO cho phân tử CO. Viết cấu hình electron, cho biết từ tính
và số liên kết (chỉ rõ số liên kết σ và số liên kết π) của phân tử này.
C (Z = 6): 1s2 2s2 2p2.
O (Z = 8): 1s2 2s2 2p4, và O > C.

Bài Thi Lý Thuyết - Bảng B
Số phách


6
Trong phân tử CO có 10 e hoá trị tham gia trực tiếp tạo thành các MO như sau:

...............................................................................................................................................
- Cấu hình electron của CO:

~  2s  s 2  2x  2y  2z
- CO không có e lectron độc thân nên nghịch từ.
- Số liên kết bằng 3, trong đó có 1 liên kết σ và 2 liên kết π
...............................................................................................................................................
b) So sánh năng lượng ion hóa của nguyên tử C, nguyên tử O và phân tử CO.
Electron ngoài cùng bị tách trên các obitan tương ứng 2p (c) : 2p(O) : σz(CO)
Từ giản đồ có : E z  E 2pO  E 2pC
Nên: IC < IO < ICO.
c) Cho biết tên của obitan HOMO và LUMO của phân tử CO. Biểu diễn hình dáng của các
obitan này.
HOMO: z;

*
*

LUMO:  x (hoặc  y ).

Hình dáng các obitan:

*

C

O

z

C

O
x*

...............................................................................................................................................

Bài Thi Lý Thuyết - Bảng B
Số phách


7

Câu 3:
1
(1,0 đ)

2

(0,5 đ)

3
(0,5 đ)

4
(0,5 đ)

5
(0,5 đ)

Tổng điểm
(3,0 đ)

Người chấm 1
Người chấm 2
Xét cân bằng: N2O4(k) ⇌ 2NO2(k)
1) Một lượng khí N2O4 được đặt trong một xilanh ở nhiệt độ T 1 = 25oC. Sau khi cân bằng
được thiết lập, áp suất chung của hệ là 1,5 atm và có 16% số mol của N 2O4 bị phân hủy
thành NO2.
Tính áp suất ban đầu của N2O4 và Kp của phản ứng phân hủy ở 25 oC.
1)
N2O4(k) ⇌ 2NO2(k)
α = 0,16
Bd
P0
0
(atm)
Cb
0,84P0

0,32P0
Pc = 1,16P0 = 1,5 atm.
P0 = 1,5/1,16 = 1,293 atm
Ở cùng nhiệt độ và thể tích, tỉ lệ mol các khí bằng tỉ lệ P nên:

PNO2 

PN 2O4 

n NO2
nc

Pc 

n N 2 O4
nc

Kp =

0,32P0
.1,5  0, 414atm
1,16P0

Pc 

2
PNO

2

PN 2O4

0,84P0
.1,5  1,086atm
1,16P0
=

(0, 414) 2
= 0,158
1, 086

...............................................................................................................................................
2) Nếu nhiệt độ vẫn giữ ở 25oC nhưng tăng dần thể tích của xilanh cho tới khi áp suất
chung của hệ bằng 1 atm. Tính áp suất cân bằng của NO 2 và N2O4 trong điều kiện này.
Coi như thực hiện phản ứng ở thể tích mà áp suất cân bằng là 1 atm
N2O4(k)
⇌ 2NO2(k)
Bd
P0
0 (atm)
Cb
1- x
x (atm)
Kp =

2
PNO

2

PN 2O4

=

x2
= 0,158
1 x

x2 + 0,158x – 0,158 = 0
x = PNO2 =

0,326 atm

và

PN2O4 = 0,674 atm

...............................................................................................................................................
Bài Thi Lý Thuyết - Bảng B
Số phách


8
3) Tính phần trăm mol của N2O4 đã bị phân hủy ở trạng thái cân bằng mới (áp suất chung
bằng 1 atm, nhiệt độ 25oC).
- Áp suất N2O4 đã phân hủy là bằng

1
0,326
PNO2 =

 0,163 atm
2
2

- Áp suất ban đầu của N2O4 bằng áp suất cân bằng của nó cộng với áp suất đã phân hủy:
P0 = 0,674 + 0,163 = 0,837 atm

0,163
100 = 19,47%
0,837

- Vậy, tỉ lệ phân hủy: α’ =

...............................................................................................................................................
4) Cho sinh nhiệt tiêu chuẩn ở 298K của N2O4(k) bằng 9,2 kJ/mol và của NO2(k) bằng 33,2
kJ/mol. Tính ∆S0pư và nhiệt độ T2 để phản ứng phân hủy N2O4 có hằng số cân bằng Kp
bằng 1. Coi ∆H0pư và ∆S0pư không phụ thuộc nhiệt độ.
0
0
∆H0pư = 2H NO 2  H N 2O 4 = 2.33,2 – 9,2 = 57,2 kJ

∆G0298,pư = - 8,314.298ln0.158 = 4571,5 J

S0pu



H 0298,pu  G 0298,pu
298

= 176,6 J/K

0
Hằng số Kp = 1 khi G T,pu   RT ln K p  0

G 0T  H 0T  TS0T  0
Vì ∆H0pư và ∆S0pư không phụ thuộc nhiệt độ nên:
T =

H 0
S0

=

H 0
S0

= 323,9K ≈ 324K

5) Nếu lúc đầu cho 0,1 mol N2O4 vào xilanh rồi giữ ở nhiệt độ T2 và áp suất cân bằng là 1
atm thì thể tích của hệ khi cân bằng là bao nhiêu?
N2O4(k)
0,1
0,1-y

Bd
Cb

⇌

2NO2(k)
0 (mol)
2y (mol)

nc = 0,1+y

2

Kp =

2
PNO

2

PN 2O4

=

4y
P2
2 C
4y 2
(0,1  y)
PC = 1,0
=
0,1  y
0,12  y 2
PC
0,1  y

Thay PC = 1 được:
5y2 = 0,01 → y = 0,04472
nc = 0,1 + 0,04472 = 0,14472 mol

Bài Thi Lý Thuyết - Bảng B
Số phách


9

nRT 0,14472.0,082.323,9

 3,844 lít �3,85 lít
P
1
...............................................................................................................................................
Câu 4:
1
2
3
4
Tổng điểm
(0,5 đ)
(0,5 đ)
(0,5 đ)
(0,5 đ)
(2,0 đ)
Người chấm 1
Người chấm 2

V

Hiđroasenua AsH3 là một chất khí, khi nóng bị phân hủy theo phản ứng bậc một thành
đihiđro và asen. Để nghiên cứu phản ứng này người ta cho khí hiđroasenua vào một bình
chân không, thể tích không đổi, ở nhiệt độ thích hợp xác định. Khi đó áp suất trên áp kế là
P0 = 760 mmHg. Sau 180 phút, áp kế chỉ 874 mmHg.
1) Chấp nhận rằng trong thí nghiệm trên được thực hiện tại nhiệt độ mà asen ở trạng thái
rắn và không tác dụng với đihidro. Giải thích tại sao áp suất trong bình lại tăng lên theo
thời gian? Áp suất trong bình sẽ tăng tới giới hạn bằng bao nhiêu?
Phương trình phản ứng:
AsH3(r) →

3
H2(k) + As(r)
2

- Ở điều kiện V và T không đổi, theo thời gian phản ứng số mol khí tăng nên áp suất trong
bình tăng.
- Áp suất đạt giới hạn khi toàn bộ lượng khí AsH 3 phân hủy hết.
Pmax =

3
P0 = 1140 mmHg.
2

...............................................................................................................................................
2) Lập biểu thức tính hằng số tốc độ phản ứng theo thời gian t, áp suất tổng cộng P và áp
suất ban đầu P0. Từ đó tính hằng số tốc độ phản ứng khi thời gian biểu thị bằng phút.

t=0

t

AsH3(k) → 1,5H2(k) + As(r)
p0
0
P0 –x
1,5x

P = P0 + 0,5x

→

x=

P  P0
0,5

Phản ứng bậc 1:

P0
1
P0
0,5P0
P0
1
1
1
ln
(P  P0 ) = ln
k = ln

= t
= ln
P0 
t P0  x
t 1,5P0  P
t 3P0  2P
0,5
Bài Thi Lý Thuyết - Bảng B
Số phách


10
Thay: t = 180 phút; P0 = 760 mmHg; P = 874 mmHg
k=

1
760
ln
= 1,98.10-3 phút-1
180 (3.760  2.874)

...............................................................................................................................................
3) Sau bao lâu thì một nửa lượng ban đầu của AsH 3 bị phân hủy? Khi đó áp suất chung
của hỗn hợp khí trong bình là bao nhiêu?

t1/ 2 

0,693
0,693


= 350 phút = 5 giờ 50 phút
k
1,98.103

P
2,5P0
P(t1/2) = P0 + 0,5 0 =
= 950 mmHg
2

2

...............................................................................................................................................
4) Trong thí nghiệm thứ hai, người ta thực hiện phản ứng ở nhiệt độ rất cao và coi rằng
phản ứng kết thúc sau 3 giờ, áp suất ban đầu P 0 vẫn bằng 760 mmHg. Thực tế sau 3 giờ,
áp kế chỉ là 1330 mmHg. Giả thiết rằng tại nhiệt độ này, H 2 chưa bị phân li thành hidro
nguyên tử mà chỉ có As rắn bị hóa thành hơi ở dạng phân tử As n. Xác định n.
Ở nhiệt độ cao, AsH3(k) phân hủy hết, As ở dạng hơi
Trước pư
Sau pư:

AsH3(k) → 1,5H2(k) + Asn(k)
P0
0
0
0

1,5P0

P = 1,5P0 +

P0
n

P0
= 1330
n

Thay P0 = 760 mmHg: giải ra n = 4

...............................................................................................................................................
Câu 5:
1
2
3
4
Tổng điểm
(0,5 đ)
(0,5 đ)
(1,0 đ)
(1,0 đ)
(3,0 đ)
Người chấm 1
Người chấm 2
1) Tính độ tan (theo mol/L) của SrF2 trong nước khi bỏ qua tính bazơ của F-. Cho

TSrF2  7,9.1010
Cân bằng hòa tan:
SrF2 ⇌
s

Sr2+ + 2Fs
2s

TSrF2  7,9.1010 = [Sr2+][F-]2 = 4s3
Bài Thi Lý Thuyết - Bảng B
Số phách


11
s = 5,82.10-4 mol/L
2) Độ tan thực của SrF2 sẽ lớn hơn hay bé hơn giá trị tính được ở câu 1? Giải thích.
Thực tế F- bị thủy phân
F- + H2O ⇌ HF + OH- với Kb =

K H 2O
K a (HF)

= 1,39.10-11

Làm cho cân bằng hòa tan của SrF2 bị chuyển dịch sang phải và do đó độ tan của SrF 2
lớn hơn.

...............................................................................................................................................
3) Tính độ tan của SrF2 trong dung dịch đệm có pH = 2. Cho Ka(HF) = 7,2.10-4.
SrF2 ⇌ Sr2+ + 2F-

[H  ][F ]
HF với Ka(HF) =
= 7,2.10-4

[HF]

F + H ⇌
-

TSrF2  7,9.1010

+

Phương trình bảo toàn nồng độ:
s = [Sr2+] =

1
s=
2
3

s =

[H  ]
1 1
( F + HF) = F-{1 +
}
K a (HF)
2
2

TSrF2
s

[H  ]
{1 +
}
K a (HF)

[H  ] 2
{1 +
}
K a (HF)
4

TSrF2

Thay TSrF  7,9.10

10

2

( *)

và [H+] = 10-2 M, tính được:

s = 3,52.10-3 mol/L.

...............................................................................................................................................
4) Cho 10-3 mol SrF2 vào 1 lít nước. Cần phải đưa pH của dung dịch đến giá trị nào để hòa
tan hết lượng muối SrF2 trên. Coi thể tích dung dịch không đổi.
Thay s = 10-3 mol/L vào (*) nếu tính [H+] như sau:
{1 +

[H  ] 2
}
K a (HF)

=

4
7,9.10

10

(103 )3 = 5,063

[H  ]
{1 +
} = 2,25
K a (HF)
[H+] = 1,25.7,2.10-4 = 9.10-4 M
pH = -lg(9.10-4) = 3,045 ≈ 3,1

Bài Thi Lý Thuyết - Bảng B
Số phách


12

...............................................................................................................................................
Câu 6:
1

(0,5 đ)

2
(0,5 đ)

3
(0,5 đ)

4
(0,5 đ)

5
(0,5 đ)

6
(0,5 đ)

Tổng
điểm
(3,0 đ)

Người chấm 1
Người chấm 2
Một pin Cu – Zn được thiết lập theo sơ đồ sau:
Zn│Zn2+(0,10 M) ║ Cu2+ (2,50 M) │Cu
Khối lượng của mỗi thanh điện cực kim loại đều là 200 g và thể tích mỗi dung dịch đều là
o
o
1 lít. Cho: E Cu 2 / Cu   0,34 V; E Zn 2 / Zn   0, 76 V;

1) Viết các quá trình xảy ra ở 2 điện cực và phản ứng chung trong pin khi pin làm việc.
- Ở diện cực dương, quá trình khử: Cu2+ + 2e ⇌ Cu
- Ở diện cực âm, quá trình oxi hóa:
Zn ⇌ Zn2+ + 2e
- Phản ưng chung trong pin:
Cu 2+ + Zn ⇌ Cu + Zn2+

...............................................................................................................................................
2) Tính hằng số cân bằng của phản ứng trong pin ở 25 0C.
logK =

nE opin
0, 059

=

2[0,34  ( 0, 76)]
0, 059

≈ 37, 29

K ≈ 1037,29

...............................................................................................................................................
3) Tính sức điện động của pin khi bắt đầu đóng mạch.
Epin = E

o
pin

0,059
[Cu 2  ]
log
+
2
[Zn 2  ]

Epin = 1,10 +

0,059
2,50
log
= 1,141 V
2
0,1

...............................................................................................................................................
4) Tính sức điện động của pin sau khi pin đã làm việc 10 giờ với dòng 10,0 A.
- Số mol Cu2+ bị khử thành Cu:
It
10.10.60.60
nCu =
=
= 1,866 mol
neF
2.96485
- Số mol Zn bị oxi hóa thành Zn2+ cũng bằng 1,866 mol.
- Nồng độ các ion còn lại trong dung dịch là:
[Cu2+] = 2,50 – 1,866 = 0,634 M

Bài Thi Lý Thuyết - Bảng B
Số phách


13
[Zn2+] = 0,10 + 1,866 = 1,966 M
Epin = 1,10 +

0,059
0,634
log
≈ 1,086 V
2
1,966

...............................................................................................................................................
5) Tính khối lượng của mỗi thanh điện cực kim loại sau 10 giờ.
Khối lượng thanh đồng:
Khối lượng thanh kẽm:

200 + 1,866.63,55 = 318,58 g
200 - 1,866.65,38 = 78,00 g

...............................................................................................................................................
6) Tính thời gian (theo giờ) pin có thể hoạt động với dòng 10 A.
Pin ngừng làm việc do 1 trong 3 khả năng sau xảy ra trước:
a) Kẽm tan hết
b) Cu2+ bị khử kết.
c) Phản ứng trong pin đạt cân bằng.
Pin bắt đầu làm việc,

- Trong dung dịch có 2,5 mol Cu 2+
- Thanh kẽm là 200 : 65,38 ≈ 3,06 mol Zn
Chứng tỏ, Cu2+ sẽ bị khử hết trước khi Zn tan hết.
Khi toàn bộ Cu2+ bị khử cần thời gian:
n 2 n e F
2,5.2.96485

= 48245,5s = 13,4 h
t  Cu
10
I
Với hằng số cân bằng của phản ứng:

[Zn 2+ ]
 1037,29 = 1,68.1037 là rất lớn,
2+
[Cu ]
thực tế toàn bộ lượng Cu2+ phải bị khử hết khi phản ứng đạt cân bằng.
Vậy, thời gian pin có thể làm việc là: 13,4 h

...............................................................................................................................................

Câu 7
1
(1,0 đ)

2
(1,0đ)

Người chấm 1

Người chấm 2

Bài Thi Lý Thuyết - Bảng B
Số phách

Tổng điểm
(2,0 đ)


14
Đun nóng chảy 0,935 g quặng cromit (chứa Cr 2O3) với Na2O2 để oxy hóa crom thành
CrO42-. Hòa tan toàn bộ sản phẩm thu được vào nước rồi đun sôi lâu để phân hủy hết
Na2O2. Lọc bỏ phần không tan. Axit hóa dung dịch bằng lượng dư axit H 2SO4 loãng và
thêm vào đó 50,00 ml dung dịch FeSO4 0,08 M. Chuẩn độ lượng sắt(II) dư hết 14,85 ml
dung dịch KMnO4 loãng.
Biết rằng để chuẩn độ 10,00 ml dung dịch H 2C2O4 0,0125 M trong môi trường axit H2SO4
loãng người ta phải dùng hết 12,5 ml dung dịch KMnO 4 nói trên.
1) Viết phương trình của tất cả các phản ứng xảy ra dưới dạng phân tử.

...............................................................................................................................................
- Đun nóng chảy:
Cr2O3

+ 3Na2O2

o

t
��
� 2Na2CrO4 + Na2O

(1)

- Phản ứng hòa tan:
o

2Na2O2 + 2H2O

t
��
� 4NaOH + O2↑

2Na2O +

t
��
�

2H2O

o

(2)

4NaOH

(3)

- Axit hóa dung dịch:
2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O

(4)

2Na2CrO4 + H2SO4 = Na2Cr2O7 + Na2SO4 + H2O

(5)

- Khi thêm FeSO4;
Na2Cr2O7 + 6FeSO4 + 7H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + 7H2O + Na2SO4 (6)
- Chuẩn độ Fe2+ dư:
2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4 = 2MnSO4 + K2SO4 + 5Fe2(SO4)3 + 8H2O (7)
- Xác định nồng độ dung dịch KMnO4.
2KMnO4 + 5H2C2O4 + 8H2SO4 = 2MnSO4 + K2SO4 + 10CO2 + 8H2O (8)

...............................................................................................................................................
2) Tính hàm lượng % của Cr2O3 có trong mẫu quặng.
- Xác định nồng độ KMnO4

2 10.1030,0125.
CM(KMnO4) = .
= 4.10-3 M
5 12,5.103

- Số mol Fe2+ dư:
3
n Fe2+ (du) = 5.14,85.4.10 = 0,297.10-3 mol
1000

- Số mol Fe2+ đã phản ứng với Cr2O72- ở (5) là:

n Fe2+ (5) = 50.0, 08 - 0,297.10-3 = 3,703.10-3 mol.
1000
Bài Thi Lý Thuyết - Bảng B

Số phách


15
- Số mol Cr2O72- phản ứng ở (5) là:
3
n Cr O 2- = 3,703.10 = 6,172.10-4 mol.
2 7
6

Vậy, hàm lượng crom có trong mẫu quặng là:

m Cr2O3 = 6,172.10-4.(52.2+ 16.3) = 0,0938 g (10,03 %)
...............................................................................................................................................
Câu 8:
1,5
Tổng điểm
(1,5 đ)
Người chấm 1
Người chấm 2
Qui trình tách tinh dầu từ vỏ cam bằng CO 2 lỏng được mô tả như hình 1. Vỏ cam
được xát nhỏ và cho vào ống nghiệm li tâm cùng với nước đá khô. Ống nghiệm được đậy
kín và nung nóng khoảng 40-500C. Ở điều kiện này, CO2 lỏng được tạo thành và là dung
môi để tách tinh dầu cam và sau đó nó được bay hơi hoàn toàn. Tinh dầu sau đó được
pha loãng với etyl axetat và phân tích bằng sắc kí khí – đầu dò ion ngọn lửa (GC-FID).

Hình 1. Tách D-limonen từ vỏ cam bằng CO 2 lỏng
Những nguyên tắc hóa học xanh nào được vận dụng trong sơ đồ qui trình tách tinh
dầu cam ở trên?

Nguyên tắc 1. Ngăn
ngừa ô nhiễm

- CO2 lỏng được sử dụng thay thế các dung môi hữu cơ
độc hại, gây ô nhiễm.
- Tất cả các chất thải trong quá trình tách tinh dầu có thể
được xử lý để chuyển thành phân hữu cơ hoặc phân hủy
thành các sản phẩm ít độc tính.
Nguyên tắc 5. Sử dụng Etyl axetat được sử dụng thay thế cho điclo metan (độc)
dung môi và chất phụ
trợ an toàn hơn

Bài Thi Lý Thuyết - Bảng B
Số phách

0,25
0,25


16
Nguyên tắc 6. Thiết kế
nhằm sử dụng hiệu
quả năng lượng
Nguyên tắc 7. Sử dụng
nguyên liệu có khả
năng tái sinh

Nguyên tắc 10. Sử
dụng hợp chất có thể
phân hủy
Nguyên tắc 12. Hóa
học an toàn đề phòng
sự cố

Không cần cung cấp năng lượng để bay hơi dung môi
sau quá trình tách tinh dầu.

0,25

- Cam dùng để lấy tinh dầu có thể tái sinh
- CO2 thoát ra có thể thu hồi

0,25

Etyl axetat bị phân hủy sinh học thành axit axetic và
metanol

0,25

Hạn chế sử dụng dung môi độc hại, nhiệt độ cao nên an
toàn hơn

0,25

...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................

...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
Bài Thi Lý Thuyết - Bảng B
Số phách

17

...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
(Sinh viên làm theo cách khác nhưng đúng vẫn cho đủ số điểm)

Bài Thi Lý Thuyết - Bảng B
Số phách