Một số bài tập ôn luyện học sinh giỏi THPT - Nguyễn Đình Cương (Có đáp án)

Dưới đây là bài viết đăng trên “Tạp chí Hóa học và Ứng dụng”, số 23 (346)/2019: 
MỘT SỐ BÀI TẬP ÔN LUYỆN HỌC SINH GIỎI THPT 
 Nguyễn Đình Cương 
 Trường THPT Ngô Quyền, TP Hạ Long, Tỉnh Quảng Ninh 
Bài 1. Đặt Si là số nguyên tử hóa trị i (i = 1, 2, 3, 4) trong phân tử chất hữu cơ. 
Chứng minh công thức tính độ bất bão hòa (độ không no) (bằng tổng số liên kết 
 và số vòng có trong phân tử) của phân tử hợp chất hữu cơ : 
2
)2(2
2
)21()23()24(2
2
22 134134  −+=−+−+−+=−++=
iSSSSSSS i
 (1) 
Giải : - Tổng số nguyên tử có hóa trị từ 2 trở lên là : S2 + S3 + S4 . 
- Tổng hóa trị do chúng tạo ra là : n1 = 2S2 + 3S3 + 4S4 . 
- Số liên kết mà chúng nối với nhau lần thứ nhất (liên kết đơn) để tạo ra mạch hở 
là : 
S2 + S3 + S4 – 1 . 
- Nếu có thêm  liên kết vào những lần sau giữa chúng (để tạo liên kết  , vòng) 
thì số liên kết sẽ là : S2 + S3 + S4 – 1 +  . 
Tổng hóa trị đã dùng cho sự tạo liên kết đó là n2 : 
n2 = 2(S2 + S3 + S4 – 1 +  ) 
- Số hóa trị còn dư lại là (n1 – n2) sẽ phải bằng số nguyên tử hóa trị 1 : 
S1 = n1 – n2 = S3 + 2S4 + 2 - 2 hay 2 = S3 + 2S4 + 2 – S1 
 → 
2
)2(2
2
)21()23()24(2
2
22 134134  −+=−+−+−+=−++=
iSSSSSSS i
 (1) (điều 
phải chứng minh) . 
Bài 2. Hoàn thành các phản ứng sau (nếu có) : 
a. NxOy + O2 + H2O → 
b. Ba(NH2)2 ⎯→⎯
ot 
c. C2H5OH + O3 ⎯→⎯
ot 
d. H2O2 + O3 → 
e. Na2S + Na2PbO2 → 
f. Đun sôi dung dịch chứa Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2 . 
g. Sản xuất SO2 bằng cách khử sunfat trong thạch cao (CaSO4) bằng than ở nhiệt 
độ cao. 
h. Ca5(PO4)3F + H2SO4 → 
i. NH3 + NH4HCO3 → 
j. Mg (Bột) + NH4Cl → 
k. FeSa + O2 ⎯→⎯
ot 
l. Mg2SiO4 + Fe2SiO4 + H2O + CO2 → 
m. CH3 – C  CH + KMnO4 → 
n. CH3 – C  CH + KMnO4 + H2SO4→ 
o. C6H5OH + (CH3CO)2O → 
p. C6H5OH + H2O2 → 
q. K2Cr2O7 + H2SO4 + H2O2 → 
r. Na3PO4 + CaCl2 + H2O → Ca5(PO4)3OH +  
s. Fe(NO3)2 + HCl → NO +  
Giải : a. NxOy + (5x – 2y)/4O2 + x/2H2O → xHNO3 
b. Ba(NH2)2 ⎯→⎯
ot Ba3N2 + 4NH3 
c. C2H5OH + 2O3 ⎯→⎯
ot 2CO2 + 3H2O 
d. H2O2 + O3 → H2O + 2O2 
e. Na2S + Na2PbO2 + 2H2O → PbS + 4NaOH 
f. Ca(HCO3)2 ⎯→⎯
ot CaCO3 + CO2 + H2O 
 2Mg(HCO3)2 ⎯→⎯
ot MgCO3.Mg(OH)2 + 3CO2 + H2O 
g. CaSO4 + 2C ⎯→⎯
ot CaS + 2CO2 
 CaS + 3CaSO4 ⎯→⎯
ot 4CaO + 4SO2 
h. Ca5(PO4)3F + 5H2SO4 → 5CaSO4 + 3H3PO4 + HF 
i. NH3 + NH4HCO3→ (NH4)2CO3 
j. Mg + 2NH4Cl → MgCl2 + 2NH3 + H2 
k. 2xFeSa + (2ax + y)O2 ⎯→⎯
ot 2FexOy + 2axSO2 
l. 18Mg2SiO4 + 6Fe2SiO4 + 26H2O + CO2 → 12Mg3Si2O5(OH)4 + 4Fe3O4 + CH4 
m. CH3 – C  CH + 2KMnO4 → CH3 – [CO]2 – OK + 2MnO2 + KOH 
n. 5CH3 – C  CH + 8KMnO4 + 12H2SO4→ 5CH3COOH + 5CO2 + 8MnSO4 + 
4K2SO4 + 12H2O 
o. C6H5OH + (CH3CO)2O → CH3COOC6H5 + CH3COOH 
p. C6H5OH + H2O2 → o-C6H4(OH)2 + H2O 
q. K2Cr2O7 + H2SO4 + 4H2O2 → 2CrO5 + K2SO4 + 5H2O 
r. 3Na3PO4 + 5CaCl2 + H2O → Ca5(PO4)3OH + 9NaCl + HCl 
s. 9Fe(NO3)2 + 12HCl → 5Fe(NO3)3 + 4FeCl3 + 3NO + 6H2O 
Bài 3. Gọi tên các hợp chất sau : H2Te , CuCl , CaHPO4 , SOCl2 , SO2Cl2 , Cl2O , 
HCN (trong dung dịch nước) , Mg(SCN)2 , K2CS3 , CaSO3.2H2O . 
Giải : 
H2Te : Đihiđro telurua , CuCl : Đồng (I) clorua , CaHPO4 : Canxi hiđrophotphat 
, SOCl2 : Tionyl clorua , SO2Cl2 : Sunfuryl clorua , Cl2O : Điclo oxit , HCN 
(trong dung dịch nước) : Axit xianhiđric , Mg(SCN)2 : Magie tioxianat , K2CS3 : 
Kali tiocacbonat , CaSO3.2H2O : Tinh thể Canxi sunfit ngậm hai phân tử H2O . 
Bài 4. 
a. Vì sao dung dịch phức chất amoniacat của Đồng (I) được dùng để loại khí oxi 
khỏi các khí hiếm ? 
b. Người ta đã biết được tất cả các halogenua EX4 (E là Ge, Sn, Pb), trừ PbBr4 và 
PbI4 . Vì sao PbBr4 và PbI4 không tồn tại ? 
c. Bạn hãy nêu cách điều chế Natri hexanitrocobantat (một thuốc thử thông dụng 
trong phòng thí nghiệm hóa học) . 
d. Vì sao chúng ta phải đựng Cacbon đisunfua trong lọ thủy tinh màu nâu ? 
e. Trong số các cacbonyl halogenua (COX2), người ta chỉ điều chế được 3 chất : 
cacbonyl florua (COF2) , cacbonyl clorua (COCl2) , cacbonyl bromua (COBr2) . 
e1. Vì sao không có hợp chất cacbonyl iodua (COI2) ? 
e2. So sánh góc liên kết ở các phân tử cacbonyl halogenua đã biết . 
Giải : 
a. Vì : 4[Cu(NH3)2]
+ + O2 + 2H2O + 8NH3 → 4[Cu(NH3)4]
2+ + 4OH- 
b. Chúng ta giải thích PbBr4 và PbI4 không tồn tại như sau : 
Br2 và I2 không có khả năng oxi hóa Pb (II) thành Pb (IV) vì phân lớp 6s2 của 
Pb2+ khá bền hay khả năng khử của Pb2+ tương đương với khả năng khử của Br- 
và I- . 
c. Natri hexanitrocobantat được điều chế bằng tác dụng của muối Coban (II) với 
dung dịch đặc của NaNO2 và 50% CH3COOH : 
CoCl2 + 7NaNO2 + 2CH3COOH → Na3[Co(NO2)6] + NO + 2NaCl + H2O + 
2NaCH3CO2 
d. Vì dưới tác dụng của ánh sáng : CS2 → C + 2S (*) 
Phản ứng (*) chứng tỏ CS2 (lỏng) không màu trở nên có màu . 
e. 
e1. Ở các phân tử COX2 , sự tăng kích thước và giảm độ âm điện của X làm giảm 
độ bền của liên kết C – X và làm tăng lực đẩy nội phân tử . Vì lí do này mà phân 
tử COI2 rất không bền vững và không tồn tại được . 
e2. Phân tử COX2 phẳng , nguyên tử trung tâm (C) ở trạng thái lai hóa sp2 : 
 X 
 O C 
 X 
Góc OCX > 120o , còn góc XCX < 120o . Vì liên kết C = O là liên kết đôi , có 2 
cặp electron nên nó đẩy mạnh hơn liên kết đơn (C – X) . Khi độ âm điện của X 
tăng thì cặp electron liên kết bị hút mạnh về phía X . Do đó góc XCX giảm , góc 
OCX tăng . 
Bài 5. Tổng số proton trong hai ion XA2
- và XA3
- lần lượt là 23 và 31. Xác định 
các nguyên tố X, A và các ion XA2-, XA3-. 
Giải : Gọi số proton của nguyên tử X là ZX , số proton của nguyên tử A là ZA . 
Theo đầu bài : 
 ZX + 2ZA = 23 
 ZX + 3ZA = 31 
Giải hệ trên ta được : ZA = 8 ; ZX = 7 . 
Nguyên tố X là N và Nguyên tố A là O. Các ion đã cho là NO2- và NO3- . 
Bài 6. a. Iot bán trên thị trường có lẫn các tạp chất là clo, brom và nước. Trình 
bày phương pháp tinh chế loại iot này. 
b. Khi điều chế H2 bằng tác dụng của Kẽm thị trường với Axit clohiđric thì cần 
lưu ý điều gì ? 
Giải : a. Để tinh chế loại iot này, người ta nghiền nó với KI và CaO, rồi nung hỗn 
hợp trong cốc được đậy bằng một bình nước lạnh. Các phương trình phản ứng : 
 2KI + Cl2 → 2KCl + I2 
 2KI + Br2 → 2KBr + I2 
 CaO + H2O → Ca(OH)2 
Iot thăng hoa và bám và đáy bình. 
b. Các phản ứng xảy ra khi cho Zn thị trường tác dụng với Axit HCl : 
 Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 
 As2O3 + 6Zn + 12HCl → 6ZnCl2 + 2AsH3 + 3H2O 
Chúng ta không được ngửi khí H2 tạo ra vì trong đó có lẫn một ít AsH3 . 
Bài 7. Hòa tan 1,76 gam hỗn hợp Mg và MgO bằng dung dịch HCl vừa đủ. Sau 
đó làm kết tủa hết ion Mg2+ dưới dạng muối kép MgNH4PO4 bằng hỗn hợp Natri 
hiđrophotphat và Amoniac. Cuối cùng đem nung kết tủa đó lên thì thu được 6,66 
gam Magie điphotphat. Tính số gam Mg trong hỗn hợp đầu. 
Giải : Các phương trình hóa học: 
 Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 
 MgO + 2HCl → MgCl2 + H2O 
 MgCl2 + Na2HPO4 + NH4OH → MgNH4PO4 + 2NaCl + H2O 
 2MgNH4PO4 ⎯→⎯
ot Mg2P2O7 + 2NH3 + H2O 
Các sơ đồ : 2Mg → 2Mg2+ → 2MgNH4PO4 → Mg2P2O7 
 2MgO → 2Mg2+ → 2MgNH4PO4 → Mg2P2O7 
Gọi a và b lần lượt là số mol của Mg và MgO, ta có : 
 24a + 40b = 1,76 
 a + b = 2.6,66/222 = 0,06 
 a = 0,04 ; b = 0,02 → mMg = 24.0,04 = 0,96 (g). 
Bài 8. A, B, C, D, E, F là các hợp chất có oxi của nguyên tố X và khi cho tác 
dụng với dung dịch NaOH đều cho ra chất Z và H2O. X có tổng số proton và 
nơtron bé hơn 35, có tổng đại số số oxi hóa dương cực đại và hai lần số oxi hóa 
âm (số oxi hóa âm trong phân tử của hợp chất của X với H) là -1. 
Lập luận để xác định các chất trên và viết các phương trình hóa học. Biết rằng 
các dung dịch A, dung dịch B, dung dịch C đều làm dung dịch quỳ hóa đỏ ; các 
dung dịch E và dung dịch F phản ứng với axit mạnh và bazơ mạnh. 
Giải : X có (số proton + số nơtron) < 35 và giả thiết : “A, B, C, D, E, F là các hợp 
chất có oxi của nguyên tố X và khi cho tác dụng với dung dịch NaOH đều cho ra 
chất Z và H2O”  X thuộc chu kì 2 hoặc chu kì 3 . 
Gọi x là soxh dương cực đại của X, y là soxh âm thấp nhất của X, theo đề bài ta 
có hệ phương trình : x – y = 8 
 x + 2y = - 1 
 x = 5; y = -3 
Vậy X là phi kim thuộc nhóm VA → X chỉ có thể là Nitơ hoặc Photpho. 
- Các dung dịch A, dung dịch B, dung dịch C đều làm dung dịch quỳ hóa đỏ → 
A, B, C là các axit hoặc muối axit. 
- D, E, F phản ứng được với NaOH tạo chất Z và H2O nên D, E, F là các axit, oxit 
axit, hoặc muối axit. 
- E, F phản ứng với axit mạnh và bazơ mạnh nên E, F là các muối axit. 
Do vậy A, B, C là các axit; D là oxit axit. 
Qua đó ta chọn được X là Photpho vì chỉ có Photpho tạo ra được muối axit. Do 
A, B, C, D, E, F khi cho tác dụng với dung dịch NaOH đều cho ra chất Z và H2O 
nên nguyên tử X trong các phân tử các chất trên phải có soxh dương cực đại là + 
5. 
A = H3PO4 ; B = HPO3 ; C = H4P2O7 ; D = P2O5 ; E = NaH2PO4 ; F = Na2HPO4 ; 
Z = Na3PO4 . 
 H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O 
 HPO3 + 3NaOH → Na3PO4 + 2H2O 
 H4P2O7 + 6NaOH → 2Na3PO4 + 5H2O 
 P2O5 + 6NaOH → 2Na3PO4 + 3H2O 
 NaH2PO4 + 2NaOH → Na3PO4 + 2H2O 
 Na2HPO4 + 2NaOH → Na3PO4 + 2H2O 
 NaH2PO4 + HCl → NaCl + H3PO4 
 Na2HPO4 + 2HCl → 2NaCl + H3PO4