Sở Giáo Dục & Đào Tạo NGhệ an Đề thøc Kú thi chän häc sinh giái tØnh líp THCS năm học 2010 - 2011 Môn thi: Hóa học - bảng a Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao ®Ị) Câu I (4,0 điểm) 1/ Chọn chất rắn khác mà cho chất tác dụng với dung dịch HCl có chất khí khác Viết phương trình phản ứng minh hoạ 2/ Cho sơ đồ phản ứng hoá học sau đây: X1 + X2 → Na2CO3 + H2O X3 + H2O điện phân dung dịch có màng ngăn X + X + H2 X5 + X2 → X6 + H2O X6 + CO2 + H2O → X7 + X1 X5 điện phân nóng chảy Criolit X8 + O Chọn chất X1, X2, X3, X5, X6, X7, X8 thích hợp hồn thành phương trình hố học phản ứng 3/ Em đề xuất thêm phản ứng khác để trực tiếp điều chế X2 Câu II (3,0 điểm) Cho 26,91 (g) kim loại M vào 700 ml dung dịch AlCl3 0,5M, sau phản ứng xảy hồn tồn thu V lít H2 (đktc) 17,94 (g) kết tủa Xác định kim loại M giá trị V Câu III (6,0 điểm): Chia 80 (g) hỗn hợp X gồm sắt oxit sắt thành hai phần nhau: Hoà tan hết phần I vào 400 (g) dung dịch HCl 16,425% dung dịch A 6,72 lít khí H2 (đktc) Thêm 60,6 (g) nước vào A dung dịch B, nồng độ % HCl dư B 2,92% 1/ Tính khối lượng chất hỗn hợp X xác định công thức oxit sắt 2/ Cho phần II tác dụng vừa hết với H2SO4 đặc nóng pha lỗng dung dịch sau phản ứng nước, ta thu dung dịch E chứa Fe2(SO4)3 Cho 10,8 (g) bột Mg vào 300 ml dung dịch E khuấy kĩ, sau phản ứng xảy hoàn toàn thu 12,6 (g) chất rắn C dung dịch D Cho dung dịch D tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư, lọc kết tủa nung đến khối lượng không đổi m (g) chất rắn F (trong điều kiện thí nghiệm BaSO4 khơng bị phân huỷ) Tính CM dung dịch E giá trị m Câu IV (4,0 điểm) 1/ Viết phương trình hóa học (ở dạng cơng thức cấu tạo thu gọn) thực biến hóa theo sơ đồ sau: Axetilen P.V.C (4) (1) Etilen (5) (3) Vinylclorua (2) (6) ĐicloEtan Etan (8) (7) Etylclorua 2/ Cho vào bình kín hỗn hợp số mol C5H12 Cl2 tạo điều kiện để phản ứng xảy hoàn toàn thu sản phẩm hữu mà phân tử chứa nguyên tử Clo Viết công thức cấu tạo có sản phẩm hữu Câu V (3,0 điểm) Đốt cháy hồn toàn (g) hỗn hợp X gồm C2H2, C3H6, C2H6 Hấp thụ tồn sản phẩm cháy vào lít dung dịch Ca(OH)2 0,02 M thu (g) kết tủa Mặt khác 3,36 lít hỗn hợp X (đktc) làm màu tối đa 200 ml dung dịch Br2 0,5 M Tính thể tích khí có (g) hỗn hợp X Cho: H = 1; Li = 7; C = 12, O = 16; Na = 23; Mg = 24; S = 32; Cl = 35,5; K = 39; Ca = 40; Fe = 56; Cu = 64; Br = 80; Ba= 137 - - - HÕt - - Họ tên thí sinh: Sè b¸o danh: ThuVienDeThi.com Së Gd&§t NghƯ an Kú thi chän học sinh giỏi tỉnh lớp THCS Năm học 2010 - 2011 đáp án đề thức Môn: HểA HC - B¶ng A -Câu I Nội dung Các chất rắn chọn là: Zn; FeS; Na2SO3; CaCO3; MnO2; CaC2; Al4C3 Các ptpư: Zn + 2HCl ZnCl2 + H2 FeS + 2HCl FeCl2 + H2S Na2SO3 + 2HCl 2NaCl + SO2 + H2O CaCO3 + 2HCl CaCl2 + CO2 + H2O MnO2 + 4HCl MnCl2 + Cl2 + H2O CaC2 + 2HCl CaCl2 + C2H2 Al4C3 + 12HCl 4AlCl3 + 3CH4 Các chất thích hợp với X1, X2, X3, X5, X6, X7, X8 là: X1: NaHCO3, X2: NaOH, X3: NaCl, X5: Al2O3, X6: NaAlO2, X7: Al(OH)3, X8: Al Các phương trình hóa học là: NaHCO3 + NaOH Na2CO3 + H2O 2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl2 + H2 Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O NaAlO2 + CO2 + 2H2O Al(OH)3 + NaHCO3 đpnc 4Al + 3O2 criolit Để trực tiếp điều chế NaOH ta sử dụng thêm phản ứng: 2Na + 2H2O 2NaOH + H2 Na2O + H2O 2NaOH Na2CO3 + Ba(OH)2 2NaOH + BaCO3 2NaHCO3 + Ba(OH)2 dư BaCO3 + 2NaOH + H2O 2Al2O3 II Các phương trình hóa học:(n hố trị R; Đặt khối lượng mol M M) 2M + 2n H2O 2M(OH)n + nH2 (1) 3M(OH)n + n AlCl3 n Al(OH)3 + 3MCln (2) Có thể: M(OH)n + n Al(OH)3 M(AlO2)n + 2n H2O (3) 17,94 = 0,23 (mol) n AlCl3 = 0,7.0,5 = 0,35 (mol), n Al(OH)3 = 78 Bài toán phải xét trường hợp: TH1: AlCl3 chưa bị phản ứng hết (2) khơng có phản ứng (3) 3 Từ (2): n M(OH) = n Al(OH)3 0, 23 n n n Từ (1): n M n M(OH)n 0,69 n 0,69 n 0,69 M M 26,91 39 n n Với n = M = 39 M là: K Với n = M = 78 loại ta có pt: ThuVienDeThi.com 1 n K 0,69 0,345 (mol) V = 7,728 lít 2 TH2: AlCl3 phản ứng hết (2), M(OH)n dư có phản ứng (3) Từ (2): n Al(OH)3 n AlCl3 0,35 (mol) Theo (1): n H 3.0,35 1,05 n AlCl3 n n n 0, 23 n Al(OH)3 bị tan (3) = 0,35 – 0,23 = 0,12 (mol) Từ (2): n M(OH)n phản ứng Theo n Al(OH)3 1 0,12 (mol) n Al(OH)3 0,12 n n n 0,12 1,05 1,17 Tổng n M(OH)n (mol) n n n 1,17 M ta có pt: M 26,91 23 n n n = M = 23 M Na n = M = 46 loại 1 Theo (1): n H n Na 1,17 0,585 2 V = 13,104 lít Từ (3): n M(OH)n dư III Đặt công thức oxit sắt FexOy Các phương trình hố học: Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (1) FexOy + 2yHCl xFeCl y + yH2O (2) x nHCl ban đầu 400.16, 425 6,72 1,8 (mol); n H2 0,3 (mol) 100.36,5 22, mddB = 400 + 40 – 0,3.2 + 60,6 = 500 (g) nHCl dư 2,92.500 0, (mol) 100.36,5 nHCl phản ứng (1) (2) = 1,8 – 0,4 = 1,4 (mol) Từ (1): nHCl = 2n H = 2.0,3 = 0,6 (mol) Từ (1): nFe = n H = 0,3 (mol) mFe = 0,3.56.2 = 33,6 (g) m Fex Oy = (40 – 16,8)2 = 46,4 (g) nHCl (2) = 1,4 – 0,6 = 0,8 (mol) 0, Từ (2): n Fex O y 0,8 2y y 0, x ta có: (56x 16y) 23, y y Vậy công thức FexOy Fe3O4 Các pthh: t 2Fe + 6H2SO4đ Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (1) t 2Fe3O4 + 10H2SO4đ 3Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O (2) Fe2(SO4)3 + Mg 2FeSO4 + MgSO4 (3) FeSO4 + Mg Fe + MgSO4 (4) Ba(ỌH)2 + MgSO4 Có thể: Ba(OH)2 + FeSO 04 Mg(OH)2 MgOt+0H2O (7) t khooongtcos õi BaSO4 + Mg(OH)2 (5) BaSO4 + Fe(OH)2 (6) ThuVienDeThi.com Có thể: Fe(OH)2 hoặc: 4Fe(OH)2 + O2 n Mg t FeO + H2O (8) kh«ng khÝ 2Fe2O3 + 4H2O (9) 10,8 0, 45 (mol) 24 Xét trường hợp 1: Mg chưa phản ứng hết Đặt: n Fe2 (SO4 )3 300ml ddE x Từ (3), (4): nMg phản ứng = 3x nMg lại = 0,45 – 3x Từ (3), (4): nFe = 2x mFe = 2x.56 Ta có pt: (0,45 – 3x).24 + 2x.56 = 12,6 x = 0,045 (mol) CM Fe2(SO4)3 ddE 0,045 0,15(M) 0,3 Khi ddD có: MgSO4 kết tủa gồm BaSO4 Mg(OH)2 Từ (3): n MgSO4 3n Fe2 (SO4 )3 3.0,045 0,135 (mol) Từ (5): n BaSO4 n MgSO4 0,135 (mol) Từ (7): n MgO n Mg(OH)2 0,135 (mol) Giá trị m trường hợp = 0,135.233 + 0,135.40 = 36,855 (g) Xét trường hợp 2: Mg hết Thì chất rắn C Fe: nFe = 12,6/56 = 0,225 mol Từ (4): nMg = nfe = 0,225 (mol) Từ (3): nMg pư = 0,45 – 0,225 = 0,225 (mol) n Fe2 (SO4 )3 = 0,225 (mol) Vậy C M dung dịch E 0, 225 0,75(M) 0,3 Khi đó: Kết tủa thu cho dung dịch D phản ứng với Ba(OH)2 gồm: BaSO4, Mg(OH)2, Fe(OH)2 Với : n MgSO4 (3) = nMg = 0,45 (mol) Từ (4): n FeSO4 = 3nFe= 3.0,075 = 0,225 (mol) Từ (5): n BaSO4 n Mg(OH)2 n MgSO4 0, 45 (mol) Từ (6): n BaSO4 n Fe(OH)2 n FeSO4 0, 225 (mol) Số mol kết tủa là: n BaSO4 = 0,45 + 0,225 = 0,675 (mol) n Fe(OH)2 = 0,225 (mol), n Mg(OH)2 = 0,45 (mol) Khi nung kết tủa ta lại phải xét trường hợp: a) Nếu nung chân không: Từ (7): n MgO n Mg(OH)2 0, 45 (mol) Từ (8): n FeO n Fe(OH)2 0, 225 (mol) Giá trị m trường hợp = 0,675.233 + 0,45.40 + 0,225.72 = 191,475 (g) b) Nếu nung khơng khí: Từ (9): n Fe2O3 1 n Fe(OH)2 0, 225 0,1125 (mol) 2 Vậy giá trị m trường hợp là: 0,675.233 + 0,45.40 + 0,1125.160 = 193,275 (g) IV 1) Các ptpư: HC CH + H2 t , Pd H2C = CH2 (1) t , Ni ThuVienDeThi.com H2C = CH2 + H2 HC CH + HCl n(H2C = CHCl) H3C – CH3 (2) t0 H2C = CHCl (3) t , xt [H2C - CHCl]n (4) H2C = CH2 + Cl2 ClH2C – CH2Cl (5) t , xt H2C = CHCl + HCl H3C – CH3 + Cl2 as H3C – CH2Cl2 (6) CH3 – CH2Cl + HCl (7) H2C = CH2 + HCl CH3 – CH2Cl (8) 2) Các công thức cấu tạo có sản phẩm hữu là: CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2Cl CH3 – CH2 – CH2 – CHCl – CH3 CH3 – CH2 – CHCl – CH2 – CH3 CH2Cl – CH2 – CH – CH3 CH3 CH3 – CH2 – CH– CH2Cl CH CH3 – CHCl – CH – CH3 CH3 CH3 – CH2 – CCl– CH3 CH3 CH3 – C – CH2Cl CH3 CH3 V Các phương trình hố học:o t 2C2H2 + 5O2 4CO2 + 2H2O (1) o t 2C3H6 + 9O2 6CO2 + 6H2O (2) to 4CO + 6H O (3) 2C2H6 + 7O2 2 CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (4) Có thể: 2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 (5) C2H2 + 2Br2 C2H2Br4 (6) C3H6 + Br2 C3H6Br2 (7) n Ca (OH)2 = 0,04 (mol), n CaCO3 = 0,01 (mol) n Br2 = 0,1 (mol), nX thí nghiệm = 0,15 (mol) Đặt n C2 H , n C3H6 , n C2 H6 (g) hỗn hợp X x, y, z (x, y, z > 0) Ta có pt khối lượng: 26x + 42y + 30z = (a) Từ (1) n CO2 =2x, từ (2): n CO2 =2y, từ (3): n CO2 =2z (*) phải xét trường hợp: TH1: Ca(OH)2 dư phản ứng (5) từ (4): n CO2 = n CaCO3 = 0,01 (mol) nC = 0,01 (mol) 0,12 (g) mH (g) X = – 0,12 = 0,88 (g) > 0,12 (g) (vơ lí hỗn hợp X chất có mC > mH) TH2: CO2 dư phản ứng (5) có xảy Từ (4): n CO2 = n Ca (OH)2 = n CaCO3 = 0,01 (mol) n Ca (OH)2 (5) = 0,04 – 0,01 = 0,03 (mol) ThuVienDeThi.com Từ (5): n CO2 = n Ca (OH)2 = 2.0,03 = 0,06 tổng n CO2 = 0,06 + 0,01 = 0,07 (mol) (**) Từ (*) (**) ta có phương trình theo CO2: 2x + 3y + 2z = 0,07 (b) Từ (6): n Br2 = n C2 H = 2x, từ (7): n Br2 = n C3H6 = y Kết hợp (5) (6) ta thấy: Cứ x + y +z mol hỗn hợp X làm màu tối đa 2x + y mol Br2 Vậy 0,15 mol hỗn hợp X làm màu tối đa 0,1 mol Br2 ta có pt: (x + y + z) 0,1 = (2x + y).0,15 (c) Giải hệ phương trình (a), (b), (c) ta được: x = 0,005; y = 0,01; z = 0,015 Vậy (g) hỗn hợp X có VC2H2 = 0,005.22,4 = 0,112 (lít) VC3H6 = 0,01.22,4 = 0,224 (lít) VC2H6 = 0,015.22,4 = 0,336 (lít) ThuVienDeThi.com ... an Kú thi chän häc sinh giái tỉnh lớp THCS Năm học 2010 - 2011 đáp án đề thức Môn: H? ?A HC - Bảng A -Câu I Nội dung Các chất rắn chọn là: Zn; FeS; Na2SO3; CaCO3; MnO2; CaC2;... 12HCl 4AlCl3 + 3CH4 Các chất thích hợp với X1, X2, X3, X5, X6, X7, X8 là: X1: NaHCO3, X2: NaOH, X3: NaCl, X5: Al2O3, X6: NaAlO2, X7: Al(OH)3, X8: Al Các phương trình h? ?a học là: NaHCO3 + NaOH Na2CO3... H2O 2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl2 + H2 Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O NaAlO2 + CO2 + 2H2O Al(OH)3 + NaHCO3 đpnc 4Al + 3O2 criolit Để trực tiếp điều chế NaOH ta sử dụng thêm phản ứng: 2Na + 2H2O 2NaOH +