ĐỀ THI HSG VỊNG MƠN HĨA NĂM HỌC 2015 - 2016 Câu1(4 điểm): a Nêu tượng xảy thí nghiệm sau: + TN1: Cho mảnh Cu vào dung dịch H2SO4 lỗng sục khí O2 liên tục + TN2: Cho mảnh Cu vào dung dịch H2SO4 đặc nóng b Trong thí nghiệm thí nghiệm dùng điều chế CuSO4 có lợi hơn? Tại sao? Câu ( 4điểm): Chỉ dùng thuốc thử trình bày phương pháp hóa học để nhận biết dung dịch sau đựng lọ nhãn: FeCl3, AlCl3, MgCl2, NaCl, CuCl2 Có hỗn hợp chất rắn: Na2CO3, BaCO3, Al2O3, MgO, CuO Hãy trình bày cách tách chất khỏi Viết PTHH xảy ? Câu 3(4 điểm): Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm Fe Zn lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 10%, thu dung dịch Y 22,4 lít H2 (đktc) Nồng độ ZnSO4 dung dịch Y 11,6022% Tính khối lượng kim loại hỗn hợp X Cho 8,4 gam Fe tan hết dung dịch H2SO4 đặc nóng thu khí SO2 dung dịch X Cô cạn dung dịch X thu 26,4 gam muối khan Tính khối lượng H2SO4 phản ứng ? Câu 4(4 điểm) Hỗn hợp X gồm CO2 SO2 có tỷ khối so với N2 Cho 0,112 lít hỗn hợp khí X lội chậm qua 500ml dung dịch Ba(OH)2 Sau thí nghiệm phải dùng hết 25ml dung dịch HCl 0,2M để trung hịa Ba(OH)2 dư a Tính thành phần % số mol khí hỗn hợp X ? b Tính CM dung dịch Ba(OH)2 trước thí nghiệm ? c Hãy nhận biết khí X? Câu 5(4 điểm): Trộn 30,96 gam hỗn hợp bột X gồm MgCO3 kim loại R có hóa trị không đổi chia làm hai phần - Đốt nóng phần I khơng khí, sau phản ứng xảy hoàn toàn thu 15 gam hỗn hợp oxit kim loại - Để hòa tan vừa hết phần II cần 500ml dung dịch chứa hỗn hợp HCl 1,2M H2SO4 0,24M dung dịch A có V lít khí B bay Viết phương trình hóa học Xác định kim loại R tỷ khối B so với H2 Cho 61,65 gam Ba kim loại vào dung dịch A Sau phản ứng kết thúc, lọc m gam rắn F không tan 500 ml dung dịch E Tính giá trị m nồng độ CM chất tan có dung dịch E ThuVienDeThi.com ĐÁP ÁN- BIỂU ĐIỂM C©u Néi dung I a b II III ®iĨm 4,0 - TN1: Mảnh đồng màu đỏ gạch tan dần ra, dung dịch chuyển dần sang màu xanh lam 2Cu + O2 + 2H2SO4 → 2CuSO4 + 2H2O - TN2: Mảnh đồng màu đỏ gạch tan dần ra, dung dịch chuyển dần sang màu xanh lam, có khí mùi hắc Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + H2O TN1 dùng để điều chế CuSO4 có lợi : - Lượng H2SO4 cần - TN2 có khí SO2 gây nhiễm mơi trường - Dùng dung dịch NaOH nhận dung dịch Lọ có kết tủa màu nâu đỏ FeCl3 Lọ có kết tủa màu xanh CuCl2 Lọ có kết tủa màu trắng MgCl2 Lọ xuất kết tủa keo trắng sau tan AlCl3 Lọ khơng có tượng NaCl Các PTHH xảy ra: PTHH 0,5 1,0 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 4,0 0,25 0,25 0,25 0,25 1,0 - Hòa tan hỗn hợp vào nước lọc tách nước lọc, đun nóng thu 0,25 Na2CO3 - Hịa tan hh lại dd NaOH dư lọc lấy nước lọc, sục khí CO2 0,25 dư vào thu lấy kết tủa đem nung đến khối lượng không đổi Al2O3 - Nung nóng chất rắn cịn lại thu chất rắn, hòa tan chất rắn 0,25 vào nước lọc tách CuO MgO Sục khí CO2 dư vào nước lọc sau đun nóng thu BaCO3 - Dẫn luồng khí H2 dư qua ống đựng chất rắn lại, cho lượng 0,25 chất rắn thu vào dd HCl dư lọc lấy phần không tan đem nung ngồi khơng khí thu CuO - Cho dd NaOH dư vào dd lại lọc lấy kết tủa đem nung đến khối 0,25 lượng không đổi thu MgO 0,75 - Các PTHH xảy 4,0 nH2 = (mol) PTHH: Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 0,25 ThuVienDeThi.com x x x (mol) Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2 y y y y nH2 = x +y = (*) = nH2SO4 161y/ (56x + 65y + 980 – ) = 11,6022/100 (2*) Từ (*, 2*) suy ra: x = 0,25 (mol), y = 0,75 (mol) mFe = 14 gam , m Zn = 48,75 gam IV V 0,25 0,25 0,5 0,5 0,25 nFe = 0,15 (mol) 2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (1) Fe + Fe2(SO4)3 → 3FeSO4 (2) Nếu muối thu có Fe2(SO4)3 mFe2(SO4)3 = 0,075 400 = 30 gam > 26,4 gam Nếu muối thu có FeSO4 mFeSO4 = 0,15 142 = 21,3 gam < 26,4 gam Vậy xảy (1) (2) Gọi x số mol Fe p/ư (1) → nFe(2) = (0,15 – x) mol mmuối = (0,15 – x).3 152 + (0,5x – 0,15 + x) 400 = 26,4 suy x = 0,125 (mol) → nH2SO4 = 0,375 (mol) → m H2SO4 = 36,75 gam a.Gọi x, y số mol CO2 SO2 x + y = 0,005 (*) (44x + 64y)/ (x + y) = 28.2 (2*) Từ (*,2*) → x = 0,002 (mol), y = 0,003 (mol) % CO2 = 40% , % SO2 = 60% b CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O (1) SO2 + Ba(OH)2 → BaSO3 + H2O (2) Ba(OH)2 + 2HCl → BaCl2 + 2H2O (3) 0,0025 0,005 (mol) nBa(OH)2 (1,2,3) = 0,002 + 0,003 + 0,0025 = 0,0075 (mol) → CM Ba(OH)2 = 0,0075/ 0,5 = 0,0035M c Nhận biết khí - Dẫn hh khí cho lội qua dd Br2 thấy màu chứng tỏ có SO2 SO2 + 2H2O + Br2 → H2SO4 + 2HBr - Sục khí cịn lại qua dd nước vơi nước vơi bị vẩn đục chứng tỏ khí CO2 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 4,0 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 4,0 Các pthh : t 2R 2Ox 4R + xO2 t MgCO3 MgO + CO2 (1) (2) o ThuVienDeThi.com R + 2xHCl R Clx + xH2 MgCO3 + 2HCl MgCl2 + CO2 + H2O R + xH2SO4 R 2(SO4)x + xH2 MgCO3 + H2SO4 MgSO4 + CO2 + H2O (3) (4) (5) (6) 61, 65 0, 45(mol ) 137 30,96 m phần = 15, 48( g ) 0,5 nHCl = 0,5.1,2 = 0,6 (mol) ; nBa nH SO4 = 0,5.0,24 = 0,12(mol) ; Gọi M khối lượng mol kim loại R Đặt nR phần a (mol); nMgCO phần b (mol) mX phần = Ma +84b = 15,48 0,25 0,25 1 n = a mR2Ox = ( M+ 8x).a R x 2 (2): nMgO = nMgCO3 = b mMgO = 40b Từ (1): nR O = 0,25 M.a+ 8ax+40b = 15 Từ (3) (5): nH = x nR = ax (4) (6): nH = nMgCO = 2b ax+ 2b = 0,84 0,25 44b 8ax 0, 48 Ta có hpt: 2b ax 0,84 44b 8t 0, 48 Đặt ax= t có hệ 2b t 0,84 0,25 Giải hệ ta được: b = 0,12; t = 0,6 0, x Với t = 0,6 a = b = 0,12 mMgCO = 0,12.84 = 10,08 (g) mR = 15,48 – 10,08 =5,4 (g) Ma = 5,4 hay M 0, = 5,4 M = 9x x 0,5 Chọn: x= M=9 (loại) x=2 M=18 (loại) x=3 M=27 R Al b nAl = 0,3 mol Từ (4) (6) có nCO2 = nMgCO3 = 0,12 mol Từ (3) (5) có nH2 = Tỷ khối B so với H2 = c 0,3.2 0,12.44 7 (0,3 0,12).2 Ba + 2H2O Ba(OH)2 + H2 3Ba(OH)2 + Al2(SO4)3 3BaSO4 + 2Al(OH)3 ThuVienDeThi.com 0,75 (7) (8) Ba(OH)2 + MgSO4 BaSO4 + Mg(OH)2 (9) 3Ba(OH)2 + 2AlCl3 3BaCl2 + 2Al(OH)3 (10) Ba(OH)2 + MgCl2 BaCl2 + Mg(OH)2 (11) Có thể Ba(OH)2 + 2Al(OH)3 Ba(AlO2)2 + 4H2O (12) Trong dd A có chứa chất tan: MgCl2; MgSO4; AlCl3; Al2(SO4)3, đó: Tổng nMg = 0,12; nAl = 0,2 nCl = 0,6; nSO = 0,12 Theo pt(7) nBa (OH ) = nBa = 0,45; nOH Ba(OH)2 = 2.0,45 = 0,9 mol Từ (8) (9): nBa (OH ) = nSO = nBaSO = 0,12 mol < 0,45 mol nBa (OH ) dư: Các phản ứng (10 (11) xảy (8); (9) 0,5 2 0,25 3 nAl (OH )3 = nAl = 0,3 2 nBa (OH )2 = nMg (OH )2 = nMg = 0,12 Từ (8) (10) nBa (OH ) = Từ (9) (11) Sau (8); (9); (10); (11) nBa (OH ) dư = 0,45 - 0,3 - 0,12 = 0,03 (mol) phản ứng (12) xảy Từ (12) nAl (OH ) bị tan = nBa (OH ) = 2.0,03 = 0,06 (mol) < 0,2 (mol) Sau phản ứng kết thúc nAl (OH ) lại = 0,2 - 0,06 = 0,14 (mol) Vậy khối lượng kết tủa F giá trị m m = 0,12.233 + 0,12.58 + 0,14.78 = 45,84(g) 3 Từ (10) (11) nBaCl = 1 nCl = 0,6 = 0,3 (mol) 2 Vậy nồng độ CM chất tan dd E là: CM = 0,3:0,5 = 0,6 M BaCl2 Từ (12) nBa ( AlO ) = nBa (OH ) dư =0,03 CM = 0,03:0,5 = 0,06 M 2 Ba ( AlO2 )2 Lưu ý : Học sinh làm theo cách khác cho điểm tối đa ThuVienDeThi.com 0,25 ... tỏ khí CO2 0 ,25 0 ,25 0 ,25 0 ,25 0 ,25 0 ,25 0 ,25 0 ,25 4,0 0 ,25 0 ,25 0 ,25 0 ,25 0 ,25 0 ,25 0 ,25 0 ,25 4,0 Các pthh : t 2R 2Ox 4R + xO2 t MgCO3 MgO + CO2 (1) (2) o ThuVienDeThi.com R + 2xHCl ... 0,0 02 (mol), y = 0,003 (mol) % CO2 = 40% , % SO2 = 60% b CO2 + Ba(OH )2 → BaCO3 + H2O (1) SO2 + Ba(OH )2 → BaSO3 + H2O (2) Ba(OH )2 + 2HCl → BaCl2 + 2H2O (3) 0,0 025 0,005 (mol) nBa(OH )2 (1 ,2, 3)... + H2 3Ba(OH )2 + Al2(SO4)3 3BaSO4 + 2Al(OH)3 ThuVienDeThi.com 0,75 (7) (8) Ba(OH )2 + MgSO4 BaSO4 + Mg(OH )2 (9) 3Ba(OH )2 + 2AlCl3 3BaCl2 + 2Al(OH)3 (10) Ba(OH )2 + MgCl2 BaCl2 + Mg(OH )2 (11)