BỘ ĐỀ HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC ĐỀ THI HS GIỎI HUYỆN THÁI THỤY - 16 B Năm học 2017 – 2018 - Thời gian - 120 phút Bài 1: (5,5 điểm) 1/ Hồn thành phương trình cân bằng: Zn + Al + KMnO4 Fe + O2 H2SO4 → HNO3 → + → K2MnO4 + → Fe(NO3)3 ; H2 ; MnO2 + + N2O P + FexOy + HCl + H2O → → P2O5 + H2O 2/ Trong phịng thí nghiệm, để điều chế hidro người ta dùng hóa chất nào? Vẽ sơ đồ đơn giản, ghi thích hóa chất, cách điều chế thu khí oxi cách đẩy khơng khí? (Nêu, vẽ nội dung sgk hóa học nhà xuất giáo dục năm 2004) Trước đốt khí hidro cần làm gì? Nêu ngắn gọn thao tác cần thực hiện? Bài 2: (4 điểm) 1/ Có m gam hỗn hợp gồm Mg, CuO hịa tan dịch dịch H2SO4 lỗng, dư đến hỗn hợp tan hoàn toàn, thấy vừa hết 58,80 gam H2SO4 Lúc dung dịch sau phản ứng tăng thêm (m – 0,48) gam so với ban đầu a/ Tính giá trị m? b/ Tính phần trăm khối lượng chất có hỗn hợp ban đầu? 2/ Đốt cháy hồn tồn V lít hỗn hợp khí gồm CO H2 (ở đktc) phải dùng vừa hết 10,08 lít khí oxi (ở đktc) a/ Tính giá trị V? b/ Làm lạnh sản phẩm sau phản ứng đưa 4oC, atm thu 10,8 ml nước Tính tỉ khối hỗn hợp ban đầu khí oxi? Bài 3: (4 điểm) Có 78,40 gam hỗn hợp gồm CuO loại sắt oxit chia làm phần Phần 1: Khử hỗn hợp khí CO dư nhiệt độ cao hòa tan hết sản phẩm dung dịch H2SO4 lỗng dư thu 12,80 gam chất khơng tan Phần 2: Hòa tan dung dịch HCl thấy vừa hết 43,8 gam HCl Biết phản ứng xảy hoàn tồn a/ Viết p.trình phản ứng, tính % khối lượng chất có hỗn hợp ban đầu? b/ Cho biết tên sắt oxit? Bài 4: (3,5 điểm) Cho 8,30 gam hỗn hợp Al Fe vào dung dịch chứa m gam HCl để thực thí nghiệm 1, sau phản ứng thu 21,6125 gam hỗn hợp muối khan V1 lít hidro (đktc) Nếu cho 8,30 gam hỗn hợp Al Fe nói vào vào dung dịch chứa 2m gam HCl để thực thí nghiệm 2, sau phản ứng thu 26,05 gam hỗn hợp muối khan V2 lít hidro (đktc) Các phản ứng xảy hoàn toàn a/ Chứng tỏ TN1 lượng HCl hết, kim loại dư, TN2 lượng HCl dư, kim loại hết? b/ Tính khối lượng kim loại hỗn hợp ban đầu V1, V2? Bài 5: (3 điểm) Nicotin chất gây nghiện có thuốc lá, có hại cho sức khỏe Đốt cháy hồn tồn 6,48 gam nicotin cần dùng 12,096 lít oxi đktc, thu 1,12 gam khí N2, khí CO2, H2O Trong đó, số mol khí CO2 = 10/7 số mol H2O a/ Tính khối lượng H2O thu được, tính thể tích khí CO2 đktc? b/ Tìm cơng thức phân tử nicotin, biết 122 < M nicotin < 203 BỘ ĐỀ HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC GIẢI ĐỀ THI HS GIỎI HUYỆN THÁI THỤY - 16 B Năm học 2017 – 2018 - Thời gian - 120 phút Bài 1: (5,5 điểm) 1/ Hoàn thành phương trình cân bằng: Zn + O2 → P + → P2O5 Al + H2SO4 → + H2 FexOy + HCl → + H2O KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + Fe + HNO3 → Fe(NO3)3 + N2O + H2O Giải: điểm Mỗi PT 0,5 Thiếu đk trừ 0,25 đ, chưa cân trừ 0,25 đ t 2Zn + O2 2ZnO → t 4P + 5O2 2P2O5 → 2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2 ↑ o o FexOy + 2yHCl x FeCl 2xy → + yH2O t 2KMnO4 + MnO2 + O2 ↑ → K2MnO4 8Fe + 30HNO3 → 8Fe(NO3)3 + 3N2O + 15H2O 2/ Trong phịng thí nghiệm, để điều chế hidro người ta dùng hóa chất nào? Vẽ sơ đồ đơn giản, ghi thích hóa chất, cách điều chế thu khí oxi cách đẩy khơng khí? (Nêu, vẽ nội dung sgk hóa học nhà xuất giáo dục năm 2004) Trước đốt khí hidro cần làm gì? Nêu ngắn gọn thao tác cần thực hiện? Giải: 2,5 điểm Nêu KL 0,5 đ Vẽ sơ đồ, thích đ (thiếu thích – 0,125 đ) Trước đốt phải thử độ tinh khiết H2 0,25 đ Thao tác 0,75 đ Cầm đáy ống nghiệm nhỏ úp ngược lên ống khí, thu lượng nhỏ khí hidro đưa nhanh vào lửa đèn cồn Làm vài lần trên, đến tiếng nổ nhỏ, lúc khí hidro tinh khiết đốt cháy khí hidro Bài 2: (4 điểm) 1/ Có m gam hỗn hợp gồm Mg, CuO hịa tan dịch dịch H2SO4 lỗng, dư đến hỗn hợp tan hoàn toàn, thấy vừa hết 58,80 gam H2SO4 Lúc dung dịch sau phản ứng tăng thêm (m – 0,48) gam so với ban đầu a/ Tính giá trị m? b/ Tính phần trăm khối lượng chất có hỗn hợp ban đầu? o Giải: điểm a/ Mg + mol CuO + mol H2SO4 mol H2SO4 mol → MgSO4 mol → CuSO4 mol 58,80 = 0, (mol) 98 + H2 ↑ (1) nH SO4 = 1/ + mol H2O mol (2) 0,25 đ 0,25 đ BỘ ĐỀ HỌC SINH GIỎI HĨA HỌC Nếu khơng có khí hòa tan m gam hỗn hợp dung dịch H2SO4 lỗng, dư đến hỗn hợp tan hồn tồn dung dịch sau phản ứng phải tăng thêm m gam so với ban đầu Nhưng phản ứng (1) có khí H2 nên dung dịch sau phản ứng tăng thêm (m – 0,48) gam so với ban đầu Tức giảm so với khơng khí 0,48 gam Vậy 0,48 gam khí H2 nH = 0, 48 = 0, 24 (mol) 0,5 đ ⇒ mMg = 0,24.24 = 5,76 (g) Theo PTHH (1): nMg = nH SO = nH = 0, 24 (mol) Số mol H2SO4 tham gia phản ứng (1) = 0,24 mol ⇒ Số mol H2SO4 tham gia PƯ (2) = 0,6 – 0,24 = 0,36 (mol) Theo PTHH (2): nCuO = nH SO = 0,36 (mol) ⇒ mCuO = 0,36.80 = 28,8 (g) Vậy m = mMg + mCuO = 5,76 + 28,8 = 34,56 (gam) 0,5 đ ⇒ %mMg = 5, 76 100 ≈ 16, 67% 34,56 ; %mCuO = 28,8 100 ≈ 83,33% 34,56 0,5 đ 2/ Đốt cháy hoàn toàn V lít hỗn hợp khí gồm CO H2 (ở đktc) phải dùng vừa hết 10,08 lít khí oxi (ở đktc) a/ Tính giá trị V? b/ Làm lạnh sản phẩm sau phản ứng đưa 4oC, atm thu 10,8 ml nước Tính tỉ khối hỗn hợp ban đầu khí oxi? Giải: điểm nO2 = a/ 10, 08 = 0, 45 (mol) 22, 0,125 đ Đặt số mol CO H2 hỗn hợp x, y mol (x, y > 0) Ta có: t 2CO + O2 2CO2 (1) → x mol 0,5x mol x mol t 2H2 + O2 2H2O (2) → y mol 0,5y mol y mol Số mol khí O2 phản ứng là: 0,5x + 0,5y = 0,45 nCO + nH = ( x + y ) = n O = 2, 0, 45 = 0,9 mol Theo PTHH, ta có: ⇒ V hỗn hợp = 22,4.0,9 = 20,16 (lít) b/ Ở 4oC, atm DH O = g/ml o 0,125 đ o 0,125 đ 2 ⇒ mH 2O = V D = 10, 08.1 = 10, 08 (gam) Theo PTHH (2): đ M TB = nH = nH 2O = 0, (mol) 0, 6.2 + 0,3.28 = 10, 67 (gam) 0, + 0,3 0,125 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,5 đ 10, 08 = 0, (mol) 18 ⇒ nH 2O = ⇒ nCO = 0,9 – 0,6 = 0,3 (mol) ⇒ d hh = O2 10, 67 = 0,33 32 0,25 0,25 đ Bài 3: (4 điểm) Có 78,40 gam hỗn hợp gồm CuO loại sắt oxit chia làm phần = Phần 1: Khử hỗn hợp khí CO dư to cao hòa tan hết sản phẩm dd H2SO4 lỗng dư thu 12,80 g chất khơng tan Phần 2: Hòa tan dd HCl thấy vừa hết 43,8 g HCl a/ Viết PTPƯ, tính % khối lượng chất có hỗn hợp đầu? BỘ ĐỀ HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC b/ Cho biết tên sắt oxit? Giải: a/ Đặt CTHH oxi sắt FexOy (x, y ∈ N*) 78,40 gam hỗn hợp chia làm phần = ⇒ Mỗi phần có khối lượng 39,2 (gam) Ta có: t Phần 1: CuO + CO Cu + CO2 (1) → t FexOy + yCO → xFe + yCO2 (2) Cu + H2SO4 lỗng → Khơng phản ứng Fe + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2 ↑ (3) 0,75 đ o o ⇒ 12,80 g chất không tan Cu nCuO = nCu = 0, (mol) = 39, − 16 = 23, (gam) Theo PTHH (1): ⇒ mFexOy Vậy hỗn hợp đầu có: nCu = ⇒ mCuO = 16.2 = 32 (g) 32 100 = 40,82% 78, 12,80 = 0, (mol) 64 mCuO = 0,2.80 = 16 (gam) ; mFexOy = 23, 2.2 = 46, (g) 46, = 100 = 59,18% 78, ⇒ %mCuO = b/ Phần 2: ⇒ CuO + CuCl2 0,2 mol 0,4 mol Số mol axit HCl PƯ với FexOy 1,2 – 0,4 = 0,8 (mol) FexOy + ; 43,8 = 1, (mol) 36,5 2HCl → 0,25đ 0,25đ nHCl = 2yHCl → mol 2y mol 0,8 mol 2y 0,8 mol Ta có: %mFexOy 0,5 đ x FeCl 2xy + + H2O yH2O (4) (5) 0,5 đ 0,8 (56 x + 16 y ) = 23, 2y ⇔ 0,8.(56x + 16y) = 23,2.2y ⇔ 44,8x = 33,6y ⇔ Chọn x = ; y = ⇔ Vì mFe O = 23, (gam) x y 0,5 đ ⇔ 44,8x + 12,8y = 46,4y x 3, = = y 44,8 CTHH oxit sắt Fe3O4 Sắt từ oxit đ 1đ 0,25 Bài 4: (3,5 điểm) Cho 8,30 gam hỗn hợp Al Fe vào dung dịch chứa m gam HCl để thực thí nghiệm 1, sau phản ứng thu 21,6125 gam hỗn hợp muối khan V1 lít hidro (đktc) Nếu cho 8,30 gam hỗn hợp Al Fe nói vào vào dung dịch chứa 2m gam HCl để thực thí nghiệm 2, sau phản ứng thu 26,05 gam hỗn hợp muối khan V2 lít hidro (đktc) Các phản ứng xảy hồn tồn BỘ ĐỀ HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC a/ Chứng tỏ TN1 lượng HCl hết, kim loại dư, TN2 lượng HCl dư, kim loại hết? b/ Tính khối lượng kim loại hỗn hợp ban đầu V1, V2? BỘ ĐỀ HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC Giải: a/ 1,25 điểm 2Al Fe + + 6HCl → 2AlCl3 2HCl → FeCl2 + + 3H2 ↑ H2 ↑ 0,25 đ Cho 8,30 gam hỗn hợp Al Fe vào dung dịch chứa m gam HCl để thực TN1 Giả sử TN1, kim loại Al, Fe phản ứng hết, axit HCl dư Khối lượng hỗn hợp muối khan tính theo kim loại = 21,6125 gam Mặt khác, cho 8,30 gam hỗn hợp Al Fe nói vào vào dung dịch chứa 2m gam HCl để thực TN2 Lượng axit HCl gấp đôi TN1 axit dư nên kim loại Al, Fe phản ứng hết Khối lượng muối khan tính theo kim loại khơng thay đổi Điều trái với đề bài: “thí nghiệm 2, sau phản ứng thu 26,05 gam hỗn hợp muối khan” Ta lại có khối lượng muối khan TN2 nhiều khối lượng muối khan TN1 26,05 – 21,6125 = 4,4375 gam khí lượng axit TN2 gấp lần lượng axit TN1 Nếu TN2 chúng phản ứng vừa đủ với khối lượng muối khan TN2 phải gấp lần khối lượng muối khan TN1 Vậy chứng tỏ TN1 hỗn hợp kim loại Al, Fe dư, axit HCl hết TN2 axit HCl dư, hỗn hợp kim loại Al, Fe tan hết 1đ b/ 2,25 điểm TN2: Đặt số mol Al Fe x, y mol (x, y > 0) Ta có: 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 ↑ x mol 3x mol x mol 1,5x mol Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 ↑ y mol 2y mol y mol y mol 0,25 đ Khối lượng hỗn hợp kim loại 8,3 gam, ta có: 27x + 56y = 8,3 (I) Hỗn hợp kim loại phản ứng hết, axit dư Khối lượng muối khan thu 26,05 gam Ta có: 133,5x + 127y = 26,05 (II) 0,5 đ Giải hệ phương trình đại số (I) (II), ta được: x = 0,1 ; y = 0,1 mAl = 27x = 27.0,1 = 2,7 (gam) ; mFe = 56y = 56.0,1 = 5,6 (gam) %mAl = 2, 100 = 32,53% 8,3 ; %mAl = 5, 100 = 67, 47% 8,3 0,25 đ Ở TN2, hỗn hợp kim loại phản ứng hết, axit dư nên ta có: mCl = m muối khan – m kim loại = 26,05 – 8,3 = 17,75 (gam) Theo PTHH: nH = nHCl = 0,5 = 0, 25 (mol) ⇒ nCl = 7, 75 = 0,5 (mol) 35,5 ⇒ VH = V2 = 22, 4.0, 25 = 5, (lít) 0,75 đ Ở TN2: Có 26,05 gam hỗn hợp muối khan tạo thành 5,6 lít H2 Vậy Ở TN1: Có 21,6125 gam hỗn hợp muối khan tạo thành x lít H2 BỘ ĐỀ HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC 21, 6125.5, V1 = x = = 4, 65 (lít) ⇒ 26, 05 0,5 đ BỘ ĐỀ HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC Bài 5: (3 điểm) Nicotin chất gây nghiện có thuốc lá, có hại cho sức khỏe Đốt cháy hoàn toàn 6,48 gam nicotin cần dùng 12,096 lít oxi đktc, thu 1,12 gam khí N2, khí CO2, H2O Trong đó, số mol khí CO2 = 10/7 số mol H2O a/ Tính khối lượng H2O thu được, tính thể tích khí CO2 đktc? b/ Tìm cơng thức phân tử nicotin, biết 122 < M nicotin < 203 Giải: a/ điểm t Nicotin + O2 + CO2 + H2O → N2 o nO2 = 2, 096 = 0,54 (mol) 22, mO2 = 0,54.32 = 17, 28 (gam) ⇒ Theo định luật bảo tồn khối lượng, ta có: ⇒ mni cot in + mO2 = mN2 + mCO2 + mH 2O mCO2 + mH 2O = mni cot in + mO2 − mN = 6, 48 + 17, 28 − 1,12 = 22, 64 (gam) 0,5 đ Số mol khí CO2 = 10/7 số mol H2O nên ta có: ⇒ Gọi số mol H2O a mol (a > 0) Số mol CO2 = 10a (mol) 10a ⇔ 18a.7 + 10a.44 = 22, 64.7 44 = 22, 64 ⇔ ⇔ 126a + 440a = 158,48 ⇔ 566a = 158,48 a = 0,28 (mol) m = 18 a = 18.0, 28 = 5, 04 Khối lượng H2O thu là: (gam) H 2O 10a 10.0, 28 2,8 nCO2 = = = = 0, (mol) 7 ⇒ Thể tích khí CO2 thu là: VCO2 = 22, 4.0, = 8,96 (lít) Thay vào ta có: b/ 18a + 0,5 đ điểm t Nicotin + O2 + CO2 + H2O → N2 CTHH Nicotin có chứa nguyên tố N, C, H có O khơng có O o ⇒ mN = 1,12 (gam) ⇒ nCO2 = 0, (mol) ⇒ nH 2O = a = 0, 28 (mol) 1,12 = 0, 08 14 nC = nCO2 = 0, nN = ⇒ nH = 2nH 2O ⇒ mC = 0, 4.12 = 4,8 (gam) = 2.0, 28 = 0,56 ⇒ mH = 0,56.1 = 0,56 (gam) mN + mC + mH = 1,12 + 4,8 + 0,56 = 6,48 (gam) = 6,48 gam Nicotin đem đốt CTHH Nicotin có chứa nguyên tố N, C, H không chứa O Đặt CTHH Nicotin CxHyNz (x, y, z ∈ N*) Ta có: ⇒ x : y : z = nC : nH : nN = 0,4 : 0,56 : 0,08 = : : x=5;y=7;z=1 Công thức đơn giản Nicotin C5H7N Công thức thực nghiệm (C5H7N)n (n ∈ N*) Mà 122 < M nicotin < 203 ⇒ Nên ta có: 122 < 81n < 203 1,506 < n < 2,5 n ∈ N* Vậy n = Công thức phân tử Nicotin C10H14N2 ⇒ .. .B? ?? ĐỀ HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC GIẢI ĐỀ THI HS GIỎI HUYỆN THÁI THỤY - 16 B Năm học 2017 – 2018 - Thời gian - 120 phút B? ?i 1: (5,5 điểm) 1/ Hồn thành phương trình cân b? ??ng: Zn + O2 ... ứng xảy hoàn toàn B? ?? ĐỀ HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC a/ Chứng tỏ TN1 lượng HCl hết, kim loại dư, TN2 lượng HCl dư, kim loại hết? b/ Tính khối lượng kim loại hỗn hợp ban đầu V1, V2? B? ?? ĐỀ HỌC SINH GIỎI... gam hỗn hợp muối khan tạo thành x lít H2 B? ?? ĐỀ HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC 21, 6125.5, V1 = x = = 4, 65 (lít) ⇒ 26, 05 0,5 đ B? ?? ĐỀ HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC B? ?i 5: (3 điểm) Nicotin chất gây nghiện có