UBND HUYỆN EA KAR PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ CHÍNH THỨC (Đề thi này gồm có 2 trang) KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TRUNG HỌC CƠ SỞ CẤP HUYỆN NĂM HỌC 2022 2023 Môn thi HÓA HỌC Thời gian 150 phút (không kể[.]
UBND HUYỆN EA KAR PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TRUNG HỌC CƠ SỞ CẤP HUYỆN NĂM HỌC: 2022- 2023 Môn thi: HĨA HỌC Thời gian: 150 phút (khơng kể thời gian giao đề) (Đề thi gồm có trang) Ngày thi: 07/01/2023 Câu (5,0 điểm) a) Hoàn thành chuyển hóa sau (Mỗi mũi tên viết phương trình hóa học, ghi rõ điều kiện phản ứng có) b) Có mẫu phân bón hóa học thể rắn đựng lọ riêng biệt không ghi nhãn là: NH4NO3, NH4Cl, (NH4)2SO4 Hãy phân biệt mẫu phân bón phương pháp hóa học, viết phương trình hóa học minh họa c) Em giải thích hình thành hang động thạch nhũ vườn quốc gia Phong Nha – Kẻ Bàng với hình dạng phong phú đa dạng? Câu (3,0 điểm) Cho 316,0 gam dung dịch muối hiđrocacbonat (A) 6,25% vào dung dịch H2SO4 loãng vừa đủ, sau phản ứng xảy hoàn toàn thu 16,5 gam muối sunfat trung hoà Mặt khác cho lượng dung dịch muối hiđrocacbonat (A) vào dung dịch HNO3 vừa đủ, cô cạn từ từ dung dịch sau phản ứng thu 47,0 gam muối B Xác định A, B Câu (4,0 điểm) Một hỗn hợp A gồm Al, Al2O3, CuO tan hết 2,0 lít dung dịch H2SO4 0,5M, thu dung dịch B 6,72 lít (ở đktc) khí H Khi thêm 0,4 lít dung dịch NaOH 0,5M vào dung dịch B thấy kết tủa bắt đầu xuất để kết tủa bắt đầu khơng thay đổi thể tích dung dịch NaOH 0,5M dùng tổng cộng 4,8 lít, dung dịch thu gọi dung dịch C a) Tính phần trăm khối lượng chất hỗn hợp A c) Thêm dung dịch HCl 1,0M vào dung dịch C Tính thể tích dung dịch HCl 1,0M phải dùng để thu kết tủa sau nung nóng cho 10,2 gam chất rắn khan Biết phản ứng xảy hoàn toàn Câu (4,0 điểm) a) Hỗn hợp X gồm Na, Ba, Na2O BaO Hòa tan 43,8 gam vào nước dư, thu 2,24 lít khí H2 (đktc) dung dịch Y, có chứa 41,04 gam Ba(OH) Hấp thụ hoàn toàn 13,44 lít CO2 (đktc) vào dung dịch Y thu m gam kết tủa Tính m? b) Cho m gam bột Fe vào 400 ml dung dịch chứa hai muối AgNO 0,15M Cu(NO3)2 0,1M, sau thời gian thu 7,68 gam hỗn hợp kim loại dung dịch X Cho 6,5 gam bột Zn vào dung dịch X, sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu 7,79 gam hỗn hợp kim loại dung dịch Y Xác định giá trị m Câu (4,0 điểm) Nhiệt nhôm 28,08 gam hỗn hợp X gồm Al Fe xOy (trong mơi trường khơng có khơng khí), thu hỗn hợp chất rắn sau nung đem trộn chia làm phần - Phần 1: Hòa tan vào dung dịch NaOH dư, thu 2,016 lít H (đktc), cịn lại chất rắn Y Hịa tan hết Y vào dung dịch HNO dư, thu 2,464 lít NO (đktc, sản phẩm khử nhất) - Phần 2: Phản ứng tối đa với dung dịch chứa 64,68 gam H 2SO4 (đặc, nóng), thu SO2 (sản phẩm khử nhất) Tìm cơng thức oxit sắt hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm? -Hết -( Cho biết: Fe = 56; N = 14; S = 32; Na = 23; H= 1; Cu = 64; O= 16; Cl= 35,5; C=12; Ba=137; Ag =108; Zn=65;Mg = 24; Al = 27) (Giám thị khơng giải thích thêm.) Họ tên thí sinh:……………………… Chữ kí giám thị 1:……………… ……………… Số báo danh:…………………………… Chữ kí giám thị 2: ………………………………… UBND HUYỆN EA KAR PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TRUNG HỌC CƠ SỞ CẤP HUN NĂM HỌC: 2022- 2023 MƠN THI: HĨA HỌC HƯỚNG DẪN VÀ BIỂU ĐIỂM CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC Câu ý NỘI DUNG t0 2P2O5 (1) 4P + 5O2 (2) P2O5 + 3H2O 2H3PO4 (3) H3PO4 + NaOH NaH2PO4 + H2O (4) NaH2PO4 + NaOH Na2HPO4 + H2O a/ (5) Na2HPO4 + NaOH Na3PO4 + H2O 2,0 đ (6) H3PO4 + 3NaOH Na3PO4 + 3H2O (7) 2Na3PO4+ H3PO4 3Na2HPO4 (8) Na2HPO4 + H3PO4 NaH2PO4 Mỗi PTHH 0,25 điểm Lấy mẫu thử Lần lượt cho dd BaCl2 vào mẫu thử , có kết tủa trắng (NH4)2SO4 1,5đ (NH4)2SO4 + BaCl2 BaSO4 + NH4Cl Hai mẫu cịn lại khơng tượng NH4Cl , NH4NO3 Tiếp tục lấy mẫu thử Lần lượt cho dd AgNO3 vào có kết tủa trắng NH4Cl AgNO3 + NH4Cl AgCl + NH4NO3 Giải thích: Ở vùng núi đá vôi, thành phần chủ yếu CaCO3 Khi trời mưa khơng khí có CO2 tạo thành mơi trường axit nên làm tan 1,5đ đá vôi Những giọt mưa rơi xuống bào mòn đá theo phương trình: CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2 Theo thời gian tạo thành hang động Khi nước có chứa Ca(HCO3)2 đá thay đổi nhiệt độ áp suất nên giọt nước nhỏ từ từ có cân bằng: Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2 + H2O Như lớp CaCO3 lưu lại ngày nhiều, dày tạo thành hình thù đa dạng b/ c/ Gọi cơng thức muối A: R(HCO3)n Có: mA = 316.6,25% = 19,75 gam 2R(HCO3)n + nH2SO4 R2(SO4)n + 2nCO2 + 2nH2O 19,75gam 16,5gam 3,0đ => 16,5.(2R + 2.61n) = 19,75.(2R + 96n) suy ra: R= 18n Ta có bảng sau: n R 18 36 54 KL NH4 Không thoả mãn Không thoả mãn muối A là: NH4HCO3 - Theo đề bài: nA = 19,75 : 79 = 0,25 mol NH4HCO3 + HNO3 NH4NO3 + H2O + CO2 0,25 mol 0,25 mol ĐIỂM 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ m(NH4NO3) = 80 × 0,25 = 20 gammuối B muối ngậm nước - Đặt CTPT B là: NH4NO3.xH2O m(H2O) = 47 – 20 = 27 gam n(H2O) = 27/18= 1,5 mol x=6 Công thức B: NH4NO3.6H2O * Phản ứng xảy ra: 2Al + 3H2SO4 ⃗ Al2(SO4)3 + 3H2 (1) Al2O3 + 3H2SO4 ⃗ Al2(SO4)3 + 3H2O (2) 4,0đ CuO + H2SO4 ⃗ CuSO4 + H2O (3) * Phải dùng 0,4 lít dung dịch NaOH 0,5M vào dung dịch B xuất kết tủa ⇒ dung dịch B dư axit: 2NaOH + H2SO4 ⃗ Na2SO4 + 2H2O (4) * dùng đến 4,8 lít dung dịch NaOH 0,5M, phản ứng xảy ra: Al2(SO4)3 + 6NaOH ⃗ 2Al(OH)3 + Na2SO4 (5) ⃗ ↓ CuSO4 + 2NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4 (6) Al(OH)3 + NaOH ⃗ NaAlO2 + H2O (7) Kết tủa ổn định Cu(OH)2 nH = 0,5đ 0,5đ 0,75đ 0,75đ ,72 22,4 n = Số mol chất: = 0,3 (mol); H SO bđ 1,0 (mol); n NaOH(H SO d ) = n = 0,4.0,5 = 0,2 (mol); NaOH(tp) 4,8.0,5 = 2,4 (mol) n Al = 0,2 (mol); pt (4) ⇒ n H SO d = 0,1 (mol) pt(1) ⇒ n = Đặt Al2 O3 x (mol); nCuO=y (mol) Từ pt (1), (2), (3) ⇒ 0,3 + 3x + y = – 0,1 ⇒ 3x + y = 0,6 (8) Mặt khác, từ (4), (5), (6), (7) ⇒ 6(0,1 + x) + 2(0,1 + x) + 2y = 2,4 – 0,2 ⇒ 8x + 2y = 1,4 ⇒ 4x + y = 0,7 (9) Từ (8), (9) ⇒ x = 0,1 (mol); y = 0,3 (mol) 0,5đ 0,5đ Phần trăm khối lượng chất A: %m Al = 0,2.27.100 0,2.27 + 0,1.102 + 0,3.80 = 13,64(%); 0,1.102.100 0,2.27 + 0,1.102 + 0,3.80 = 25,76(%); %mCuO = 100 – 13,64 – 25,76 = 60,6(%) Dung dịch C chứa: Na2SO4 NaAlO2 Khi cho HCl vào dung dịch C, xảy phản ứng HCl với NaAlO2 Các phản ứng có: NaAlO2 + HCl + H2O ⃗ Al(OH)3 + NaCl (10) 0,4 0,4 0,4 Al(OH)3 + 3HCl ⃗ AlCl3 + 3H2O (11) 0,5đ %m Al O = 0,5đ 0,2 0,6 0C t⃗ 2Al(OH)3 0,2 n NaAlO = n Al 10,2 = 102 n Al O Vì n Al O Al2O3 + H2O 0,1 + = 0,1 (mol) ⇒ n VddHCl = C M 2đ = 0,2 + 2.0,1 = 0,4 (mol); = 0,1 (mol) Từ (10), (11), (12) ⇒ a/ 2n Al O (12) phản ứng (11) có xảy n HCl = 0,4 + 0,6 = 1,0 (mol) 0,5đ 1,0 = 1,0 = 1,0 (lít) nH2 = 0,1mol; nBa(OH)2 = 0,24 mol; Xét phản ứng X với nước Các PTHH: Na + H2O NaOH + ½ H2 (1) Ba + 2H2O Ba(OH)2 + H2 (2) Na2O + H2O 2NaOH (3) BaO + H2O Ba(OH)2 (4) Dd sau phản ứng chứa NaOH, Ba(OH)2 Gọi a số mol NaOH (a>0) Từ phản ứng 1,2,3,4 : - Bảo toàn H : nH(H2O) = nH(bazơ) _ + nH(H2) = a + 0,24.2 + 0,1.2= 0,5a + 0,68 mol nH2O = ½ nH = 0,68/2 =0,5 a + 0,34 mol - Bảo toàn khối lượng: mX + mH2O = mNaOH + mBa(OH)2 + mH2 43,8 + (0,5a+0,34).18 = 40a + 41,04 + 0,1.2 = > a = 0,28 mol=> nNaOH = 0,28 mol Xét phản ứng CO2 với kiềm: +nCO2 = 0,6 mol + nOH =2.nBa(OH)2 + nNaOH = 0.48 + 0,28= 0,76 mol Xét tỉ lệ: nOH/nCO2 = 0,76/0,6= 1,267 => phản ứng tạo loại muối -Thứ tự phản ứng: Ba(OH)2 + CO2 BaCO3 + H2O (5) 0,24mol 0,24 0,24 NaOH + CO2 NaHCO3 (6) 0,28 mol 0,28 BaCO3 + CO2 + H2O Ba(HCO3)2 (7) 0.08 0,08 mol Từ 5,6,7 số mol BaCO3 nBaCO3= 0,24 -0,08 =0,16 mol m = mBaCO3 = 0,16 197 = 31,52 gam Số mol chất: 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ nCu( NO ) = n AgNO = 0,4.0,15 = 0,06 (mol); 0,4.0,1 = 0,04 (mol) Khi cho Zn phản ứng hoàn toàn với dd X thu 7,79 gam hỗn hợp kim loại > 6,5 gam Zn ⇒ dung dịch X chứa muối: Fe(NO3)2, Cu(NO3)2 AgNO3 ⇒ Fe phản ứng phần với AgNO3 b/ 2đ 0,5đ 3 0,5 Các phản ứng xảy ra: Fe + 2AgNO3 ⃗ Fe(NO3)2 + 2Ag x 2x x 2x Zn + 2AgNO3 ⃗ Zn(NO3)2 + 2Ag 0,06-2x 0,06-2x Zn + Cu(NO3)2 ⃗ Zn(NO3)2 + Cu 0,04 0,04 mol 0,04 0,04 Zn + Fe(NO3)2 ⃗ Zn(NO3)2 + Fe x x x x Đặt số mol Fe phản ứng x (mol) *Xét phản ứng Zn với dd X: nZn = 0,1 mol (1) (2) (3) (4) Vì 0,1 > 0,06 + 0,04 = 0,07 (mol) ⇒ Zn phản ứng dư, muối X phản ứng hết Bảo toàn NO3 nZn(phản ứng ) =1/2 nNO3 =0,035 mol Từ (1) ⇒ 108.2x + m – 56x = 7,68 0,5đ ⇒ m + 160x = 7,68 (5) Từ (2), (3), (4) ⇒ 108(0,06 – 2x) + 64.0,04 + 56x + 6,5 – 65(0,03 – x + 0,04 + x) = 7,79 ⇒ x = 0,02 (mol) Thay x vào (5) ⇒ m = 4,48 (gam) 4,0 điểm PT: 2yAl + 3FexOy yAl2O3 + 3xFe -Chất rắn thu chứa Fe, Al2O3, Al dư, FexOy dư -Bảo toàn khối lượng chất rắn mchất rắn = mX = 28,08 gam -Khối lượng phần: 28,08 = 0,5đ 14,04 gam *Xét phần 1: nH2 = 0,09 mol, nNO = 0,11 mol PTHH : Al + 0,06mol NaOH + H2O NaAlO2 + 3/2H2 (1) 0,09 mol Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O (2) 0,5đ = > Chất rắn Y chứa Fe , FexOy -Cho Y vào HNO3 0,5đ Fe + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO + H2O (3) xOy +(12x-2y) HNO3 3xFe(NO3)3 + (3x-2y)NO + (6x-y)H2O (4) 3xFe(NO3)3 + (3x-2y)NO + (6x-y)H2O (4) 3Fe -Từ (3), (4) Số mol NO nNO= nFe + (3 x−2 y) nFexOy =0,11 mol nFe + (3x-2y).nFexOy =0,33 mol (5) *Xét phần : nH2SO4 = 0,66 mol PTHH: 2Al + 6H2SO4(đ,t0) Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (6) 0,06mol 0,09 mol 2Fe + 6H2SO4(đ,t0) Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (7) 0,5đ 2FexOy +(6x-2y) H2SO4 xFe2(SO4)3 + (3x-2y)SO2 + (6x-2y)H2O (8) Al2O3 + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2O (9) Từ (6), (7), (8) số mol SO2: 0,5đ (3 x−2 y) nFexOy + 0,09 nFe+ ( x −2 y ) nFexOy = + 0,09 nSO2 = 1,5 nFe + = 0,33/2 + 0,09 = 0,255 mol -Từ (6,7,8) : +Bảo toàn H nH2O = nH2SO4= 0,66mol + Bảo toàn khối lượng: mp2 + H2SO4 = mmuối + mSO2 + mH2O < => 14,04 + 0,66.98 = mmuối + 0,255.64+ 0,66.18 mmuối = 50,52 gam -Xét muối phần gồm : Fe2(SO4)3 Al2(SO4)3 Gọi a, b số mol muối Fe2(SO4)3 Al2(SO4)3 (a,b>0) Ta có : 400a + 342b = 50,52 g ( *) Bảo toàn S cho phản ứng 6,7,8,9: nS(muối) = nH2SO4 –nSO2 = 0,66-0,255= 0,405 mol < => 3a + 3b = 0,405 mol (* *) Từ (*) , (**) ta có hệ: 0,5đ 400a + 342b = 50,52 g ( *) 3a + 3b = 0,405 mol (* *) Giải hệ : a = 0,075=> nFe2(SO4)3 =0,075 mol b = 0,06 = > nAl2(SO4)3 = 0,06 mol Khối lượng kim loại Al, Fe phần nFe =2nFe2(SO4) = 0,075 = 0,15 mol nAl = nAl2(SO4)3 = 0,12 mol nO = (14,04 – 0,15.56 -0,12.27) : 16 =0,15 mol - CTHH FexOy nFe x 0,15 Ta có : nO = y = 0,15 = Vậy CTHH: FeO Vậy phần : Chứa 0,15 mol FeO , 0,12 mol Al Xét phản ứng : 2Al + 3FeO Al2O3 + 3Fe Nếu phản ứng hoàn tồn FeO hết trước nên hiệu suất phản ứng tính theo FeO 0,5đ Ta có nFeO(phản ứng) = nAl(phản ứng) = (0,12-0,06) = 0,09 mol -Hiệu suất phản ứng là: H% = (0,09/0,15 ) 100% = 60% Lưu ý: - HS làm cách khác đúng, chặt chẽ cho điểm tối đa 0,5đ