Phßng GD&§T Hun Yªn Thµnh §Ị thi chän häc sinh giái hun n¨m häc 2009-2010 M«n: Ho¸ häc - Líp 9 (Thêi gian lµm bµi:120 phót) _____________________________________ Câu1. (1,25 điểm) Chọn hóa chất nào để loại bỏ các khí độc hại trong công nghiệp: SO 2 ; Cl 2 ; NO 2 ; H 2 S ; CO 2 ; HCl là có lợi nhất. Viết các phương trình phản ứng minh hoạ. Câu2. (2,5 điểm) Nªu hiƯn tỵng x¶y ra trong c¸c thÝ nghiƯm sau vµ viÕt ph¬ng tr×nh ph¶n øng? a) Cho kim lo¹i Ba vµo tõng dung dÞch: CuSO 4 ; NaHCO 3 ; (NH 4 ) 2 SO 4 ; Al(NO 3 ) 3 b) Cho lng khÝ CO 2 tõ tõ ®i qua dung dÞch Ba(OH) 2 . khi ph¶n øng kÕt thóc (d CO 2 ), lÊy dung dÞch thu ®ỵc mét phÇn ®em nung nãng, mét phÇn cho t¸c dơng víi dung dÞch Ca(HSO 4 ) 2 . Câu 3. (1,25 điểm) Cho 0,2 mol CuO hoà tan trong một lượng vừa đủ dung dòch H 2 SO 4 20% sau đó làm lạnh dung dòch sau phản ứng xuống 10 o C thấy có x gam tinh thể CuSO 4 . 5H 2 O tách ra. Biết độ tan của CuSO 4 ở 10 o C là 17,4 gam. Tính x? Câu 4.(2 điểm) Cho sắt vào dung dòch H 2 SO 4 đặc đun nóng cho đến khi sắt tan hết thu được dung dòch A chứa một muối sunfat duy nhất và 6,72 lít khí sunfurơ(đktc). Cho dung dòch NaOH dư vào dung dòch A, lọc lấy chất rắn nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn. Tính m. C©u 5. (3 điểm) Hoµ tan hoµn toµn 8,01 gam hçn hỵp A gåm K 2 CO 3 vµ MgCO 3 b»ng mét lỵng axit H 2 SO 4 dïng d, sau ph¶n øng thu ®ỵc khÝ B. DÉn khÝ sinh ra qua b×nh ®ùng 100ml dung dÞch Ba(OH) 2 0,6M. a) TÝnh thµnh phÇn % theo khèi lỵng cđa mçi mi trong hçn hỵp A ®Ĩ ®ỵc lỵng kÕt tđa sinh ra lµ lín nhÊt, nhá nhÊt? b) TÝnh % hai mi trong hçn hỵp A ®Ĩ khi hoµ tan hoµn toµn 10,56 gam hçn hỵp A vµo 100 gam dung dÞch hỉn hỵp 2 axit HCl vµ H 2 SO 4 th× khèi lỵng dung dich thu ®- ỵc t¨ng 6,16% cđa dung dÞch 2 axit ban ®Çu. (BiÕt H: 1; C: 12; O: 16; Mg: 24; S: 32; Cl: 35,5; K: 39; Fe: 56; Cu: 64; Ba: 137) HÕt Ngêi coi thi kh«ng gi¶i thÝch g× thªm §¸p ¸n vµ biĨu ®iĨm Ho¸ 9 c©u Híng dÉn gi¶i ®iĨm 1 Chän dd Ca(OH) 2 : câu Hớng dẫn giải điểm (1,25 đ ) Ca(OH) 2 + SO 2 CaSO 3 + H 2 O 2Ca(OH) 2 + 2Cl 2 CaCl 2 + Ca(ClO) 2 + H 2 O Ca(OH) 2 + H 2 S CaS + 2H 2 O Ca(OH) 2 + CO 2 CaCO 3 + H 2 O Ca(OH) 2 + 2HCl CaCl 2 + 2H 2 O 2Ca(OH) 2 + 4NO 2 Ca(NO 2 ) 2 + Ca(NO 3 ) 2 + 2H 2 O 0,25 0,2 0,2 0,2 0,2 0.2 2 (1.5 đ ) (1 đ ) a) Khi cho Ba vào từng dd trên, trớc hết đều có khí không màu thoát ra vì có phản ứng: Ba + 2H 2 O Ba(OH) 2 + H 2 Sau đó Ba(OH) 2 tác dụng với từng muối: - Với dd CuSO 4 : Ba(OH) 2 + CuSO 4 Cu(OH) 2 + BaSO 4 Hiện tợng: xuất hiện kết tủa xanh lẫn kết tủa trắng. - Với dd NaHCO 3 : Ba(OH) 2 + 2NaHCO 3 BaCO 3 + Na 2 CO 3 + H 2 O Hiện tợng: Xuất hiện kết tủa trắng. - Với dd (NH 4 ) 2 SO 4 : Ba(OH) 2 + (NH 4 ) 2 CO 3 BaSO 4 + 2NH 3 + 2H 2 O Hiện tợng: có kết tủa trắng và khí mùi khai - Với Al(NO 3 ) 3 : 3Ba(OH) 2 + 2Al(NO 3 ) 3 2Al(OH) 3 + 3Ba(NO 3 ) 2 2Al(OH) 3 + 3Ba(OH) 2 Ba(AlO 2 ) 2 + 4H 2 O Hiện tợng: Xuất hiện kết tủa trắng sau đó tan dần trong đến trong suốt (Nêu hiện tợng 0.1đ; viết PTHH0.2đ) b) - Lúc đầu dd đục dần đến tối đa do xuất hiện kết tủa trắng BaCO 3 và lợng kết tủa lớn nhất khi 2 CO n = 2 ( )Ca OH n Ba(OH) 2 + CO 2 BaCO 3 + H 2 O - Khi CO 2 d, dd trong dần dến trong suốt (kết tủa tan hoàn toàn khi 2 CO n = 2 ( ) 2 Ca OH n ) BaCO 3 + CO 2 + H 2 O Ba(HCO 3 ) 2 - Khi lấy dd thu đợc đem đun nóng, thì dd lại đục dần do xuất hiện trở lại kết tủa trắng BaCO 3 Ba(HCO 3 ) 2 BaCO 3 + CO 2 + H 2 O - Khi lấy dung dịch thu đợc cho tác dụng với dd Ca(HSO 4 ) 2 thấy xuất hiện kết tủa trắng đồng thời có bọt khí thoát ra Ba(HCO 3 ) 2 + Ca(HSO 4 ) 2 BaSO 4 + CaSO 4 + 2H 2 O + CO 2 Trắng (Nêu hiện tợng 0.05đ; viết PTHH 0.2đ) 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,25 0,25 0,25 0,25 3 1,25 CuO + H 2 SO 4 CuSO 4 + H 2 O 0,2 0,2 0,2 m dd axit = 0,2.98.100 20 = 98 (gam) m dd muối = 98 + 0,2.80 = 114 gam; m muối = 0,2.160 = 32 gam Gọi số mol CuSO 4 . 5H 2 O tách ra là a mol ở 10 o C ta có : Trong 117,4 gam dd chứa 17,4 g CuSO 4 Sau khi tách : Trong (114 - 250a) g dd chứa (32 - 160a) g CuSO 4 17,4.(114-250a) = 117,4.(32 - 160a) a = 0,12285 Vậy m CuSO 4 . 5H 2 O = x = 0,12285 . 250 = 30,7125 (g) 0,2 0,2 0,2 0,25 0,2 0,2 4 Tr ờng hợp 1: Muối là FeSO 4 (lợng H 2 SO 4 thiếu so với lợng Fe): 1 đ câu Hớng dẫn giải điểm (2 đ ) 2Fe+ 6H 2 SO 4 đặc 0 t Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O (1) Fe + Fe 2 (SO 4 ) 3 3FeSO 4 (2) FeSO 4 + 2NaOH Fe(OH) 2 + Na 2 SO 4 (3) 4 Fe(OH) 2 + O 2 0 t 2Fe 2 O 3 + 4H 2 O (4) 2 SO n = 6,72 22, 4 = 0,3 mol Theo 1,2,3,4 ta có: 2 3 2 1 2 Fe O SO n n= = 0.3 2 = 0,15 mol m = 2 3 Fe O m = 0,15 . 160 = 24 (gam) TH 2:Muối là Fe 2 (SO 4 ) 3 (lợng H 2 SO 4 vừa đủ để p với Fe): Fe 2 (SO 4 ) 3 + 6NaOH 2Fe(OH) 3 + 3Na 2 SO 4 (5) 2Fe(OH) 2 0 t Fe 2 O 3 + 3H 2 O (6) Theo 1,5,6 : 2 3 Fe O n = 2 1 3 SO n = 1 .0,3 3 = 0,1 mol m = 2 3 Fe O m = 0,1 . 160 = 16 (gam) (viết các PTHH cho 0.5đ) 1 đ 5 (3 đ ) 2 ( )Ba OH n = 0,06 mol Các ptp xảy ra: K 2 CO 3 + H 2 SO 4 K 2 SO 4 + H 2 O + CO 2 (1) (1) MgCO 3 + H 2 SO 4 MgSO 4 + H 2 O + CO 2 (2) CO 2 + Ba(OH) 2 BaCO 3 + H 2 O (3) 2CO 2 + Ba(OH) 2 Ba(HCO 3 ) 2 (4) 1) Theo phản ứng 1 và 2 ta thấy: 8,01 0,058 138 = < 2 CO hhA n n= < 8,01 0,095 84 = + Tr ờng hợp kết tủa lớn nhất: Theo p 3 thì lợng kết tủa lớn nhất khi: T = 2 2 ( ) CO Ba OH n n = 1 2 CO n = 2 ( )Ba OH n = 0,06 mol. ( khoảng trên) Gọi x, y lần lợt là số mol của mổi muối K 2 CO 3 và MgCO 3 138 84 8,01 0,06 x y x y + = + = x = 0,055 ; y = 0,005 % K 2 CO 3 = 0,055.138 100% 8,01 = 94,76 % % MgCO 3 = 100% - 94,76% = 5,24 % + Tr ờng hợp l ợng kết tủa nhỏ nhất: Để xác định lợng kết tủa nhỏ nhất thì ta xét: - Khi 2 CO n = 0,058 mol < 2 ( )Ba OH n = 0,06 mol -> chỉ xảy ra p 3 -> 3 BaCO n = 0,058 mol - Khi 2 CO n = 0,095 thì xảy ra tiếp p 4. Gọi a, b lần lợt là số mol CO 2 tham gia p 3 và 4. 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,25 câu Hớng dẫn giải điểm ta có: 0,095 0,06 2 a b b a + = + = 0,025 0,07 a b = = 3 BaCO n = 0,025 mol < 0,058 Vậy lợng kết tủa nhỏ nhất khi 2 CO n = 0,095 mol. % MgCO 3 = 100% 3) Theo bài ra 2 CO m = 10,56 6,16 = 4,4 gam 2 CO n = 0,1 (mol) Gọi x, y lần lợt là số mol của K 2 CO 3 và MgCO 3 ta có .138 .84 10,56 0,1 x y x y + = + = x = 0,04 và y = 0,06. Vậy % K 2 CO 3 = 0,04.138 100% 10,56 = 52,27% % MgCO 3 = 100% - 52,27% = 47,73% 0,25 0,25 0,25 G hi chú: - Mọi cách giải đúng đều cho điểm tối đa. - Phơng trình thiếu điều kiện trừ nửa số điểm, không cân bằng không cho điểm. . Phßng GD&§T Hun Yªn Thµnh §Ị thi chän häc sinh giái hun n¨m häc 2009-2 010 M«n: Ho¸ häc - Líp 9 (Thêi gian lµm bµi:120 phót) _____________________________________ Câu1.