PHÒNG GD&ĐT KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI HUYỆN NĂM HỌC 2012 – 2013 Môn: Hóa học (Đề gồm có 01 trang) Thời gian: 120 phút (Không kể thời gian giao đề) Câu1(3,5 điểm): 1. Hãy xác định các chất có trong A,B,C,D,E,F,G và viết phương trình phản ứng xảy ra trong thí nghiệm sau: Nung nóng kim loại Al trong không khí, sau một thời gian được chất rắn A. Hoà tan chất rắn A trong H 2 SO 4 đặc nóng (vừa đủ) được dung dịch B và khí C có mùi sốc. Cho Natri kim loại vào dung dịch B thu được khí D, dung dịch E và kết tủa G; Cho khí D tác dụng với dung dịch KOH thu được dung dịch F, F vừa tác dụng với dd BaCl 2 vừa tác dụng với dd NaOH. Câu 2( 3,5điểm):Thí sinh bảng B không phải làm ý b của câu này a. Từ quặng pirit sắt , muối ăn, nước, chất xúc tác và các điều kiện thí nghiệm cần thiết khác hãy điều chế : dd FeCl 3 , FeSO 4 , Fe 2 (SO 4 ) 3 và Fe(OH) 3 . b. Bằng phương pháp hóa học hãy tách riêng từng kim loại ra khỏi hỗn hợp gồm Mg, Al, Cu. Câu 3(4,5điểm):Thí sinh bảng B không phải làm ý 2 của câu này. Cho 3,28 gam hỗn hợp A gồm Fe và Mg vào 400ml dung dịch CuSO 4 . Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 4,24 gam chất rắn B và dung dịch C. Thêm dung dịch NaOH dư vào dung dịch C , lọc lấy kết tủa nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi được 2,4 gam chất rắn D. 1. Tính nồng độ mol/lit của dung dịch CuSO 4 . 2. Tính thành phần phần trăm khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp A. Câu 4(5,5điểm): Dùng V lít khí CO khử hoàn toàn 4 gam một oxit kim loại, phản ứng kết thúc thu được kim loại và hỗn hợp khí X. Tỷ khối của X so với H 2 là 19. Cho X hấp thụ hoàn toàn vào 2,5 lít dung dịch Ca(OH) 2 0,025M người ta thu được 5 gam kết tủa. a. Xác định kim loại và công thức hoá học của oxit đó. b. Tính giá trị của V và thể tích của SO 2 (đktc) tạo ra khi cho lượng kim loại thu được ở trên tan hết vào dung dịch H 2 SO 4 đặc, nóng dư. Câu 5(3,0điểm): Nung hoàn toàn 15g một muối cacbonat của một kim loại hóa trị II không đổi. Toàn bộ khí thoát ra cho hấp thụ hết vào 100 ml dung dịch Ba(OH) 2 1M thấy thu được 9,85 gam kết tủa. Xác định công thức hóa học của muối cacbonat ? Cho: Mg = 24; Zn = 65; Fe = 56;Cu = 64; S = 32; O = 16; N = 14; Na = 23; C = 12; H = 1; Ca = 40; S =32; Cl = 35,5 Hết Họ và tên thí sinh:…………………………………………….SBD:………………… ĐỀ THI CHÍNH THỨC PHÒNG GD&ĐT KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI HUYỆN CẤP HUYỆN NĂM HỌC 2012 – 2013 Môn: Hóa học Nội dung Điểm Câu 1 3,5đ 1. A: Al, Al 2 O 3 ; B: Al 2 (SO 4 ) 3 ; C: SO 2 ; D: H 2 ; E: Na 2 SO 4 , NaAlO 2 ; G: 2Al(OH) 3 ; F: KHSO 3 , K 2 SO 3 4Al + 3O 2 0 t → 2Al 2 O 3 (1) Do A tác dụng với H 2 SO 4 đđ thu được khí D: Chứng tỏ chất rắn A có Al dư. 2Al dư + 6H 2 SO 4 Đ/N → Al 2 (SO 4 ) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O (2) 2Al 2 O 3 + H 2 SO 4 Đ/N → Al 2 (SO 4 ) 3 + H 2 O (3) 2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2 (4) Al 2 (SO 4 ) 3 + 6NaOH → 2Al(OH) 3 + 3Na 2 SO 4 (5) Al(OH) 3 + NaOH NaAlO 2 + 2H 2 O (6) Do dd F vừa tác dụng được với dd BaCl 2 , tác dụng với dd NaOH: Chứng tỏ dd F có chứa 2 muối SO 2 + KOH → KHSO 3 (7) SO 2 + 2KOH → K 2 SO 3 + H 2 O (8) ( hoặc : KHSO 3 + KOH dư → K 2 SO 3 + H 2 O ) 2KHSO 3 + 2NaOH → K 2 SO 3 + Na 2 SO 3 + 2H 2 O (9) K 2 SO 3 + BaCl 2 → BaSO 3 + 2KCl (10) 0,5 Mỗi pư đúng cho 0,25đ. 0,5 Câu 2 3,5đ a. Điều chế 2. 2NaCl + 2H 2 O 2NaOH + Cl 2 + H 2 (1) 2H 2 O 2H 2 + O 2 (2) 4FeS 2 + 11O 2 0 t → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 (3) 2SO 2 + O 2 0 t → 2SO 3 (4) V 2 O 5 , SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 (5) Fe 2 O 3 + 3H 2 0 t → 2Fe + 3H 2 O (6) FeCl 3 : 2Fe + 3Cl 2 0 t → 2FeCl 3 cho vào H 2 O (7) FeSO 4 : Fe + H 2 SO 4(loãng) → FeSO 4 + H 2 (8) Fe 2 (SO 4 ) 3 : Fe 2 O 3 + 3H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4 ) 3 +3H 2 O (9) Fe(OH) 3 : FeCl 3 + 3NaOH → Fe(OH) 3 + 3NaCl (10) b. Hoà tan hỗn hợp trong dd NaOH dư, Al tan theo phản ứng: 2Al + 2NaOH + 2H 2 O → 2NaAlO 2 + 3H 2 . - Lọc tách được Mg, Cu không tan. Thổi CO 2 dư vào nước lọc: NaAlO 2 + CO 2 + 2H 2 O → Al(OH) 3 + NaHCO 3 - Lọc tách kết tủa Al(OH) 3 , nung đến khối lượng không đổi thu được Al 2 O 3 , điện phân nóng chảy thu được Al: 2Al(OH) 3 0 t → Al 2 O 3 + 3H 2 O 2Al 2 O 3 dpnc → 4Al + 3O 2 - Hoà tan hỗn hợp kim loại trong dd HCl dư, tách được Cu không tan và dung dịch muối: Mg + 2HCl → MgCl 2 + H 2 cô cạn dung dịch và đem điện phân nóng chảy. MgCl 2 dpnc → Mg + Cl 2 Mỗi pư đúng cho 0,2đ. Thí sinh bảng B cho 0,35đ. Tách được mỗi chất cho 0,5 điểm Câu 3 4,5đ Mg + CuSO 4 MgSO 4 + Cu (1) Fe + CuSO 4 FeSO 4 + Cu (2) MgSO 4 +2 NaOH Mg(OH) 2 + Na 2 SO 4 (3) FeSO 4 +2 NaOH Fe(OH) 2 + Na 2 SO 4 (4) Mg(OH) 2 MgO + H 2 O (5) 4Fe(OH) 2 + O 2 2Fe 2 O 3 + 4 H 2 O (6) Theo đề bài m Fe+Mg = 3,28(g) Theo phương trình (1,2,3,4,5,6) thì m Fe 2 O 3 + MgO = 2,4(g) < 3,28(g) => vô lý Đúng cho 0,125 đ 0,25 ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM Đpmn đp Vậy CuSO 4 thiếu ,kim loại dư. * Giả sử chỉ có Mg phản ứng , gọi số mol của Mg đã phản ứng là a mol. Mg + CuSO 4 MgSO 4 + Cu (1) a= ( 4,24 – 3,28) : (64 - 24) = 0,024 (mol) MgSO 4 +2 NaOH Mg(OH) 2 + Na 2 SO 4 (3) Mg(OH) 2 MgO + H 2 O (5) Theo phương trình (1),(3),(5) thì n MgO = 0,024 mol => m MgO = 0,024. 40 = 0,96 < 2,4 => vô lý. Vậy Mg phản ứng hết và sắt có phản ứng 1 phần. Gọi số mol của Mg có trong hỗn hợp là x, số mol của sắt ban đầu là y, số mol của sắt đã phản ứng là z mol. Theo phương trình (1,2,3,4,5,6) và số liệu ra trong đề bài ta có : 24x + 56y = 3,28 (7) 64x + 64z + 56(y-z) = 4,24 (8) 40x + 160z/2 = 2,4 (9) Giải (7,8,9) ta được : x= 0,02 mol y= 0,05 mol z= 0,02 mol 1. C M(CuSO4) = 0,04/0,4 = 0,1 M 2.Ta có: m Mg = 0,02. 24 = 0,48 (g) => %m Mg = (0,48/3,28).100% = 14,63% %m Fe = 100% - 14,63% = 85,37% 0,25 0,5 0,5 1,0 0,25 0,5 0,5 Câu 4 5,5đ Đặt công thức của oxit kim loại là: A 2 O x Các PTHH: A 2 O x + xCO 2 A (r) + xCO 2 (k) (1) CO 2 + Ca(OH) 2 CaCO 3 + H 2 O (2) Có thể: CaCO 3 + CO 2 + H 2 O Ca(HCO 3 ) 2 (3) nCa(OH) 2 = 2,5 . 0,025 = 0,0625 (mol); nCaCO 3 = 5/100 = 0,05 (mol) Bài toán phải xét 2 trường hợp 1.TH1: Ca(OH) 2 dư → phản ứng (3) không xảy ra Từ (2): nCO 2 = n CaCO 3 = 0,05 mol → theo (1) n A 2 O x = 1/x . 0,05 mol Ta có pt: 2(M A + 16x) . 0,05/x = 4 Giải ra ta được: M A /x = 32 với x = 2; M A = 64 thoả mãn Vậy A là Cu Đặt n CO dư trong hh khí X là t ta có phương trình tỉ khối 28t 44.0,05 19 (t 0,05).2 + = + → t = 0,03 mol → giá trị của V CO ban đầu = (0,03 + 0,05) . 22,4 = 1,792 (lít) PTHH khi cho Cu vào dd H 2 SO 4 đặc, nóng Cu + 2H 2 SO 4 đn CuSO 4 + SO 2 + 2 H 2 O (4) Từ (1): n Cu = n CO 2 = 0,05 mol. Theo (4): n SO 2 = 0,05 mol → V = 0,05 . 22,4 = 1,12 (lít) 2. TH2: CO 2 dư → phản ứng (3) có xảy ra Từ (2): n CO 2 = n CaCO 3 = n Ca(OH) 2 = 0,0625 mol Bài ra cho: n CaCO 3 chỉ còn 0,05 mol → n CaCO 3 bị hoà tan ở (3) là: 0,0625 – 0,05 = 0,0125 (mol) Từ (3): n CO 2 = n CaCO 3 bị hoà tan = 0,0125 mol → Tổng n CO 2 = 0,0625 + 0,0125 = 0,075 (mol) Từ (1): n A 2 O x = 1/x . 0,075 (mol) Ta có pt toán: (2M A + 16x) . 0,075/x = 4 → M A /x = 56/3 Với x = 3; M A = 56 thoả mãn. Vậy A là Fe Tương tự TH 1 ta có phương trình tỷ khối: 28t 44.0,075 19 (t 0,075).2 + = + Giải ra ta được t = 0,045 → V = (0,075 + 0,045) . 22,4 = 2,688 (lít) PTHH khi cho Fe vào dd H 2 SO 4 đn : 1,0 0,5 0,5 0,5 1,0 0,5 1,0 SO 2 2Fe (r) + 6 H 2 SO 4 đn (dd) Fe 2 (SO 4 ) 3 (dd) + 3 SO 2 (k) + 6 H 2 O (l) (5) nFe = 0,025 . 2 = 0,05 (mol) → n SO 2 = 0,05 . 3/2 =0,075 mol → V = 0,075 . 22,4 = 1,68 (lít) 0,5 Câu 5 3,0đ Gọi CT của muối cacbonat cần tìm là MCO 3 MCO 3 MO + CO 2 (1) Vì < nên ta xét 2 trường hợp: Trường hợp 1: Tạo muối BaCO 3 Ba(OH) 2 + CO 2 BaCO 3 + H 2 O 0,05 0,05 Từ (1) => M + 60 = 300 => M = 240 (loại) Trường hợp 2: Tạo 2 muối BaCO 3 và Ba(HCO 3 ) 2 Ba(OH) 2 + CO 2 BaCO 3 + H 2 O 0,05 0,05 0,05 Ba(OH) 2 + 2CO 2 Ba(HCO 3 ) 2 0,05 0,1 => Từ (1) => M + 60 = 100 => M = 40 => M là Ca Vậy CTHH của muối cần tìm là CaCO 3 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Chú ý: Nếu thí sinh có cách giải khác mà đúng thì vẫn cho điểm tối đa. SO 2 . sinh: …………………………………………….SBD:………………… ĐỀ THI CHÍNH THỨC PHÒNG GD&ĐT KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI HUYỆN CẤP HUYỆN NĂM HỌC 2012 – 20 13 Môn: Hóa học Nội dung Điểm Câu 1 3, 5đ 1. A: Al, Al 2 O 3 ; B: Al 2 (SO 4 ) 3 ; C: SO 2 . PHÒNG GD&ĐT KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI HUYỆN NĂM HỌC 2012 – 20 13 Môn: Hóa học (Đề gồm có 01 trang) Thời gian: 120 phút (Không kể thời gian giao đề) Câu1 (3, 5 điểm): 1. Hãy xác định. KHSO 3 (7) SO 2 + 2KOH → K 2 SO 3 + H 2 O (8) ( hoặc : KHSO 3 + KOH dư → K 2 SO 3 + H 2 O ) 2KHSO 3 + 2NaOH → K 2 SO 3 + Na 2 SO 3 + 2H 2 O (9) K 2 SO 3 + BaCl 2 → BaSO 3