SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HẢI DƯƠNG ĐỀ THI CHÍNH THỨC KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP THCS NĂM HỌC 2010-2011 MÔN THI: HÓA HỌC Thời gian làm bài: 150 phút Ngày thi 27 tháng năm 2011 Đề thi gồm trang Câu 1(2 điểm): 1- Chất bột A Na2CO3, chất bột B Ca(HCO3)2 Viết phương trình hóa học xảy (nếu có) khi: - Nung nóng A B - Hòa tan A B dung dịch H2SO4 loãng - Cho CO2 qua dung dịch A dung dịch B - Cho dung dịch Ca(OH)2 vào dung dịch A dung dịch B - Cho A B vào dung dịch BaCl2 2- Có lọ hóa chất khác nhau, lọ chứa dung dịch hóa chất sau: NaOH, HCl, H2SO4, BaCl2, Na2SO4 Chỉ dùng thêm phenolphtalein ( với điều kiện dụng cụ thí nghiệm có đủ) Hãy trình bày phương pháp hóa học nhận hóa chất viết phương trình phản ứng xảy (nếu có) Câu (2 điểm): 1- Từ Metan chất vô cơ, điều kiện phản ứng cần thiết có đầy đủ Hãy viết phương trình hóa học điều chế: rượu etylic, axit axetic, polietilen, etyl axetat, etylclorua(C 2H5Cl), etan (C2H6) 2- Đốt cháy hoàn toàn hidrocacbon trạng thái khí có số nguyên tử C ≤ Người ta thu khí cacbonic nước theo tỷ lệ thể tích 1:1 (các chất khí đo điều kiện) Xác định công thức cấu tạo có hidrocacbon Câu (2 điểm): Hỗn hợp A gồm hai kim loại Na Al 1) Hòa tan A vào nước dư: nNa a) Xác định tỉ lệ số mol để hỗn hợp A tan hết? nAl b) Nếu khối lượng A 16,9 gam cho tan hết lượng nước dư thu 12,32 lít khí H (đktc) Xác định khối lượng kim loại A? 2) Cho 16,9 gam hỗn hợp A vào lít dung dịch HCl 0,75M, phản ứng xong thu dung dịch X Cho lít dung dịch KOH vào X kết thúc phản ứng thu 7,8 gam kết tủa Xác định nồng độ mol/lít dung dịch KOH dùng? Câu (2 điểm): 1- Hòa tan hoàn toàn lượng kim loại M dung dịch H 2SO4 loãng có nồng độ 20% (lấy dư 20% so với lượng cần cho phản ứng) Dung dịch thu có nồng độ muối tạo thành 23,68% Xác định kim loại M? 2- Nêu phương pháp tách hai muối FeCl CuCl2 khỏi hỗn hợp chúng mà khối lượng không thay đổi Viết phương trình phản ứng hóa học xảy (nếu có) Câu (2 điểm): A hỗn hợp khí (ở điều kiện tiêu chuẩn) gồm ba hidrocacbon (X, Y, Z) có dạng công thức CnH2n+2 CnH2n ( có số nguyên tử C ≤ 4) Trong có hai chất có số mol Cho 2,24 lít hỗn hợp khí A vào bình kín chứa 6,72 lít O điều kiện tiêu chuẩn bật tia lửa điện để phản ứng xảy hoàn toàn ( giả sử phản ứng cháy tạo CO H2O) Dẫn toàn sản phẩm cháy qua bình đựng H2SO4đặc bình đựng dung dịch Ca(OH) dư Thấy khối lượng bình tăng 4,14 gam bình có 14 gam kết tủa a) Tính khối lượng hỗn hợp khí A ban đầu? b) Xác định công thức phân tử X, Y, Z? Cho: C=12; Cl =35,5; H = 1; Al = 27; Na = 23; O = 16; Ca = 40; Ba = 137; S = 32; Fe = 56; Cu = 64; Zn = 65; Ag = 108; Mg = 24 - - -Hết- - Họ tên thí sinh: số báo danh: Chữ kí giám thị 1: Chữ kí giám thị 2: Câu HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 2010-2011 MÔN: HÓA HỌC Ý Hướng dẫn chấm - Các phương trình hóa học xảy là: to +) Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2 + H2O o t CaCO3 → CaO + CO2 +) Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2 Ca(HCO3)2 + H2SO4 → CaSO4 + 2H2O + CO2 +) Na2CO3 + CO2 + H2O → 2NaHCO3 +) Na2CO3 + Ca(OH)2 → CaCO3 + 2NaOH Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O +) Na2CO3 + BaCl2 → BaCO3 + 2NaCl (Nếu HS coi cho hỗn hợp vào dung dịch BaCl2 mà có thêm phương trình Na2CO3 + Ca(HCO3)2 → CaCO3 + 2NaHCO3 không cho điểm không cho “ vào dung dịch BaCl2 “) Lấy lượng vừa đủ mẫu hóa chất cho vào ống nghiệm riêng biệt đánh số thứ tự Nhỏ từ từ dung dịch phenolphtalein vào ống nghiệm chứa hóa chất nói trên, + Nếu ống nghiệm hóa chất làm phenolphtalein từ không màu chuyển màu hồng NaOH + Ống nghiệm lại tượng HCl, H2SO4, BaCl2 Na2SO4 Nhỏ từ từ vài giọt dung dịch có màu hồng vào ống nghiệm lại + Ống nghiệm làm màu hồng dung dịch axit HCl H2SO4.( Nhóm I) + Ống nghiệm không làm màu hồng dung dịch muối BaCl2 Na2SO4 ( Nhóm II) PTHH: NaOH + HCl → NaCl + H2O 2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O Nhỏ vài giọi dung dịch dung dịch nhóm I hai ống nghiệm chứa dung dịch nhóm II + Nếu tượng hóa chất HCl Chất lại nhóm I H2SO4 Nhỏ dung dịch H2SO4 vào hai ống nghiệm chứa hóa chất nhóm II - Nếu thấy ống nghiệm kết tủa trắng ống nghiệm chứa dung dịch BaCl2 - Ống nghiệm lại tượng hóa chất Na2SO4 + Nếu thấy ống nghiệm có kết tủa dung dịch nhóm I hóa chất H2SO4, ống nghiệm gây kết tủa BaCl2, ống nghiệm lại không gây kết tủa chứa hóa chất Na2SO4 Hóa chất lại nhóm I HCl PTHH: H2SO4 + BaCl2 → BaSO4 ( kết tủa trắng) + 2HCl Điểm 0.25đ 0.25đ 0.25đ 0.25đ 0.25đ 0.25đ 0.25đ 0.25đ Phương trình hóa học: 1500o C → C2H2 + 3H2 2CH4 lamlanh nhanh Pd / PbCO3 → C2H4 C2H2 + H2 to 0.25đ C2H4 + H2O → C H5OH ( rượu etylic) axit to men giam to 0.25đ → CH3COOH + H2O C2H5OH + O2 ( axit axetic) xt , p → (- CH2 – CH2 -)n (Poli etilen) CH2 = CH2 to H SO dac → CH3COOC2H5 + H2O C2H5OH + CH3COOH to ( etyl axetat) C2H4 + HCl → C2H5Cl ( etyl clorua) Ni → C2H6 (etan) C2H4 + H2 to 0.25đ 0.25đ Gọi công thức tổng quát Hidrocacbon CxHy ( x, y ∈ N ) y y to PTHH: CxHy + ( x + )O2 H2O → xCO2 + y Theo tỷ lệ thể tích CO2 : H2O = 1:1 ⇔ x : = 1:1 ⇒ y = x Vì chất khí có số nguyên tử C ≤ nên ta có ≤ x ≤ + Trường hợp 1: x = Công thức H-C C2H4 có CTCT CH2 = CH2 + Trường hợp 2: x = Công thức H-C C3H6 có công thức cấu tạo phù hợp là: CH2 =CH – CH3; + Trường hợp 3: x = Công thức H-C C4H8 có công thức cấu tạo phù hợp là: CH2=CH-CH2-CH3; CH3–CH=CH-CH3; CH2=C-CH3 | CH3 ; -CH3 a) Cho hỗn hợp A tan hết nước PTHH : 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 (1) 2Al +2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2 (2) Gọi x, y số mol Na, Al hỗn hợp A ( x, y>0) x ≥1 Theo PT 1, để hỗn hợp A tan hết nNa: nAl = y * 12,32 = 0,55(mol ) 22, ta có phương trình: 23x + 27y = 16,9(I) 1 Theo PT 1: nH = nNa = x (mol ) 2 3 Theo PT 2: nH = nAl = y (mol ) 2 Ta có PT: x + y = 0,55( II ) 2 Kết hợp I II ta có hệ: 23x + 27y = 16,9 x + y = 0,55 2 Giải hệ ta được: x = 0,5; y = 0,2 Vậy khối lượng Na = 0,5.23= 11,5(gam) Khối lượng Al = 0,2.27 = 5,4 (gam) Cho 16,9 gam A ( Na = 0,5 mol; Al = 0,2 mol) vào dung dịch HCl nHCl = 0,75 = 1,5 (mol) PTHH: 2Na + 2HCl → 2NaCl + H2 (3) 0.25đ 0.25đ 0.25đ 0.25đ 0.5đ b) Khi mA = 16,9 (gam) nH = 0.5đ 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 (4) Vì nHCl = 1,5 > nNa + 3nAl = 1,1 (mol) Vậy HCl phản ứng dư Ta có : nHCl dư = 1,5 - 1,1 = 0,4 (mol) Khi cho dung dịch KOH dung dịch sau phản ứng có kết tủa HCl hết: PTHH: KOH + HCl → KCl + H2O ( 5) 0,4 0,4 3KOH + AlCl3 → Al(OH)3 + 3KCl (6) 3a a a Có thể xảy : KOH + Al(OH)3 → KAlO2 + H2O (7) b b Trường hợp 1: không xảy phản ứng AlCl3 dư, KOH hết 7,8 = 0,1(mol ) a= 78 ⇒ nKOH = 0,4 + 0,3 = 0,7 (mol) 0, = 0,35M Vậy nồng độ dung dịch KOH là: CM = Trường hợp 2: Xảy phản ứng Sau phản ứng AlCl3 hết, sau pứ KOH hết Al(OH)3 dư = 0,1 (mol) ⇒ a = 0,2 ⇒ b = a – 0,1 = 0,1(mol) ⇒ nKOH = 0,4 + 3a + b = 1,1 (mol) mmuối = 0.25đ 0.25đ 0.25đ 1 nM = nx (mol) 2 nx(2M + 96)= Mx + 49nx Ta lại có C%muối = 23,68%, khối lượng muối = Ta có phương trình: Mx + 49nx = Giải PT ta được: M = 28n n M 0.25đ 0.25đ 1,1 = = 0,55M Vậy nồng độ dung dịch KOH là: CM Gọi hóa trị kim loại M phản ứng n ( ≤ n ≤ 3) PTHH: 2M + nH2SO4 → M2(SO4)n + nH2 (1) Gọi số mol M x nx Theo PT 1: nhidro = nH SO4 pu = nx ×120 = 0, 6nx (mol ) Vì dùng dư 20% so với lượng phản ứng ⇒ nH SO4 ban dau = ×100 98 × 0, 6nx ×100 = 294nx( gam) Khối lượng dung dịch H2SO4 dùng là: 20 Theo định luật bào toản khối lượng: nx × = Mx +293nx mdung dịch sau phản ứng = mkim loại + mdung dịch axit – mhidro = Mx + 294nx (gam) Theo PT: nmuối = 0.25đ 23, 68 (16,8 + 293nx) 100 23, 68 (Mx + 293nx) 100 56 84 (loại) (Fe) Vậy kim loại hóa trị II khối lượng mol = 56 sắt (Fe) Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp vào nước thu dung dịch 0.25đ 28 (loại) 0.25đ Cho từ từ dung dịch NaOH tới dư vào dung dịch chứa hỗn hợp Lọc lấy kết tủa, nung nhiệt độ cao tới khối lượng không đổi hỗn hợp hai oxit( FeO CuO) PTHH: CuCl2 + 2NaOH → Cu(OH)2 + 2NaCl FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2NaCl o t Cu(OH)2 → CuO + H2O to Fe(OH)2 → FeO + H2O Cho luồng khí H2 qua hỗn hợp oxit nung nóng đến khối lượng không đổi thu Fe Cu Cho Fe Cu vào dung dịch HCl dư đến phản ứng hoàn toàn thu chất rắn Cu Cô cạn dung dịch thu FeCl2 tinh khiết Đốt Cu khí clo dư thu Cl2 tih khiết PTHH: Fe + HCl → FeCl2 + H2 to Cu + Cl2 → CuCl2 2, 24 6, 72 = 0,1(mol ); nO2 = = 0,3(mol ) Theo ta có: nA = 22, 22, Khi đốt cháy phản ứng xảy hoàn toàn hỗn hợp ma thu CO2 H2O, giả sử CTTQ ba H-C CxHy y y to PTHH: CxHy + ( x + )O2 H2O → xCO2 + Cho toàn sản phẩm qua bình đựng H2SO4 đặc sau qua bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư H2O hấp thụ vào H2SO4 đặc ⇒ mH 2O = 4,14( gam) a CO2 hấp thụ vào bình Ca(OH)2 dư tạo kết tủa CaCO3 theo PT CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O 4,14 nH 2O = = 0, 23(mol ) 18 Ta có: 14 nCO2 = nCaCO3 = = 0,14(mol ) 100 Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố O cho phản ứng mO2 phan ung = mO (CO2 ) + mO ( H 2O ) 0.25đ 0.25đ 0.25đ 0.25đ 0.75đ ⇒ mO2 phan ung = 32 × nCO2 + 16 × nH 2O = 32 × 0,14 + 16 × 0, 23 = 8,16( gam) 8,16 = 0, 255(mol ) < 0,3 32 Vậy oxi dư, hỗn hợp H-C cháy hoàn toàn mhỗn hợp H-C = mC + mH = 0,14.12 + 0,23.2 = 2,14 (gam) 2,14 = 21, Vậy hỗn hợp A cómột H-C CH4.giả sử Ta có: MTB hỗn hợp A= 0,1 X có mol a ( a>0) Khi đốt dạng tổng quát có phương trình sau: 3n + to O2 CnH2n +2 + → nCO2 + (n +1)H2O (1) 3m to O2 CmH2m + → mCO2 + mH2O (2) Nhận thấy theo PT : nCn H n+2 = nH 2O − nCO2 ⇒ nO2 phan ung = b 0.5đ PT 2: nH 2O = nCO2 = nH 2O − nCO2 = 0, 23 − 0,14 = 0, 09(mol ) Vậy nCn H n+2 nCm H m = 0,1 − 0, 09 = 0, 01(mol ) Trường hợp 1: Nếu Y Z dạng CmH2m có số b c ( b, c>0) ⇒ a = 0,09; b + c = 0,01 ⇒ Vậy số mol CO2 = 0,09 + 0,01m = 0,14 ⇒ m = ( loại) 0.25đ Trường hợp 2: Vậy X ( CH4), Y (Cn H2n+2), Z ( CmH2m) với ≤ n, m ≤ ⇒ a + b = 0,09 ⇒ c = 0,01 Vậy số mol CO2 = a + nb + 0,01m = 0,14 Vì chất có số mol nhau: 0, 09 = 0, 045(mol ) Nếu: a = b = Ta có: 0,045 + 0,045n +0,01m = 0,14 4,5n + m = 9,5 (loại m ≥ ⇒ n ...Câu HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 2010 -2011 MÔN: HÓA HỌC Ý Hướng dẫn chấm - Các phương trình hóa học xảy là: to +) Ca(HCO3)2... H2O Nhỏ vài giọi dung dịch dung dịch nhóm I hai ống nghiệm chứa dung dịch nhóm II + Nếu tượng hóa chất HCl Chất lại nhóm I H2SO4 Nhỏ dung dịch H2SO4 vào hai ống nghiệm chứa hóa chất nhóm II - Nếu... vào dung dịch chứa hỗn hợp Lọc lấy kết tủa, nung nhiệt độ cao tới khối lượng không đổi hỗn hợp hai oxit( FeO CuO) PTHH: CuCl2 + 2NaOH → Cu(OH)2 + 2NaCl FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2NaCl o