DE HSG HOA 9 CAP HUYEN 20142015

Trường: THCS Phượng Kỳ Người đề: PHÙNG VĂN PHONG Đề thi: Học sinh giỏi lớp Môn: Hóa học Mã đề: H-HSG9-12-PK Người đề (Kí, ghi rõ họ tên) Phùng Văn Phong Người duyệt đề (Kí, ghi rõ họ tên) Xác nhận nhà trường (Kí tên, đóng dấu) PHÒNG GD & ĐT TỨ KỲ TRƯỜNG THCS PHƯỢNG KỲ H-HSG9-12-PK ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HUYỆN LỚP Năm học: 2014 – 2015 MÔN: Hoá Học Thời gian làm bài: 90 phút (Đề gồm câu, trang) Câu 1(4 điểm): Nhiệt phân hoàn toàn hỗn hợp BaCO3, MgCO3, Al2O3 chất rắn A, khí D Hòa tan chất rắn A nước dư, thu dung dịch B kết tủa C Sục khí D (dư) vào dung dịch B thấy xuất kết tủa Hòa tan C dung dịch NaOH dư thấy tan phần Xác định A, B, C, D Viết phương trình phản ứng xảy Câu 2(4 điểm): Chỉ dùng dung dịch NaOH hãy nhận biết lọ không nhãn đựng riêng biệt từng dung dịch sau: K2CO3, (NH4)2SO4, MgSO4, Al2(SO4)3, FeSO4, Fe2(SO4)3 Viết phương trình phản ứng minh họa Hãy nêu giải thích phương trình phản ứng tượng xảy thí nghiệm sau: a Cho NaOH dư tác dụng với dung dịch FeCl2 Sau lấy kết tủa thu để lâu không khí b Cho viên Na vào cốc đựng dung dịch AlCl3 Câu 3(4 điểm): Bằng phương pháp hoá học tách chất NaCl, FeCl 3, AlCl3 khỏi hỗn hợp rắn mà không làm thay đổi khối lượng chất Viết đầy đủ các phương trình phản ứng xảy Có hỗn hợp chất sau: Al 2O3 Fe2O3 Hãy trình bày phương pháp hóa học để điều chế riêng kim loại: Al, Fe từ hỗn hợp Câu 4(4 điểm): Nung 25,28 gam hỗn hợp FeCO3 FexOy O2 dư tới phản ứng hoàn toàn, thu khí A 22,4 gam Fe2O3 Cho khí A hấp thụ hoàn toàn vào 400ml dung dịch Ba(OH)2 0,15M thu 7,88gam kết tủa 1) Viết phương trình phản ứng xẩy 2) Tìm công thức phân tử FexOy Câu 5(4 điểm): Hỗn hợp A có khối lượng 6,1g gồm CuO, Al2O3 và FeO Hòa tan hoàn toàn A cần 130ml dung dịch H2SO4 loãng 1M, thu được dung dịch B Cho dung dịch B tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc lấy kết tủa đen nung không khí đến khối lượng không đổi, được 3,2g chất rắn Tính khối lượng từng oxit A Cho: Na = 23 ; O = 16 ; H = ; Ba = 137 ; S = 32 ; Al = 27 ; C = 12 ; Cu = 64 ; Fe = 56 - Hết PHÒNG GD & ĐT TỨ KỲ TRƯỜNG THCS PHƯỢNG KY H-HSG9-12-PK Câu HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HSG HUYỆN LỚP Năm học: 2014 – 2015 MÔN: Hoá Học (Hướng dẫn chấm gồm trang) Đáp án + Nhiệt phân hỗn hợp, ta có PTPƯ: t BaCO3  → BaO + CO2 t MgCO3  → MgO + CO2 t Al2O3  → không Điểm 0,5 đ 0,5 đ 0 (4 điểm)  BaO  → Chất rắn A  MgO  Al O  0,5 đ Khí D: CO2 + Hòa tan A vào H2O dư, ta có PTPƯ: BaO + H2O → Ba(OH)2 MgO + H2O → không Al2O3 + Ba(OH)2 → Ba(AlO2)2 + H2O → d B : Ba ( AlO2 ) 2 (4 điểm)  MgO  Al2O3 (du ) Kết tủa C  + Khi cho dung dịch B tác dụng với CO2 dư: Ba(AlO2)2 + 2CO2 + 4H2O → 2Al(OH)3 ↓ + Ba(HCO3)2 + Hòa tan C vào dung dịch NaOH dư, ta có PTPƯ: MgO + NaOH → không Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O (Vì kết tủa C cho vào dung dịch NaOH dư có tan phần chứng tỏ C có Al2O3 dư; phần không tan MgO) Nhận biết: + Trích mẫu thử đánh số thứ tự 1, 2, 3, 4, 5, + Nhỏ từ từ dd NaOH dư vào mẫu thử - Nếu không hiện tượng là K2CO3 - Nếu xuất hiện khí mùi khai là (NH4)2SO4 2NaOH + (NH4)2SO4 → Na2SO4 + 2NH3 + 2H2O (mùi khai) - Nếu xuất kết tủa trắng không tan dd MgSO4 MgSO4 + 2NaOH → Mg(OH)2 ↓ + Na2SO4 - Nếu xuất kết tủa keo sau tan dần dd Al 2(SO4)3 Al2(SO4)3 + 6NaOH → 2Al(OH)3 + 3Na2SO4 Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O - Nếu xuất hiện kết tủa xanh lơ sau đó hóa nâu không khí là FeSO4 FeSO4 + 2NaOH → Fe(OH)2 + Na2SO4 (xanh lơ) 4Fe(OH)2 + O2 2H2O → 4Fe(OH)3 (xanh lơ) (nâu đỏ) - Nếu xuất hiện kết tủa nâu đỏ là Fe2(SO4)3 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ (4 điểm) Fe2(SO4)3 + 6NaOH → 2Fe(OH)3 + 3Na2SO4 (nâu đỏ) Nêu hiện tượng và giải thích: a + Ban đầu có kết tủa màu xanh lơ: 2NaOH + FeCl2 → Fe(OH)2 ↓ + 2NaCl (xanh lơ) + Để lâu không khí kết tủa màu xanh lơ dần chuyển sang màu nâu đỏ: 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3 b + Ban đầu viên Na tan dần đến hết, xuất khí không màu thoát ra, có kết tủa keo: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 ↑ 3NaOH + AlCl3 → Al(OH)3 ↓ + 3NaCl + Sau kết tủa keo tan dần tạo thành dung dịch: Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O Tách hỗn hợp: + Cho toàn hỗn hợp vào dd NH3 dư, có kết tủa tạo thành: AlCl3 + 3NH3 + 3H2O → Al(OH)3 ↓ + 3NH4Cl FeCl3 + 3NH3 + 3H2O → Fe(OH)3 ↓ + 3NH4Cl Còn NaCl không phản ứng + Tách riêng kết tủa nước lọc A (chứa NaCl NH4Cl) + Cho kết tủa vào NaOH dư, Al(OH)3 tan hết phản ứng: Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O + Lọc lấy chất rắn không tan Fe(OH)3 cho tác dụng hết với dung dịch HCl cô cạn, ta FeCl3 tinh khiết: Fe(OH)3 + 3HCl → FeCl3 + 3H2O + Sục khí CO2 dư vào dung dịch NaAlO2 lại: NaAlO2 + CO2 + H2O → Al(OH)3 ↓ + NaHCO3 + Lọc lấy Al(OH)3 cho tác dụng với dung dịch HCl cô cạn, ta thu AlCl3 tinh khiết: Al(OH)3 + 3HCl → AlCl3 + 3H2O + Cô cạn dung dịch A, ta thu NaCl tinh khiết do: t NH4Cl  → NH3 ↑ + HCl ↑ Điều chế kim loại Al, Fe: + Hòa tan oxit vào NaOH dư, Al2O3 tan hết phản ứng: Al2O3 + NaOH → NaAlO2 + H2O + Lọc lấy chất rắn không tan Fe2O3 đem nung nóng đỏ cho luồng khí H2 qua, ta Fe tinh khiết: t Fe2O3 + 3H2  → 2Fe + 3H2O + Sục khí CO2 dư vào dung dịch NaAlO2 lại: NaAlO2 + CO2 + H2O → Al(OH)3 ↓ + NaHCO3 + Lọc lấy Al(OH)3 đem nung nhiệt độ cao, ta Al2O3: t 2Al(OH)3  → Al2O3 + 3H2O + Điện phân nóng chảy Al2O3 có mặt criolit, ta thu Al tinh khiết: dpnc 2Al2O3  → 4Al + 3O2 0,25 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,5 đ 0.5đ 0 0,5đ 0,25đ 0,25đ + Đặt: (4 điểm)  nFeCO3 = a( mol ) ⇒ 116.a + b.(56 x + 16 y ) = 25, 28   nFexOy = b(mol ) ⇔ 116.a + 56.bx + 16.by = 25,28 (*) + Các PTHH: t FeCO3  → FeO + CO2 amol amol amol t 4FeO + O2  → 2Fe2O3 0 0,25 đ (1) 0,25 đ (2) 0,25 đ a mol t0 4FexOy + (3x – 2y)O2  → 2xFe2O3 bx bmol mol Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3 ↓ + H2O amol (3) 1mol 1mol 1mol Có thể có: Ba(OH)2 + 2CO2 → Ba(HCO3)2 1mol 2mol nBa (OH ) = CM Vd = 0,15.0, = 0, 06(mol ) + Ta có: (4) 0,25 đ (5) 0,25 đ 0,25 đ m 7.88 nBaCO3 = = = 0, 04(mol ) M 197 m 22, nFexOy = = = 0,14(mol ) M 160 a bx + = 0,14(mol ) + Theo PTHH (2) (3): 2 ⇔ a + bx = 0, 28 (2*) + Vì: nBa ( OH )2 > nBaCO3 nên có trường hợp xảy ra: 0,25 đ a TH1: Chỉ xảy phản ứng (4), tức là: Ba(OH)2 dư = 0,06 – 0,04 = 0,02 (mol) Và CO2 hết - Theo PTHH (1) (4): nCO = nBaCO = 0, 04( mol ) Hay: a = 0,04 (3*) thay vào (2*) ta được: bx = 0,24 (4*) thay vào (*) ta được: by = 0,59 (5*) 0,25 đ 0,25 đ bx 0, 24 = - Lấy (4*) chia cho (5*) ta được: by 0,59 x 24 ⇔ = y 59 0,25 đ 0,25 đ → Loại b TH2: Xảy phản ứng (4) (5): Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3 ↓ + H2O 0,04mol 0,04mol 0,04mol Ba(OH)2 + 2CO2 → Ba(HCO3)2 0,02mol 0,04mol (4) (5) 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ → nCO2 = 0, 04 + 0, 04 = 0, 08( mol ) ⇒ a = 0, 08 (6*) thay vào (2*) ta được: bx = 0,2 by = 0,3 (7*) thay vào (*) ta được: (8*) 0,25 đ Lấy (7*) chia cho (8*) ta được: bx 0, x x = = ⇔ = → by 0,3 y y = 0,25 đ Vậy công thức oxit sắt là: Fe2O3  nCuO = a (mol )  ⇒ 80a + 102b + 160c = 6,1( g ) (*) + Đặt: nAl2O3 = b(mol )   nFeO = c(mol ) + Ta có: nH SO4 = CM Vd = 1.0,13 = 0,13(mol ) (4 điểm) + Hòa tan A bằng dd H2SO4 loãng ta có PTPƯ: CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O (1) amol amol amol → Al2O3 + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2O (2) bmol 3bmol bmol FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2O (3) cmol c(mol) c(mol) + Theo PTPƯ (3), (4), (5) ta có: a + 3b + c = 0,13 (mol) (**) CuSO4 = a (mol )  + Trong dd B:  Al2 ( SO4 )3 = b(mol )  FeSO = c(mol )  + Khi cho dd B tác dụng với dd NaOH dư ta có PTPƯ: CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2 ↓ + Na2SO4 (4) amol amol → Al2(SO4)3 + 8NaOH 2NaAlO2 + 3Na2SO4 + 4H2O (5) FeSO4 + 2NaOH → Fe(OH)2 ↓ + Na2SO4 (6) cmol cmol + Khi nung kết tủa, ta có PTPƯ: t Cu(OH)2  (7) → CuO + H2O amol amol t 4Fe(OH)2 + O2  (8) → 2Fe2O3 + 4H2O 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ c mol cmol + Theo PTPƯ (4), (5), (6), (7), (8): 80.a + 160.c = 3,2(g) (***) + Giải hệ (*), (**), (***) ta được:  a = 0, 02mol  b = 0, 03mol c = 0, 02mol  + Vậy: mCuO = n.M = 0, 02.80 = 1, 6( g ) mAl2O3 = n.M = 0, 03.102 = 3, 06( g ) mFeO = n.M = 0, 02.72 = 1, 44( g ) - Hết - 0,25 đ 0,25 đ 0,5 đ