Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 9

ĐỀ Câu 1: (4,0 điểm) Cho hỗn hợp X gồm Mg, Fe 2O3 Al2O3 tác dụng với dung dịch CuSO4 (dư), sau phản ứng thu dung dịch Y chất rắn Z Cho toàn Z tác dụng với dung dịch HCl (dư), sau phản ứng thu dung dịch A phần không tan B Hoà tan B dung dịch H 2SO4 đặc, nóng (dư) thu khí C Hấp thụ khí C vào dung dịch Ba(OH)2 thu kết tủa D dung dịch F Cho dung dịch KOH (dư) vào dung dịch F lại thấy xuất kết tủa D Cho từ từ dung dịch KOH đến dư vào dung dịch A, kết tủa G Hãy viết phương trình hoá học phản ứng xảy Đốt cháy hoàn toàn 13,2 gam hỗn hợp gồm hai hợp chất hữu cơ: A (C nH2nO) B (CnH2n+2O), thu 29,7 gam CO2 Tìm công thức phân tử A, B viết công thức cấu tạo mạch hở có chúng Câu 2: (4,0 điểm) Viết phương trình hoá học hoàn thành sơ đồ phản ứng sau: (1) (2) (3) (4) (5) (6) Rượu etylic  → axit axetic  → natri axetat  → metan  → axetilen  → etilen  → PE (7) vinyl clorua (8) → PVC Hòa tan hết 17,2 gam hỗn hợp X gồm Fe oxit sắt vào 200 gam dung dịch HCl 14,6% thu dung dịch A 2,24 lít khí H2 (đktc) Thêm 33,0 gam nước vào dung dịch A dung dịch B Nồng độ phần trăm HCl dung dịch B 2,92% Mặt khác, hòa tan hết 17,2 gam hỗn hợp X vào dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu V lít khí SO2 (đktc) a) Xác định công thức hóa học oxit sắt hỗn hợp X b) Tính khoảng giá trị V? Câu 3: (4,0 điểm) Hòa tan 2,16 gam hỗn hợp Y gồm Na, Fe Al vào nước (dư), thu 0,448 lít khí H thoát (đktc) lượng chất rắn không tan Tách lượng chất rắn cho phản ứng hết với 60 ml dung dịch CuSO4 1M thu 3,2 gam đồng kim loại dung dịch A Tách lấy dung dịch A cho phản ứng với lượng vừa đủ dung dịch NaOH để thu kết tủa lớn Lọc kết tủa đem nung nhiệt độ cao không khí đến khối lượng không đổi thu chất rắn B a) Xác định % khối lượng kim loại hỗn hợp Y b) Tính khối lượng chất rắn B Đốt cháy hoàn toàn 44,4 gam hỗn hợp X gồm ba axit: CH 3COOH, CnHmCOOH HOOCCOOH, thu 21,6 gam H2O a gam CO2 Mặt khác, cho 44,4 gam hỗn hợp X phản ứng hoàn toàn với NaHCO3 (dư) thu 16,8 lít khí CO2 (đktc) Tính giá trị a? Câu 4: (4,0 điểm) Cho 5,04 lít hỗn hợp khí A (đktc) gồm C2H2 H2 qua xúc tác Ni đun nóng, sau phản ứng thu hỗn hợp khí B gồm hiđrocacbon có tỉ khối so với H2 14,25 a) Xác định khối lượng trung bình A b) Cho hỗn hợp khí B phản ứng hoàn toàn với dung dịch Br (dư) Tính số mol Br2 tham gia phản ứng Hấp thụ hoàn toàn V lít khí CO (đktc) vào 100 ml dung dịch gồm K 2CO3 0,2M KOH 1,4M, sau phản ứng xảy hoàn toàn thu dung dịch X Cho toàn X tác dụng với dung dịch BaCl2 (dư), thu 11,82 gam kết tủa Tính giá trị V? Câu 5: (4,0 điểm) Trong phòng thí nghiệm có dung dịch đựng lọ riêng biệt bị nhãn: KCl, Al(NO 3)3, NaOH, MgSO4, ZnCl2, AgNO3 Dùng thêm thuốc thử, nhận biết dung dịch Viết phương trình phản ứng (nếu có) Hòa tan 2,56 gam kim loại đồng vào 25,20 gam dung dịch HNO nồng độ 60% thu dung dịch A Thêm 210 ml dung dịch NaOH 1M vào dung dịch A Sau phản ứng kết thúc, đem cô cạn hỗn hợp thu chất rắn X Nung X đến khối lượng không đổi 17,40 gam chất rắn Y Tính nồng to to độ % chất dung dịch A Biết: 2NaNO  → 2NaNO2 + O2; 2Cu(NO3)2  → 2CuO + 4NO2 + O2 - Hết -HƯỚNG DẪN CHẤM HDC ĐỀ CHÍNH THỨC Câu (4,0 1.1 (3,0 điểm) điểm) X + dd CuSO4 dư  → dd Y + chất rắn Z: Mg + CuSO4 → MgSO4 + Cu Dung dịch Y gồm MgSO4 CuSO4 dư Chất rắn Z gồm Cu, Fe2O3 Al2O3 Cho Z tác dụng với dung dịch HCl dư: Al2O3 + 6HCl  Fe2O3 + 6HCl  → 2AlCl3 + 3H2O; → 2FeCl3 + H2O Cu + 2FeCl3  → 2FeCl2 + CuCl2 Do HCl dư nên Al2O3, Fe2O3 tan hết, chất rắn B Cu dư B + H2SO4 đặc, nóng, dư  → khí B SO2 to Cu + 2H2SO4  → CuSO4 + SO2 ↑ + H2O Sục SO2 vào dd Ba(OH)2: → BaSO3 ↓ + H2O; BaSO3 + SO2 + H2O  → Ba(OH)2 + SO2  Ba(HSO3)2 Kết tủa D BaSO3, dd F chứa Ba(HSO3)2 dd F + dd KOH dư: → BaSO3 ↓ + K2SO3 + 2H2O Ba(HSO3)2 + 2KOH  dd A + dd KOH dư: → KCl + H2O; → Cu(OH)2 ↓ HCl + KOH  CuCl2 + 2KOH  + 2KCl → Fe(OH)2 ↓ + 2KCl; AlCl3 + 3KOH  → Al(OH)3 ↓ FeCl2 + 2KOH  + 3KCl Al(OH)3 +KOH  → KAlO2 + 2H2O Kết tủa G gồm: Cu(OH)2, Fe(OH)2 (4 điểm) Mỗi PTHH cho 0,25đ (trừ phản ứng HCl với KOH) 1.2 Gọi số mol A, B x, y mol ⇒ (14n+16)x + (14n + 18)y = 13,2 ⇒ 14nx+16x + 14ny + 18y = 13,2 (*) 29, = 0, 675 mol (**) 44 Từ (*) (**) ⇒ 16x + 18y = 13,2 - 14 x 0,675 = 3,75 ⇒ 16(x+y) nFe (3) = 0,1 - x t (3) (4) = (0,1 − x ) + → có pt: (0,1 − x) + 0,05 = x => x = 2 n →∑ Fe2 ( SO4 ) 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,05 0,25 0,25 0,05 = 3 0,05 + 0,05 = 0,05 (mol) Khi nSO2 = V => SO2 = 0,05 22,4 = 1,12 (lít) Vậy khoảng giá trị nhận giá trị V là: 1,12 ≤ V ≤ 3,92 nFe (3) = 0,1 - Câu (4,0 3.1 điểm) - Gọi 2,16 gam hỗn hợp có x mol Na, y mol Al n H2 = 0, 448 : 22, = 0, 02 mol 0,5đ (4 điểm) nCuSO4 = 0,06.1= 0,06mol; nCuSO4 pu = nCu=3,2:64 = 0,05 mol ⇒ nCuSO du = 0,06 - 0,05 = 0,01mol PTHH: (1) 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 x x 0,5x (mol) → 2Al + 2H2O + 2NaOH 2NaAlO2 + 3H2 (2) x x x 1,5x (mol) 2Al + 3CuSO4 → 2Al2(SO4)3 + 3Cu (3) (y-x) 1,5(y-x) (y-x) 1,5(yx) (mol) Fe (4) + CuSO4 → FeSO4 + Cu a) Giả sử không xảy phản ứng (3) ⇒ chất rắn Fe Theo (4) nFe= nCu = 0,05 mol ⇒ mFe= 0,05.56 = 2,8 gam > 2,16 (không phù hợp đề bài) Vậy có xảy phản ứng (3) CuSO4 dư nên Al Fe phản ứng hết theo (3) (4) Theo (1) (2): n H2 = 0,5x + 1,5x = 0, 02 mol ⇒ x = 0,01 Theo (3): nAl(3) = y - 0,01 mol n CuSO4 =1,5 ( y − 0, 01) mol Theo (4): n Fe = n CuSO4 (4) = 0, 05 − 1,5 ( y − 0, 01) mol Ta có : mNa + mAl + mFe = 23.0,01 + 27y + 56[0,05-1,5(y - 0,01)] = 2,16 ⇒ y = 0,03 ⇒ hỗn hợp ban đầu: mNa = 23.0,01 = 0,23 gam mAl = 27.0,03 = 0,81 gam mFe = 2,16 - 0,23 -0,81 = 1,12 gam Vậy: 0,23 0,81 %m Na = 100%=10,65%; %m Al = 100%=37,5% 2,16 2,16 1,12 %m Na = 100%=51,85% 2,16 0,5đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ b) Trong dung dịch A có: n Al2 (SO4 )3 = 0,03- 0,01= 0,02 mol n CuSO4 du = 0,01mol n FeSO4 = n Fe =1,12:56 = 0,02 mol Ta có sơ đồ CuSO4 → Cu(OH)2 → CuO gam ⇒ mCuO = 0,01.80 = 0,8 1,0đ 2FeSO4 → 2Fe(OH)2 → 2Fe(OH)3 → Fe2O3 ⇒ 0, 02 m Fe2O3 = 160 = 1, gam Al2(SO4)3 → 2Al(OH)3 → Al2O3 0, 02 ⇒ m Al O3 = 102 = 1, 02 gam Vậy mB = 0,8 + 1,6 + 1,02 = 3,24 gam 3.2 Gọi 44,4 gam X có x mol CH3COOH, y mol CnHmCOOH z mol HOOC-COOH PTHH CH3COOH + NaHCO3 → CH3COONa + CO2 + H2O (1) mol: x x CnHmCOOH + NaHCO3 → CnHmCOONa + CO2 + H2O (2) mol: y y HOOC-COOH + 2NaHCO3 → NaOOC-COONa + 2CO2 + 2H2O (3) mol: z 2z Theo (1), (2) (3): nCO2 = x + y + z = - n H2O = 0,25đ 0,25đ 0,25đ 16,8 = 0, 75 mol 22, 21,6 =1,2 mol ⇒ n H = 2n H2O = 2,4 mol 18 - Bảo toàn nguyên tố oxi: n O =2n CH3COOH +2n Cn Hm COOH +4n HOOC-COOH 0,5đ 0,25đ =2x+2y+4z =2.0,75=1,5 mol - ĐLBT khối lượng: mX = mC + mH + mO = 44, gam ⇒ nC = ⇒ nCO2 44, − 2, − 1,5.16 = 1,5 mol 12 = nC = 1,5 mol Vậy a = 1,5.44= 66 gam Câu (4,0 4.1 điểm) a) Hỗn hợp B gồm C2H2; C2H4; C2H6 Gọi công thức chung B C2 H x d B/H = 14,25 => MB = 14,25 x = 28,5 (4 điểm) => 24 + x = 28,5 => x = 4,5 Giả sử có mol B => mB = 28,5 gam Ni → C2H4,5 (1) PTHH: C2H2 + 1,25H2  t0 1,25 ĐLBT khối lượng: mA = mB = 28,5 gam mà nA = 2,25 mol => 28,5 38 MA = = ≈ 12,67 2,25 5,04 =0,225(mol) 22,4 Từ (1) => nB = 0,1 (mol) PTHH C2H4,5 + Br2  → C2H4,5Br1,5 theo (2): nBr2 = 0,1.0, 75 = 0, 075 mol 1,0đ b) Theo ra: n A = (2) 1,0đ 4.2 Ta có: n K 2CO3 =0,1.0,2=0,02 (mol); n KOH = 0,1.1,4 = 0,14 (mol) PTHH CO2 + 2KOH → K2CO3 + H2O (1) → Có thể có: CO2 + K2CO3 + H2O 2KHCO3 (2) BaCl2 + K2CO3 → BaCO3 + 2KCl (3) 0,25đ 11,82 = 0,06 mol> n K 2CO3 ban ®Çu = 0,02 mol 197 ⇒ Có hai trường hợp xảy 0,25đ - TH1: không xảy phản ứng (2) Theo (1): n CO2 = n K 2CO3 (3) - n K 2CO3 b® = 0,06 -0,02 = 0,04mol ⇒ V=0,04.22,4=0,896 lit 0,5đ - TH2: có xảy phản ứng (2) 0,14 = 0, 07 mol Theo (1): nCO2 (1) = nK2CO3 (1) = nKOH = 2 ⇒ nK 2CO3 p­ ë (2) = nK 2CO3 (1) + nK 2CO3 b® − nK2CO3 (3) = 0, 07 + 0, 02 − 0, 06 = 0, 03 mol 0,5đ Theo (3): n K 2CO3 (3) = n BaCO3 = Theo (2): nCO2 (2) = nK2CO3 (2) = 0, 03mol ⇒ V = (0,07 + 0,03).22,4 = 2,24 lit Câu (4,0 Dùng phenolphtalein nhận biết dung dịch: KCl, Al(NO3)3, NaOH, điểm) MgSO4, ZnCl2, AgNO3 ∗ Lần lượt nhỏ vài giọt phenolphtalein vào dung dịch mẫu thử - Nhận dung dịch NaOH xuất màu hồng ∗ Lần lượt cho dung dịch NaOH vào dung dịch mẫu thử lại: - Dung dịch AgNO3 có kết tủa màu nâu: → AgOH ↓ + NaNO3 AgNO3 + NaOH  → Ag2O + H2O + 2NaNO3 AgNO3 + 2NaOH  - Dung dịch MgSO4 có kết tủa trắng: 0,5đ (4 điểm) Nhận biết chất cho 0,5đ → Mg(OH)2 ↓ + Na2SO4 MgSO4 + 2NaOH  - Các dung dịch Al(NO3)3, ZnCl2 có chung tượng tạo kết tủa trắng, tan dung dịch NaOH (dư) → Al(OH)3 ↓ + 3NaCl AlCl3 + 3NaOH  → NaAlO2 + 2H2O Al(OH)3 ↓ + NaOH  → Zn(OH)2 ↓ + 2NaNO3 Zn(NO3)2 + 2NaOH  → Na2ZnO2 + 2H2O Zn(OH)2 ↓ + 2NaOH  - Dung dịch KCl tượng - Dùng dung dịch AgNO3 nhận dung dịch ZnCl2 tạo kết tủa trắng → 3AgCl ↓ + Zn(NO3)2 3AgNO3 + ZnCl2  - Còn lại dung dịch Al(NO3)3 5.2 nCu = 0,04 mol; nNaOH = 0,21 mol; n HNO3 = 0, 24 mol Dung dịch A có Cu(NO3)2, có HNO3 Ta có: Cu(OH) CuO   + dd NaOH t ddA  →  NaNO3  →  NaNO cô can có thê có NaOH hoac Cu(NO ) có thê có NaOH du   PTHH: NaOH + HNO3 → NaNO3 + H2O 2NaOH + Cu(NO3)2 →Cu(OH)2 + 2NaNO3 0,08 0,04 0,04 0,08 mol to → 2NaNO2 + O2 2NaNO3  to → CuO + H2O Cu(OH)2  Gọi số mol NaNO2 chất rắn sau nung x Theo bảo toàn nguyên tố ta có: nCuO = 0, 04 mol; nNaOH dư = 0,21-x mol ⇒ mY = 80 0,04 + 69x + 40(0,21 - x) = 17,4 gam ⇒ x = 0,2 ⇒ n NaNO2 = 0, mol nHNO3 dư = 0,2– 0,08 = 0,12mol nHNO3 phản ứng = 0,24–0,12 = 0,12mol  n H 2O n HNO m =2 =0,06 mol => mkhí= mCu + H 2O = 1,08g m HNO - mCu(NO ) - m H O = 2,56+7,56-7,52-1,08 = 1,52g 3 2 0,25đ 0,25đ Trong dung dịch A có: n Cu ( NO3 ) = n Cu = 0, 04 mol n HNO3 du = 0, 24 − 0,12 = 0,12 mol 0,25đ mdd A = 2,56 + 25,2 – mkhí = 26,24 gam Vậy dung dịch A có: 0,12.63 C% HNO3 du = 100%= 28,81% 26, 24 0, 04.188 C% Cu ( NO3 ) = 100%=28, 66% 26, 24 0,25đ Điểm toàn (20 điểm)