PHỊNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HUYỆN ĐỨC PHỔ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP CẤP HUYỆN, NĂM HỌC 2014 – 2015 MƠN THI: HĨA HỌC Thời gian làm : 150 phút (khơng kể thời gian phát đề) Câu 1: (3,5 điểm) Chọn chất A, B, C thích hợp viết phương trình phản ứng (ghi rõ điều kiện phản ứng có) theo sơ đồ chuyển hố sau: (1) A ( 4) (5) ( 6) (7) (8 ) (2) B → CuSO4 → CuCl2 → Cu(NO3)2 → A → B → C (3) C Từ quặng pirit sắt, nước biển, khơng khí, viết phương trình điều chế chất: FeCl3, Fe(OH)3, Na2SO3 Ghi rõ điều kiện (nếu có) Câu 2: (2,0 điểm) Nung nóng Cu khơng khí, sau thời gian chất rắn A Hòa tan A H2SO4 đặc, nóng dung dịch B khí C Khí C tác dụng với dung dịch KOH thu dung dịch D Dung dịch D vừa tác dụng với dung dịch BaCl 2, vừa tác dụng với dung dịch NaOH B tác dụng với dung dịch KOH tạo kết tủa E Viết phương trình hóa học xảy thí nghiệm Câu 3: (3,5 điểm) Chỉ dùng q tím, phân biệt dung dịch đựng lọ riêng biệt sau: H2SO4, MgCl2, Ba(NO3)2, K2SO3, Na2CO3 K2S Cho từ từ dung dịch A chứa x mol HCl vào dung dịch B chứa y mol Na 2CO3 Sau cho hết A vào B dung dịch C Hỏi dung dịch C có chất gì? Bao nhiêu mol tính theo x, y ? Câu 4: (3,5 điểm) Cho 2,4 gam hỗn hợp A gồm Fe Cu tác dụng với 200ml lit dung dịch AgNO3 Sau phản ứng xảy hồn tồn thu dung dịch B 7,88 gam chất rắn C Cho B tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc kết tủa, nung khơng khí đến khối lượng khơng đổi thu 2,8 gam chất rắn a Tính phần trăm khối lượng kim loại hỗn hợp A b Tính nồng độ mol dung dịch AgNO3 Câu 5: (3.0 điểm) Hãy tìm cách tách lấy kim loại riêng biệt khỏi hỗn hợp rắn gồm: Na2CO3, BaCO3, MgCO3 Câu 6: (2,0) Ngun tử X có số hạt khơng mang điện 53,125% số hạt mang điện tổng số hạt ngun tử X 49 hạt Xác định ngun tố X Ngun tử Y có tổng số hạt 52 Số hạt mang điện nhiều số hạt khơng mang điện 16 Xác định số p, số n Y xác định ngun tố Y Câu 7: (2,5 điểm) Khử hồn tồn 3,12 gam hỗn hợp gồm CuO FexOy khí H2 nhiệt độ cao, sau phản ứng thu 2,32 gam chất rắn Hòa tan chất rắn vào 200 ml dung dịch H2SO4 lỗng (vừa đủ) có 0,672 lít khí (ở đktc) a) Tính nồng độ CM dung dịch H2SO4 dùng b) Xác định cơng thức FexOy (Ghi chú: Học sinh sử dụng bảng hệ thống tuần hồn ngun tố hóa học) -HẾT Giám thị coi thi khơng giải thích thêm PHỊNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HUYỆN ĐỨC PHỔ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP CẤP HUYỆN, NĂM HỌC 2014 – 2015 HƯỚNG DẪN CHẤM MƠN HĨA HỌC CÂU HƯỚNG DẪN CHẤM Hồn thành sơ đồ phản ứng (1) Cu(OH)2 + H2SO4 → CuSO4 + 2H2O (2) CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O (3) Cu + 2H2SO4 đ, nóng → CuSO4 + SO2↑+ 2H2O (4) CuSO4 + BaCl2 → BaSO4↓ + CuCl2 (5) CuCl2 + 2AgNO3 → 2AgCl↓ + Cu(NO3)2 (6) Cu(NO3)2 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ + 2NaNO3 Câu t (7) Cu(OH)2 → CuO + H2O t0 (8) CuO + H2 → Cu + H2O Viết PTHH điều chế FeCl3, Fe(OH)3, Na2SO3 t0 (1) 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 đpdd → H2↑ + Cl2↑ + 2NaOH (2) 2NaCl + 2H2O cómà ng ngă n Câu Câu t (3) Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O t0 (4) 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3 (5) FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3↓ + 3NaCl (6) SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O - Khi nung nóng Cu khơng khí xảy phản ứng: t0 2Cu + O2 → 2CuO - Vì A tác dụng với H 2SO4 đặc, nóng thu khí C nên chất rắn A có Cu dư Cu + 2H2SO4 đ, nóng → CuSO4 + SO2↑ + 2H2O CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O => Dung dịch B CuSO4 khí C SO2 - Khí C + KOH → dung dịch D Vì D vừa tác dụng với NaOH, vừa tác dụng với BaCl2 nên D chứa K2SO3 KHSO3: SO2 + 2KOH → K2SO3 + H2O SO2 + KOH → KHSO3 2KHSO3 + 2NaOH → K2SO3 + Na2SO3 + 2H2O K2SO3 + BaCl2 → BaSO3↓ + 2KCl - B + KOH: CuSO4 + 2KOH → Cu(OH)2↓ + K2SO4 Phân biệt dung dịch Trích mẫu thử sau dùng q tím để thử, ta có kết sau: - Nhận biết mẫu thử làm q tím hóa đỏ H2SO4 - Nhóm khơng làm đổi màu q tím : MgCl2, Ba(NO3)2 (nhóm 1) - Nhóm làm q tím đổi thành xanh là: K2SO3, Na2CO3, K2S (nhóm 2) - Dùng axit H2SO4 vừa nhận biết nhỏ vào mẫu thử nhóm nhóm Ở nhóm 1, mẫu thử xuất kết tủa trắng Ba(NO3)2, mẫu thử khơng có tượng MgCl2 ĐIỂM 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ CÂU HƯỚNG DẪN CHẤM Ba(NO3)2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2HNO3 - Ở nhóm 2, mẫu thử xuất chất khí mùi trứng thối K2S K2S + H2SO4 → K2SO4 + H2S↑ - Mẫu thử xuất khí mùi hắc K2SO3 K2SO3 + H2SO4 → K2SO4 + SO2↑ + H2O - Mẫu thử xuất khí khơng mùi Na2CO3 Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + CO2↑ + H2O Xác định chất dung dịch C theo x, y Khi cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch Na 2CO3, phản ứng xảy theo trình tự sau: HCl + Na2CO3 → NaCl + NaHCO3 (1) HCl + NaHCO3 → NaCl + CO2 + H2O (2) Xét trường hợp xảy ra: - Trường hợp 1: x = y => xảy phản ứng (1) NaHCO3 (xmol ) => dd C NaCl (xmol ) - Trường hợp 2: x < y => xảy phản ứng (1) dư Na2CO3 NaHCO3 (xmol) => dd C NaCl (xmol) Na CO (y- x)mol - Trường hợp 3: x = 2y => (1) (2) xảy vừa đủ => dd C: NaCl (2y = x) mol - Trường hợp 4: x > 2y => xảy (1) (2), HCl dư Câu HCl (x- 2y)mol => dd C NaCl (2ymol) - Trường hợp 5: y < x < 2y => (1) xong (2) xảy phần NaHCO3 (2y- x)mol => dd C NaCl (xmol) Gọi a = nFe; b = nCu hỗn hợp A Do Fe hoạt động hóa học mạnh Cu nên Fe phản ứng hết đến Cu phản ứng Giả sử Fe, Cu phản ứng hết, ta có phản ứng: Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag (1) amol → 2a mol Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag (2) bmol → 2b mol 56a + 64b = 2,4 => 64(a+b) > 56a + 64b => a + b > 2, = 0, 0375 64 => 2a + 2b > 0,075 Theo (1) (2), ta thấy mAg > 0,075.108 = 8,1(g) Nhưng theo đề: mAg = 7,88 < 8,1 (vơ lí) => A phản ứng khơng hết ĐIỂM 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ CÂU HƯỚNG DẪN CHẤM Vậy có hai trường hợp xảy ra: Trường hợp 1: Trong C có Fe dư Vì Fe dư nên Cu chưa phản ứng Gọi x số mol Fe phản ứng, ta có: Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag xmol → x mol 2xmol Ta thấy: khối lượng chất rắn sau phản ứng tăng: 7,88 - 2,4 = 2x.108 - 56x → x = 0,03425 Vậy dung dịch B gồm Fe(NO3)2 (0,03425mol) Ta có phản ứng: Fe(NO3)2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2NaNO3 0,03425mol → 0,03425mol t 4Fe(OH)2 + O2 → 2Fe2O3 + 4H2O 0,03425mol → 0,017125mol ĐIỂM => mFe O = 0, 017125.160 = 2, 74( g ) < 2,8( g ) (vơ lí) Trường hợp 2: Fe hết, Cu phản ứng phần: (1) (2) xảy Chất rắn C gồm Cu dư Ag Gọi số mol Cu phản ứng c mol Số mol Cu dư (b-c) mol Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag a mol → 2a mol → a mol → 2a mol Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag c mol → 2c mol → c mol → 2c mol => Dung dịch B gồm: Fe(NO3)2 (a mol) Cu(NO3)2 (c mol) Trong C: nAg = 2(a + c) mol; nCu dư = (b - c) mol Cho B tác dụng với dung dịch NaOH: Fe(NO3)2 + 2NaOH → Fe(OH)2↓ + 2NaNO3 amol → a mol Cu(NO3)2 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ + 2NaNO3 c mol → c mol t 4Fe(OH)2 + O2 2Fe2O3 + 4H2O → a mol 0,5a mol t Cu(OH)2 CuO + H2O → c mol → c mol 64(b − c) + 108.2(a + c) = 7,88 Ta có hệ PT sau: 56a + 64b = 2,4 80a + 80c = 2,8 0,25đ 0,25đ 0,25đ o 0,25đ 0,25đ o o a = 0,02 Giải hệ ta được: b = 0,02 c = 0,015 => %Fe = 0, 02 x56.100% = 46, 67% ; %Cu = 53,33% 2, 0,25đ 0,25đ 0,25đ 025đ CÂU HƯỚNG DẪN CHẤM n AgNO3 = 2(a + c) = 2.0,035 = 0,07(mol ) 0,07 CM AgNO = = 0,35M 0, - Hòa tan hỗn hợp vào nước, lọc → dung dịch Na2CO3 Cho dung dịch Na2CO3 tác dụng với dung dịch HCl vừa đủ, sau cạn dung dịch điện phân nóng chảy → Na Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2↑ + H2O đpnc → 2Na + Cl2 2NaCl Câu đpnc → Mg + Cl2 MgCl2 đpnc → Ba + Cl2 BaCl2 Theo đề: Câu Câu 2px = 49 – nx => px = ex = 16 Vậy X ngun tố lưu huỳnh (S) Ngun tố Y có: 2py + ny = 52 (1) ny = 2py – 16 (2) Từ (1) (2) => py = 17; ny = 18 Vậy Y clo (Cl) Các phương trình phản ứng: t0 CuO + H2 → Cu + H2O t FexOy + yH2 → xFe + yH2O 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ - Cho dung dịch lại sau lọc kết tủa Mg(OH) tác dụng với HCl vừa đủ Cộ cạn ta muối khan BaCl điện phân nóng chảy → Ba 2px + nx = 49 => 2px = 49 - nx nx %nx = x100 = 53,125% 49 − nx 0,25đ 0,25đ - Hòa tan hỗn hợp rắn BaCO 3, MgCO3 HCl vừa đủ → dung dịch chứa MgCl2 BaCl2 BaCO3 + 2HCl → BaCl2 + CO2↑ + H2O MgCO3 + 2HCl → MgCl2 + CO2↑ + H2O - Thêm dung dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch sau phản ứng → Mg(OH)2↓ MgCl2 + Ba(OH)2 → BaCl2 + Mg(OH)2↓ - Lọc kết tủa hòa tan vào axit HCl Cơ cạn dung dịch thu muối khan MgCl2 điện phân nóng chảy → kim loại Mg Mg(OH)2 + 2HCl → MgCl2 + 2H2O Ngun tố X có: ĐIỂM 0,25đ 0,25đ 0,25đ => nx = 17 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ (1) (2) Chất rắn gồm Cu Fe Khi hòa tan vào dung dịch H 2SO4 có Fe phản ứng: Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 (3) 0,672 nH = = 0,03mol 22,4 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ CÂU => CM H2SO4 HƯỚNG DẪN CHẤM 0,03 = = 0,15M 0,2 Theo (3) => nFe = 0,03mol Vậy khối lượng Fe sinh từ (2) là: mFe = 0,03 x 56 = 1,68 gam ĐIỂM 0,25đ 0,25đ => khối lượng Cu sinh từ (1) là: mCu = 2,32 – 1,68 = 0,64 gam => nCu = 0,64 = 0,01mol 64 0,25đ Theo (1) => nCuO = 0,01mol => mCuO = 0,8g => mFexOy = 2,32 gam 0,25đ Ta có: mFe = 1,68 gam => moxi FexOy = 2,32 – 1,68 = 0,64 gam 1,68 0,64 : => x : y = = : Vậy cơng thức oxit sắt Fe3O4 56 16 0,25đ 0,25đ Ghi chú: - HS giải tốn nhiều cách khác nên chấm cần vào làm HS Nếu HS làm lý luận chặt chẽ đạt điểm tối đa - Trong tốn, PTHH có liên quan đến phần tính tốn mà HS cân sai khơng cân khơng cho điểm phần kết mà cho điểm bước giải - Đối với PTHH, HS khơng cân bằng, cân sai, viết thiếu điều kiện, viết sai CTHH khơng tính điểm cho PTHH - Đối với tách chất (câu 5) HS khơng trình bày lời mà trình bày sơ đồ (có ghi PTHH minh họa) đạt điểm tối đa Nếu HS trình bày sơ đồ sai phần trừ điểm phần ... dng vi HCl va C cn ta c mui khan BaCl ri in phõn núng chy Ba 2px + nx = 49 => 2px = 49 - nx nx %nx = x100 = 53,125% 49 nx 0,25 0,25 - Hũa tan hn hp rn BaCO 3, MgCO3 HCl va dung dch cha MgCl2... 0,25 0,25 CU HNG DN CHM Ba(NO3)2 + H2SO4 BaSO4 + 2HNO3 - nhúm 2, mu th xut hin cht khớ mựi trng thi l K2S K2S + H2SO4 K2SO4 + H2S - Mu th xut hin khớ mựi hc l K2SO3 K2SO3 + H2SO4 K2SO4 + SO2... H2O ủpnc 2Na + Cl2 2NaCl Cõu ủpnc Mg + Cl2 MgCl2 ủpnc Ba + Cl2 BaCl2 Theo : Cõu Cõu 2px = 49 nx => px = ex = 16 Vy X l nguyờn t lu hunh (S) Nguyờn t Y cú: 2py + ny = 52 (1) ny = 2py 16