Sau khi phản ứng kết thúc, hỗn hợp sản phẩm được làm bay hơi một cách cẩn thận, thu được 8,1 gam chất rắn khan.. Sau khi kết thúc phản ứng lại làm bay hơi hỗn hợp sản phẩm như lần trước,
Trang 1ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI
TRUNG HỌC CƠ SỞ MÔN HÓA NĂM
HỌC 2006-2007 (VÒNG 2)
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TRUNG HỌC
CƠ SỞ
MÔN THI : HÓA HỌC (Vòng 2)
ĐỀ THI CHÍNH THỨC Thời gian làm bài : 150 phút (không kể thời gian phát đề)
BẢNG A Ngày thi : 24 – 3 – 2007
(Đề thi có 2 trang)
Câu I : 4,25 điểm
1 Xác định A1 , A2 , A3 , A4 và viết phương trình phản ứng thực hiện chuyển hoá sau với đầy đủ điều kiện (mỗi mũi tên tương ứng với một phương trình phản ứng)
A1 A2 A3 A4 A2 A5 A6 A2
Cho biết A1 là thành phần chính của quặng Pirit sắt
2 Dùng phản ứng hoá học nào thì có thể loại A5 ra khỏi hỗn hợp A2 , A5 và loại HCl
ra khỏi hỗn hợp A2 , HCl
Câu II : 4,00 điểm
1 Có một loại oleum X trong đó SO3 chiếm 71% theo khối lượng Lấy a (gam) X
hoà tan vào b (gam) dung dịch H2SO4 c% được dung dịch Y có nồng độ d% Xác định công thức oleum X Lập biểu thức tính d theo a, b, c
2 Dùng 94,96 (ml) dung dịch H2SO4 5% (d = 1,035gam/ml) vừa đủ tác dụng hết với 2,8 gam chất X thu được muối Y và chất Z
X, Y, Z có thể là những chất nào ? Hãy giải thích cụ thể và viết phương trình phản ứng hoá học
Câu III : 4,25 điểm
1 Viết lại công thức phân tử và gọi tên các chất có thành phần cho dưới đây :
a/ H8N2CO3 b/ H4P2CaO8 c/ C2H2O6Ba d/ CH5NO3
2 Độ tan của CuSO4 ở 10oC và 80oC lần lượt là 17,4 gam và 55 gam Làm lạnh 300 gam dung dịch CuSO4 bão hoà ở 80oC xuống 10oC Tính số gam CuSO4.5H2O tách ra
3 Biết A, B, C là ba muối của ba axit khác nhau ; D và F đều là các bazơ kiềm ; thoả mãn phương trình phản ứng :
A + D → E + F + G
B + D → H + F + G
C + D → I + F + G
Hãy chọn A, B, C thích hợp; xác định D, F, G và viết các phương trình phản ứng
Trang 2Câu IV : 2,50 điểm
Hỗn hợp M gồm CuO và Fe2O3 có khối lượng 9,6 gam được chia làm hai phần bằng nhau
Phần 1 : cho tác dụng với 100ml dung dịch HCl, khuấy đều Sau khi phản ứng kết thúc, hỗn hợp sản phẩm được làm bay hơi một cách cẩn thận, thu được 8,1 gam chất rắn khan
Phần 2 : Cho tác dụng với 200ml dung dịch HCl đã dùng ở trên và khuấy đều Sau khi kết thúc phản ứng lại làm bay hơi hỗn hợp sản phẩm như lần trước, lần này thu được 9,2gam chất rắn khan
a) Viết các phương trình hóa học Tính nồng độ mol của dung dịch HCl đã dùng
b) Tính thành phần % về khối lượng của mỗi oxit trong hỗn hợp M
Câu V : 2,50 điểm
Biết A là chất rắn khan Cho m gam A vào dung dịch HCl 10% khuấy đều
được dung dịch B, (ở đây không thấy tạo kết tủa hoặc chất bay hơi) Trong dung dịch B, nồng độ HCl là 6,1% Cho NaOH vào dung dịch B để trung hòa hoàn toàn axit, được dung dịch C Cô cạn, làm bay hơi hết nước trong dung dịch C người ta thu được duy nhất muối NaCl khan có khối lượng là 16,03gam
Hãy cho biết A có thể là những chất nào ? Tìm m tương ứng.
Câu VI : 2,50 điểm
Hidrocacbon B có công thức CxH2x+2 (với x nguyên, x 1), có tính chất hóa học tương tự CH4
a) Hỗn hợp khí X gồm B và H2 có tỷ lệ thể tích tương ứng là 4:1 , đốt cháy hoàn toàn 12,2 gam hỗn hợp này thu được 23,4gam H2O Tìm công thức phân tử của hidro cacbon trên
b) Hỗn hợp khí Y gồm B, C2H4, H2 có thể tích 11,2 lit (đktc) đem đốt cháy hoàn toàn thu được 18 gam nước
- Xác định khối lượng mol hỗn hợp khí Y nặng hay nhẹ hơn CH4 ?
- Dẫn hỗn hợp khí Y qua xúc tác Ni nung nóng, sau phản ứng thu được 8,96 lit (đktc) hỗn hợp khí Z, hỗn hợp này không làm mất màu dung dịch brom Xác định thành phần % về thể tích của C2H4 trong Y
-HẾT -Ghi chú : Cho phép thí sinh sử dụng máy tính cá nhân và bảng HTTH các nguyên
tố hóa học Giáo viên coi thi không giải thích gì thêm.
Trang 3SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TRUNG HỌC CƠ SỞ
ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHÍNH THỨC MƠN THI : HĨA HỌC (Vịng 2) BẢNG A
Câu I : 4,25 điểm
1 Xác định A 1 , A 2 , A 3 và viết phương trình phản ứng thực hiện chuyển hoá :
A1 : FeS2 A2 : SO2 A3 : NaHSO3 A4 : Na2SO3 A5 : SO3 A6 : H2SO4
Phương trình phản ứng : 4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2
SO2 + NaOH → NaHSO3
NaHSO3 + NaOH → Na2SO3 + H2O
Na2SO3 + 2HCl → 2NaCl + SO2 + H2O
2SO2 + O2 2SO3
SO3 + H2O → H2SO4
2H2SO4 ( đặc ) + Cu CuSO4 + SO2 + 2H2O
Biểu điểm : + Xác định được A 1 …A 6 cho : 6 0,25 = 1,50 điểm
+Viết đúng 7 phương trình cho : 7 0,25 = 1,75 điểm
2 Dùng phản ứng hoá học để có thể loại A 5 ; HCl :
A2 : SO2 A5 : SO3
- Để loại SO3 ra khỏi hỗn hợp SO2 , SO3 ta dùng dung dịch H2SO4 dư hoặc dung dịch
Trang 4NaHSO3 dư SO3 bị hấp thụ hết , còn lại SO2
Phương trình phản ứng : H2SO4 + nSO3 → H2SO4.nSO3
hoặc : SO3 + H2O → H2SO4
H2SO4 + 2NaHSO3 → Na2SO4 + 2SO2 + 2H2O
- Để loại HCl ra khỏi hỗn hợp SO2 , HCl ta dùng dung dịch NaHSO3 dư HCl bị hấp thụ, còn lại SO2
Phương trình phản ứng : NaHSO3 + HCl → NaCl + SO2 + H2O
Biểu điểm : + Loại đúng mỗi chất, kể cả phương trình cho : 0,5.2 = 1,00 điểm
Câu II : 4,00 điểm
1/ Lập biểu thức tính d theo a, b, c :
Đặt công thức phân tử X là : H2SO4.nSO3
⇒ %SO3 = = 71 ⇒ n = 3⇒ X : H2SO4.3SO3
Phương trình phản ứng : H2SO4.3SO3 + 3H2O → 4H2SO4
Khối lượng dung dịch : m (dd) = (a + b) (gam)
Khối lượng H2SO4 : m (H2SO4) = (gam)
Nồng độ % H2SO4 trong dung dịch Y : ().= d
Biểu điểm : + Xác định đúng cơng thức X cho : = 0,50 điểm
+Lập biểu thức đúng cho : = 0,50 điểm
2/ Tìm X, Y, Z ; giải thích cụ thể và viết phương trình phản ứng hoá học :
Số mol H2SO4 = = 0,05 (mol)
Vì axit loãng (5%) nên X có thể là : kim loại, oxit bazơ, bazơ ⇒ Z : H2O hoặc H2
Phương trình phản ứng có thể :
(1) R2On + nH2SO4 → R2(SO4)n + nH2O
(2) 2R(OH)n + nH2SO4 → R2(SO4)n + 2nH2O
(3) 2R + nH2SO4 → R2(SO4)n + nH2
Theo (1) : số mol R2On = (mol) ⇒ M(R2On) = = 56n ⇒ R = 20n ⇒
n = 2 ; R = 40 ⇒ X : CaO ; Y : CaSO4 ; Z : H2O
Theo (2) : số mol R(OH)n = = (mol) ⇒ M([R(OH)n] = 28n
⇒ R = 11n ⇒ Vô nghiệm
Theo (2) : số mol R = = (mol) ⇒ M(R) = 28n ⇒
n = 2 ; R = 56 ⇒ X : Fe ; Y : FeSO4 ; Z : H2
Biểu điểm : + Xác định đúng X, Y, Z cho cả 2 trường hợp cho : 6 0,50 = 3,00 điểm
Câu III : 4,25 điểm
Trang 51 Viết lại công thức phân tử và gọi tên các chất có thành phần cho dưới đây :
a/ H8N2CO3 : (NH4)2CO3 Amoni cacbonat
b/ H4P2CaO8 : Ca(H2PO4)2 Canxi dihidrophotphat
c/ C2H2O6Ba : Ba(HCO3)2 Bari hiđrocacbonat
d/ CH5NO3 : NH4HCO3 Amoni hiđrocacbonat
Biểu điểm : + Xác định cơng thức và gọi tên đúng : 4 0,25 = 1,00 điểm
2/ Tính số gam CuSO 4 5H 2 O tách ra :
Ở 80oC, 300 gam dung dịch CuSO4 có :
mCuSO4 = = 106,45 (gam)
mH2O = 300 – 106,45 = 193,55 (gam)
Gọi x là khối lượng CuSO4.5H2O tách ra khi làm lạnh ⇒ ở 10oC, dung dịch bão hoà có : mCuSO4 = (106,45 – 0,64x) (gam)
mH2O = (193,55 – 0,36x) (gam)
Ta có : = ⇒ x = 126,04 (gam)
Biểu điểm : + Tính đúng số gam tinh thể tách ra cho : = 1,00 điểm
3 Chọn A, B, C thích hợp và viết phương trình phản ứng :
A, B, C : NaHCO3 ; NaHSO4 , NaHSO3 ( có thể dùng muối K )
Phương trình phản ứng : NaHCO3 + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + NaOH + H2O
NaHSO4 + Ba(OH)2 → BaSO4↓ + NaOH + H2O
NaHSO3 + Ba(OH)2 → BaSO3↓ + NaOH + H2O
Vậy D : Ba(OH)2 F : NaOH G : H2O
Biểu điểm : + Xác định được A, B, C, D, F, G cho : 6 0,25 = 1,50 điểm
+Viết đúng 3 phương trình cho : 3 0,25 = 0,75 điểm
Câu IV : 2,50 điểm
a Các phương trình hĩa học và nồng độ mol… :
Khối lượng của mỗi phần : 9,6/2 = 4,8gam
Vì 2 phần bằng nhau, nếu ở phần 2 tất cả oxit phản ứng hết (do lượng axit đủ hoặc dư) thì lượng chất rắn khan thu được phải bằng nhau
Theo đề bài, lượng chất rắn khơng bằng nhau, như vậy trong các lần đĩ hỗn hợp oxit chưa phản ứng hết hoặc một lần chưa phản ứng hết
Theo đề bài, ở phần 1 khối lượng oxit chưa bị hịa tan hết, tức axit đã tác dụng hết và thiếu axit để hịa tan hết lượng ơxit
Trang 6Gọi số mol CuO và Fe2O3 trong phần 1 đã phản ứng là x1, y1 ; số mol CuO và Fe2O3 chưa phản ứng là x2, y2 ; số mol CuCl2 và FeCl3 tạo thành ở phần 1 là là x1
và 2y1
Ta có : 80(x1 + x2) + 160(y1 + y2)= 4,8 (I)
80x2 + 160y2 + 135x1 + 2.162,5y1 = 8,1 (II) Giải (I) và (II) ta có : 55(x1 + 3y1) = 3,3 hay : x1 + 3y1 = 0,06 (*)
Theo phương trình (1), (2) ta có :
Số mol HCl phản ứng ở phần 1 là : 2(x1 + 3y1)
Thay (*) vào ta có số mol HCl phản ứng là : 2.0,06 = 0,12
Nồng độ mol của HCl là : 0,12/0,1 = 1,2M
Biểu điểm : + Xác định được nồng độ mol HCl cho : = 1,00 điểm
+Viết đúng 2 phương trình cho : 2 0,25 = 0,50 điểm
b Tính thành phần % các oxit…
Nếu lần thứ 2 các oxit cũng chưa tác dụng hết như lần 1 thì lượng axit đã tác dụng
hết và nồng độ axit tìm được cũng phải là 1,2M
cách giải tương tự như trên, phương trình (I) như trên, còn phương trình (III)
là :
80x2 + 160y2 + 135x1 + 2.162,5y1 = 9,2 (III) Giải hệ (I) và (III) tìm được : x1 + 3y1 = 0,08
Số mol HCl = 2.0,08 = 0,16
Nồng độ HCl là : 0,16/0,2 = 0,8M (khác 1,2M)
Điều này chứng tỏ lần 2 các oxit đã tác dụng hết Vì vậy lượng chất rắn khan
là khối lượng của hỗn hợp hai muối CuCl2 và FeCl3 do toàn bộ lượng oxit tạo nên
Gọi số mol CuO và Fe2O3 trong phần 2 là x và y
Giải hệ (IV) và (V) ta được : x = 0,02 và y = 0,02
Do đó thành phần % về khối lượng của các oxit trong hỗn hợp là :
%m của CuO = = 33,33%
%m của Fe2O3 = = 66,67%
Biểu điểm : + Xác định đúng % của 2 oxit cho : 2 0,50 = 1,00 điểm
Câu V : 2,50 điểm
Từ mNaCl = 16,03 số mol NaCl thu được là 0,274 mol
Chất A phải là hợp chất của natri, không thể là đơn chất vì khi Na tác dụng với dung dịch HCl giải phóng H2, trái với đề ra
Biểu điểm : + Xác định đượclà hợp chất của Na cho : =
Trang 70,25 điểm
+Tính đúng số mol NaCl cho : = 0,25 điểm
* Trường hợp 1 : Nếu chất A là NaOH, có khối lượng m gam :
NaOH + HCl NaCl + H2O (1)
Từ dung dịch HCl 10% ban đầu dung dịch B có HCl 6,1% dung dịch C có 0,274 mol NaCl
Số mol HCl ban đầu = số mol NaCl = 0,274 mol
mHCl = 0,274.36,5 = 10gam
khối lượng dung dịch HCl ban đầu : 10/0,1 = 100gam
Theo phương trình (1), ta có : m gam NaOH phản ứng với gam HCl
Khối lượng HCl còn trong dung dịch 6,1% là : (10 - )gam
Sau khi cho m gam NaOH vào 100g dung dịch HCl thu được (m + 100)gam dung dịch HCl 6,1% Vậy ta có : : (10 - ) : (m + 100) = 0,061
Giải ra ta có : m = 4,006gam NaOH
Biểu điểm : + Trường hợp 1 đúng cho = 0,75 điểm
* Trường hợp 2 : Nếu chất A là Na2O với khối lượng m gam, ta có :
Na2O + 2HCl 2NaCl + H2O (2)
Tương tự trên, ta có : Số mol HCl ban đầu = số mol NaCl = 0,274 mol
mHCl = 0,274.36,5 = 10gam
khối lượng dung dịch HCl ban đầu : 10/0,1 = 100gam
Theo phương trình (2), ta có : m gam Na2O phản ứng với gam HCl
Khối lượng HCl còn trong dung dịch 6,1% là : (10 - )gam
Vậy ta có : (10 - ) : (m + 100) = 0,061
Giải ra ta có : m = 3,15 gam Na2O
Biểu điểm : + Trường hợp 2 đúng cho = 0,50 điểm
* Trường hợp 3 : Nếu chất A là NaCl với khối lượng m gam, ta có :
Số mol HCl trong dung dịch 10% = số mol HCl trong dung dịch 6,1% = n1
Theo bài ra ta có : Số mol NaCl thu được = số mol HCl + số mol NaCl (ban đầu chất A)
Vì mHCl = 36,5.n1 khối lượng dung dịch HCl ban đầu là : = 365n1
khối lượng dung dịch B = 365n1 + m
Vậy ta có : = 0,061 (II)
Giải hệ (I) và (II), ta được : m = 12,82 gam NaCl
Biểu điểm : + Trường hợp 3 đúng cho = 0,50 điểm
Trang 8* Trường hợp 4: Trường hợp A là các chất khác như Na 2 CO 3 , NaHCO 3 , NaBr, NaNO 3 , NaH, Na 2 O 2 ,…đều không phù hợp vì khi cho vào dung dịch HCl thì hoặc tạo chất bay hơi, hoặc sau khi làm bay hơi nước không chỉ thu NaCl.
Biểu điểm : + Trường hợp 4 đúng cho = 0,25 điểm
Câu VI : 2,50 điểm
a) Phương trình hóa học :
CxH2x+2 + O2 xCO2+ (x + 1)H2O(1)
Số mol H2O = = 1,3
Đặt số mol CxH2x+2 và H2 trong X là a và b, ta có :
Theo (1) và (2) có : a(x + 1) + b = 1,3 (III)
Giải hệ (I), (II), (III) được : a = 0,4 ; b = 0,1 ; x = 2
Vậy công thức hiđrocacbon là : C2H6
Biểu điểm : + Phương trình đúng cho : 0,25 2 = 0,50 điểm
+ Công thức đúng cho = 0,50 điểm
b) Số mol Y = = 0,5 ; số mol H2O = 18/18 = 1
Đặt số mol C2H6 , C2H4 , H2 trong Y lần lượt là : n1 , n2 , n3, ta có :
Khối lượng mol trung bình của Y là :
Các phương trình hóa học : 2C2H6 + 7O2 4CO2 + 6H2O (3)
C2H4 + 3O2 2CO2 + 2H2O (4)
Theo (3), (4), (5) ta có : 3n1 + 2n2 + n3 = 1 (V)
Kết hợp (IV) vào (V), ta được : n1 = n3 (VI)
Thay (VI) vào (V), ta được : n1 = 0,25 – 0,5n2 (VII)
Thay (IV), (VI), (VII) vào (*) ta được :
MY = = 16 + 24n2
Khối lượng mol của CH4 là 16 Y nặng hơn CH4
Biểu điểm : + Xác định được khối M Y và kết luận đúng cho = 1,00 điểm
Khi cho hỗn hợp Y qua xúc tác, nung nóng xảy ra phản ứng :
Hỗn hợp Z không làm mất màu nước Brom, chứng tỏ trong Z không còn C2H4 Theo (6) thể tích giảm đi bằng thể tích C2H4 phản ứng và = 11,2 – 8,96 = 2,24lít
Trang 9Do đó % thể tích C2H4 trong Y = = 20%.
Biểu điểm : + Xác định% thể tích C 2 H 4 đúng cho = 0,50 điểm