Đ.A HSG Hóa THCS.V2. Khánh Hòa 2006-2007

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TRUNG HỌC CƠ SỞ KHÁNH HÒA NĂM HỌC 2006-2007 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 A 1 , A 2 , A 3 , A 4 . . . 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). A 1  → + o tO , 2 A 2 ↑  → + ddNaOH A 3  → + ddNaOH A 4  → ddHCl A 2  → + o txtO ,, 2 A 5  → + OH 2 A 6  → + Cu A 2 Cho biết A 1 là thành phần chính của quặng Pirit sắt. 2. Dùng phản ứng hoá học nào thì có thể loại A 5 ra khỏi hỗn hợp A 2 , A 5 và loại HCl ra khỏi hỗn hợp A 2 , HCl. Câu II : 4,00 điểm 1. Có một loại oleum X trong đó SO 3 chiếm 71% theo khối lượng. Lấy a (gam) X hoà tan vào b (gam) dung dịch H 2 SO 4 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 H 2 SO 4 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/ H 8 N 2 CO 3 b/ H 4 P 2 CaO 8 c/ C 2 H 2 O 6 Ba d/ CH 5 NO 3 2. Độ tan của CuSO 4 ở 10 o C và 80 o C lần lượt là 17,4 gam và 55 gam. Làm lạnh 300 gam dung dịch CuSO 4 bão hoà ở 80 o C xuống 10 o C. Tính số gam CuSO 4 .5H 2 O 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. Câu IV : 2,50 điểm Hỗn hợp M gồm CuO và Fe 2 O 3 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 C x H 2x+2 (với x nguyên, x ≥ 1), có tính chất hóa học tương tự CH 4 a) Hỗn hợp khí X gồm B và H 2 có tỷ lệ thể tích tương ứng là 4:1 , đốt cháy hoàn toàn 12,2 gam hỗn hợp này thu được 23,4gam H 2 O. Tìm công thức phân tử của hidro cacbon trên. b) Hỗn hợp khí Y gồm B, C 2 H 4 , H 2 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 CH 4 ? - 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 C 2 H 4 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. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TRUNG HỌC CƠ SỞ KHÁNH HỊA NĂM HỌC 2006-2007 ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHÍNH THỨC MƠN THI : HĨA HỌC (Vòng 2) BẢNG A Câu I : 4,25 điểm 1. Xác đònh A 1 , A 2 , A 3 . . . và viết phương trình phản ứng thực hiện chuyển hoá : A 1 : FeS 2 A 2 : SO 2 A 3 : NaHSO 3 A 4 : Na 2 SO 3 A 5 : SO 3 A 6 : H 2 SO 4 Phương trình phản ứng : 4FeS 2 + 11O 2  → o t 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 ↑ SO 2 + NaOH → NaHSO 3 NaHSO 3 + NaOH → Na 2 SO 3 + H 2 O Na 2 SO 3 + 2HCl → 2NaCl + SO 2 ↑+ H 2 O 2SO 2 + O 2  → o tOV , 52 2SO 3 SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 2H 2 SO 4 ( đặc ) + Cu  → o t CuSO 4 + SO 2 ↑ + 2H 2 O 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 : A 2 : SO 2 A 5 : SO 3 - Để loại SO 3 ra khỏi hỗn hợp SO 2 , SO 3 ta dùng dung dòch H 2 SO 4 dư hoặc dung dòch NaHSO 3 dư. SO 3 bò hấp thụ hết , còn lại SO 2 . Phương trình phản ứng : H 2 SO 4 + nSO 3 → H 2 SO 4 .nSO 3 hoặc : SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 H 2 SO 4 + 2NaHSO 3 → Na 2 SO 4 + 2SO 2 ↑ + 2H 2 O - Để loại HCl ra khỏi hỗn hợp SO 2 , HCl ta dùng dung dòch NaHSO 3 dư. HCl bò hấp thụ, còn lại SO 2 . Phương trình phản ứng : NaHSO 3 + HCl → NaCl + SO 2 ↑ + H 2 O 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 : H 2 SO 4 .nSO 3 ⇒ %SO 3 = n n 8098 100.80 + = 71 ⇒ n = 3⇒ X : H 2 SO 4 .3SO 3 Phương trình phản ứng : H 2 SO 4 .3SO 3 + 3H 2 O → 4H 2 SO 4 Khối lượng dung dòch : m (dd) = (a + b) (gam) Khối lượng H 2 SO 4 : m (H 2 SO 4 ) = 338 .98.4 100 . acb + (gam) Nồng độ % H 2 SO 4 trong dung dòch Y : ( 338 .98.4 100 . acb + ). ba + 100 = 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 H 2 SO 4 = 98.100 5.035,1.96,94 = 0,05 (mol) Vì axit loãng (5%) nên X có thể là : kim loại, oxit bazơ, bazơ ⇒ Z : H 2 O hoặc H 2 Phương trình phản ứng có thể : (1) R 2 O n + nH 2 SO 4 → R 2 (SO 4 ) n + nH 2 O (2) 2R(OH) n + nH 2 SO 4 → R 2 (SO 4 ) n + 2nH 2 O (3) 2R + nH 2 SO 4 → R 2 (SO 4 ) n + nH 2 ↑ Theo (1) : số mol R 2 O n = n 05,0 (mol) ⇒ M(R 2 O n ) = 05,0 8,2 n = 56n ⇒ R = 20n ⇒ n = 2 ; R = 40 ⇒ X : CaO ; Y : CaSO 4 ; Z : H 2 O Theo (2) : số mol R(OH) n = n 2.05,0 = n 1,0 (mol) ⇒ M([R(OH) n ] = 28n ⇒ R = 11n ⇒ Vô nghiệm Theo (2) : số mol R = n 2.05,0 = n 1,0 (mol) ⇒ M(R) = 28n ⇒ n = 2 ; R = 56 ⇒ X : Fe ; Y : FeSO 4 ; Z : H 2 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 1. Viết lại công thức phân tử và gọi tên các chất có thành phần cho dưới đây : a/ H 8 N 2 CO 3 : (NH 4 ) 2 CO 3 Amoni cacbonat b/ H 4 P 2 CaO 8 : Ca(H 2 PO 4 ) 2 Canxi dihidrophotphat c/ C 2 H 2 O 6 Ba : Ba(HCO 3 ) 2 Bari hiđrocacbonat d/ CH 5 NO 3 : NH 4 HCO 3 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 80 o C, 300 gam dung dòch CuSO 4 có : mCuSO 4 = 10055 300.55 + = 106,45 (gam) mH 2 O = 300 – 106,45 = 193,55 (gam) Gọi x là khối lượng CuSO 4 .5H 2 O tách ra khi làm lạnh ⇒ ở 10 o C, dung dòch bão hoà có : mCuSO 4 = (106,45 – 0,64x) (gam) mH 2 O = (193,55 – 0,36x) (gam) Ta có : )36,055,193( )64,045,106( x x − − = 100 4,17 ⇒ 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 : NaHCO 3 ; NaHSO 4 , NaHSO 3 ( có thể dùng muối K . . . ) Phương trình phản ứng : NaHCO 3 + Ba(OH) 2 → BaCO 3 ↓ + NaOH + H 2 O NaHSO 4 + Ba(OH) 2 → BaSO 4 ↓ + NaOH + H 2 O NaHSO 3 + Ba(OH) 2 → BaSO 3 ↓ + NaOH + H 2 O Vậy D : Ba(OH) 2 F : NaOH G : H 2 O 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 hóa học và nồng độ mol… : CuO + 2HCl  → CuCl 2 + H 2 O (1) Fe 2 O 3 + 6HCl  → 2FeCl 3 + 3H 2 O (2) 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 không bằng nhau, như vậy trong các lần đó 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 hòa tan hết, tức axit đã tác dụng hết và thiếu axit để hòa tan hết lượng ôxit. Gọi số mol CuO và Fe 2 O 3 trong phần 1 đã phản ứng là x 1 , y 1 ; số mol CuO và Fe 2 O 3 chưa phản ứng là x 2 , y 2 ;  → số mol CuCl 2 và FeCl 3 tạo thành ở phần 1 là là x 1 và 2y 1 . Ta có : 80(x 1 + x 2 ) + 160(y 1 + y 2 )= 4,8 (I) 80x 2 + 160y 2 + 135x 1 + 2.162,5y 1 = 8,1 (II) Giải (I) và (II) ta có : 55(x 1 + 3y 1 ) = 3,3 hay : x 1 + 3y 1 = 0,06 (*) Theo phương trình (1), (2) ta có : Số mol HCl phản ứng ở phần 1 là : 2(x 1 + 3y 1 ) 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 : 80x 2 + 160y 2 + 135x 1 + 2.162,5y 1 = 9,2 (III) Giải hệ (I) và (III) tìm được : x 1 + 3y 1 = 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 CuCl 2 và FeCl 3 do toàn bộ lượng oxit tạo nên. Gọi số mol CuO và Fe 2 O 3 trong phần 2 là x và y Ta có : 80x + 160y = 4,8 (IV) 135x + 2.162,5y = 9,2 (V) 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 = 8,4 %100.80.02,0 = 33,33% %m của Fe 2 O 3 = 8,4 %100.160.02,0 = 66,67% Biểu điểm : + Xác định đúng % của 2 oxit cho : 2. 0,50 = 1,00 điểm Câu V : 2,50 điểm Từ m NaCl = 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 H 2 , trái với đề ra. Biểu điểm : + Xác định đượclà hợp chất của Na cho : = 0,25 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 + H 2 O (1) Từ dung dịch HCl 10% ban đầu  → + NaOH dung dịch B có HCl 6,1%  → + NaOH 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 40 5,36 m gam HCl  → Khối lượng HCl còn trong dung dịch 6,1% là : (10 - 40 5,36 m )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 - 40 5,36 m ) : (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 Na 2 O với khối lượng m gam, ta có : Na 2 O + 2HCl  → 2NaCl + H 2 O (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 Na 2 O phản ứng với 62 73m gam HCl  → Khối lượng HCl còn trong dung dịch 6,1% là : (10 - 62 73m )gam Vậy ta có : (10 - 62 73m ) : (m + 100) = 0,061 Giải ra ta có : m = 3,15 gam Na 2 O 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% = n 1 Theo bài ra ta có : Số mol NaCl thu được = số mol HCl + số mol NaCl (ban đầu chất A)  → n 1 + 5,58 m = 0,274 (I) Vì m HCl = 36,5.n 1  → khối lượng dung dịch HCl ban đầu là : 1,0 .5,36 1 n = 365n 1  → khối lượng dung dịch B = 365n 1 + m Vậy ta có : mn n + 1 1 365 5,36 = 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 * 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 : C x H 2x+2 + 2 13 + x O 2  → xCO 2 + (x + 1)H 2 O (1) 2H 2 + O 2  → 2H 2 O (2) Số mol H 2 O = 18 4,23 = 1,3 Đặt số mol C x H 2x+2 và H 2 trong X là a và b, ta có : a = 4b (I) a(14x + 2) + 2b = 12,2 (II) 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 : C 2 H 6 Biểu điểm : + Phương trình đúng cho : 0,25 . 2 = 0,50 điểm + Công thức đúng cho = 0,50 điểm b) Số mol Y = 4,22 2,11 = 0,5 ; số mol H 2 O = 18/18 = 1. Đặt số mol C 2 H 6 , C 2 H 4 , H 2 trong Y lần lượt là : n 1 , n 2 , n 3 , ta có : n 1 + n 2 + n 3 = 0,5 (IV) Khối lượng mol trung bình của Y là : M Y = 321 321 22830 nnn nnn ++ ++ (*) Các phương trình hóa học : 2C 2 H 6 + 7O 2  → 4CO 2 + 6H 2 O (3) C 2 H 4 + 3O 2  → 2CO 2 + 2H 2 O (4) 2H 2 + O 2  → 2H 2 O (5) Theo (3), (4), (5) ta có : 3n 1 + 2n 2 + n 3 = 1 (V) Kết hợp (IV) vào (V), ta được : n 1 = n 3 (VI) Thay (VI) vào (V), ta được : n 1 = 0,25 – 0,5n 2 (VII) Thay (IV), (VI), (VII) vào (*) ta được : M Y = 5,0 )5,025,0(228)5,025,0(30 222 nnn −++− = 16 + 24n 2 Khối lượng mol của CH 4 là 16  → Y nặng hơn CH 4 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 : C 2 H 4 + H 2  → C 2 H 6 (6) Hỗn hợp Z không làm mất màu nước Brom, chứng tỏ trong Z không còn C 2 H 4 . Theo (6)  → thể tích giảm đi bằng thể tích C 2 H 4 phản ứng và = 11,2 – 8,96 = 2,24lít Do đó % thể tích C 2 H 4 trong Y = 2,11 100.24,2 = 20%. Biểu điểm : + Xác định% thể tích C 2 H 4 đúng cho = 0,50 điểm -------------------- . dưới đ y : a/ H 8 N 2 CO 3 : (NH 4 ) 2 CO 3 Amoni cacbonat b/ H 4 P 2 CaO 8 : Ca(H 2 PO 4 ) 2 Canxi dihidrophotphat c/ C 2 H 2 O 6 Ba : Ba(HCO 3 ) 2 Bari. Bari hiđrocacbonat d/ CH 5 NO 3 : NH 4 HCO 3 Amoni hiđrocacbonat Biểu điểm : + Xác đ nh cơng thức và gọi tên đ ng : 4. 0,25 = 1,00 điểm 2/ Tính số gam CuSO