[ĐỀ THI HSG HOÁ NAM ĐỊNH 2017-2018] Câu 1: (3,5 điểm) Nguyên tố X phi kim Hợp chất khí X với hidro M (có công thức H8aX); oxit cao X N (có cơng thức X2Oa) Tỉ khối N so với M 5,0137 a Tìm X b Hợp kim nguyên tố A có nhiều ứng dụng đời sống Đơn chất A, X hợp chất chúng tham gia vào phản ứng theo sơ đồ sau: (1) A+X→E (5) A + O2 → F (2) A + B → C + H2 (6) F + B → C + E + H2O (3) E+A→C (7) C+X→E (4) F + H2 → A + H O Xác định chất A, B, C, D, E, F viết phương trình hố học phản ứng xảy Cho hoá chất: KClO3, nước, quặng pirit (FeS2) điều kiện phản ứng có đủ Có thể điều chế chất khí từ hố chất cho? Viết phương trình hố học phản ứng Hướng dẫn a 2X 16a a = (1 7) 5,0137 X 6,973a 13,309 Cl a Dễ có X8a X 35,5 b Hợp kim hỗn hợp kim loại, sống hay gặp nhiều hợp kim Fe (1) 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3 (2) Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (3) 2FeCl3 + Fe → 3FeCl2 to (4) Fe3O4 + 4H2 3Fe + 4H2O (5) (6) (7) 3Fe + 2O2 → Fe3O4 Fe3O4 + 8HCl → FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O FeCl2 + 0,5Cl2 → FeCl3 to KClO3 KCl + 1,5O2 dpdd H2O H2 + O2 to 4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 V O SO2 + 0,5O2 SO3 o t Câu 2: (2,0 điểm) Hình vẽ cách lắp đặt dụng cụ thí nghiệm, điều chế oxi phòng thí nghiệm Page [ĐỀ THI HSG HỐ NAM ĐỊNH 2017-2018] a Trong q trình tiến hành thí nghiệm, để hạn chế ống nghiệm bị nứt vỡ cần phải làm gì? Hãy giải thích cách làm b Hãy giải thích vai trò miếng bơng Nêu tượng viết phương trình hố học phản ứng xảy thí nghiệm sau: a Sục từ từ khí CO2 đến dư vào dung dịch bari hidroxit b Cho từ từ dung dịch HCl đến dư vào dung dịch NaOH lỗng có chứa lượng nhỏ phenolphtalein Hướng dẫn a Để hạn chế ống nghiệm nứt vỡ trước tiên ta làm nóng bề mặt ống nghiệm lúc, sau cố định đèn cồn Điều tránh ống nghiệm giãn nở chênh lệch nhiệt độ gây vỡ ống nghiệm b Miếng đặt đầu ống nghiệm nhằm tránh KMnO4 ngồi mơi trường a Lúc đầu: CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + H2O Khi sục khí CO2 vào dung dịch Ba(OH)2 ta thấy xuất kết tủa trắng làm vẩn đục dung dịch Sau đó: CO2 + BaCO3 + H2O → Ba(HCO3)2 Kết tủa tăng dần đến tối đa, sau sục tiếp CO2 đến dư ta thấy dung dịch dần suốt trở lại cho kết tủa bị hoà tan đến hết b Phenolphatalein nhỏ vào dung dịch NaOH chuyển màu hồng HCl + NaOH → NaCl + H2O HCl trung hoà NaOH nên phenolphatalein dần màu hồng Câu 3: (3,5 điểm) A nguyên tố kim loại có thành phần muối ăn X, Y, Z, T hợp chất A Trong X tác dụng với cacbon ddioxxit tạo thành Y; X tác dụng với Y tạo thành Z Nung Y nhiệt độ cao thu cacbon dioxit Cacbon dioxit tác dụng với Z thành Y; Y tác dụng với T thu cacbon dioxit Xác định X, Y, Z, T viết phương trình hố học phản ứng xảy Page [ĐỀ THI HSG HOÁ NAM ĐỊNH 2017-2018] Hoà tan 19,2 gam kim loại Cu 40 ml dung dịch H2SO4 98% (D = 1,84g/ml), sau phản ứng thu dung dịch A Cho từ từ đến hết 536 ml dung dịch Ba(OH)2 1M vào dung dịch A, sau phản ứng thu m gam kết tủa Tìm giá trị m Hướng dẫn X : NaOH to Y CO2 nên Y là: NaHCO3 Z : Na2 CO3 T : NaHSO 2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O NaOH + NaHCO3 → Na2CO3 + H2O NaHCO3 + NaHSO4 → Na2SO4 + CO2 + H2O Cu : 0,3 H SO : 0,736 Tạo SO2: Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2↑ + 2H2O 0,3→ 0,6 Dư: 0,136 H SO : 0,136 Ba(OH)2 BaSO4 : 0,436 ddA :130,988g 0,536 CuSO4 : 0,3 Cu(OH)2 : 0,3 Tạo H2S: 4Cu + 5H2SO4 → 4CuSO4 + H2S↑ + 4H2O 0,3→ 0,375 Dư: 0,361 H SO : 0,361 Ba(OH)2 BaSO4 : 0,536 ddA :142,038g 0,536 CuSO : 0,3 Cu(OH) : 0,175 Vậy m nằm khoảng (130,988; 142,038) Câu 4: (4,0 điểm) Nung 25,28 gam hỗn hợp gồm FeCO3 FexOy khơng khí tới phản ứng hồn tồn, thu khí A 22,4 gam Fe2O3 Cho khí A hấp thụ hồn toàn vào 400 ml dung dịch Ba(OH)2 0,15M thu 7,88 gam kết tủa Tìm cơng thức phân tử FexOy Chia 156,8 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 thành hai phần Cho phần tác dụng hết với dung dịch HCl dư 155,4 gam muối khan Phần tác dụng vừa đủ với dung dịch Y hỗn hợp gồm HCl H2SO4 loãng thu 167,9 gam muối khan a Viết phương trình hố học phản ứng b Tính số mol HCl dung dịch Y Hướng dẫn Ba(OH)2 FeCO3 : x t o CO2 BaCO3 : 0,04 0,06 Fe2 O n : y Fe2 O3 : 0,14 25,28g Khi CO2 tác dụng với Ba(OH)2 thu kết tủa chưa tối đa có 2TH TH1: kết tủa chưa bị hoà tan CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O 0,04 ←0,04 Page [ĐỀ THI HSG HOÁ NAM ĐỊNH 2017-2018] TH2: kết tủa bị hoà tan phần CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O 0,06 ←0,06→ 0,06 CO2 + BaCO3 + H2O → Ba(HCO3)2 0,02 ←0,02 Dư: 0,04 Suy ra: nCO2 = (0,04; 0,08) 116x (112 16n)y 25,28 3,75 (ktm) 0,04;0,12;0,45 BTNT.Fe x 2y 2.0,14 (x;y;ny) n hpt 0,08;0,1;0,3 3 Fe2 O3 0,04 BTNT.C x 0,08 Vậy oxit sắt là: Fe2O3 Vì Fe3O4 = FeO + Fe2O3 → coi hỗn hợp có FeO Fe2O3 156,8 FeO : x x 0,2 72x 160y nHCl 2(0,2 2.0,4) 2,8mol Fe O : y y 0,4 127x 325y 155,4 nHCl(1) nHCl(1) 2.nH SO (2) 2,8 a 2b HCl : a 167,9g H SO : b m(Muoái) mFe mCl mSO 167,9 56.1 35,5a 96b a 1,8 b 0,5 Vậy mol HCl Y 1,8 mol Câu 5: (3,25 điểm) Nêu tượng thí nghiệm sau, giải thích viết phương trình hố học phản ứng xảy (nếu có) a Đưa bình đựng hỗn hợp khí metan clo ánh sáng, sau thời gian cho nước vào bình lắc nhẹ cho vào mẩu giấy q tím b Xăng có thành phần hỗn hợp hidrocacbon no, chủ yếu chất có tính chất hố học tương tự metan Để phát nước có lẫn xăng dùng CuSO4 khan c Cho dung dịch nước brom loãng vào benzen khuấy Từ nguyên liệu canxi cacbua, chất vô điều kiện phản ứng có đủ, viết phương trình hoá học điều chế etan 1,2- đibrom etan Khí gas dùng sinh hoạt có thành phần phần trăm khối lượng chất sau: butan 99,4%; lại propan Khi đốt cháy mol chất giải phóng lượng nhiệt 3600 kJ 2654 kJ Tính khối lượng gas cần dùng để đun sơi lít nước (D = 1g/ml) từ 250C lên 1000C Biết để nâng nhiệt độ 10 gam nước lên cần 4,16J Hướng dẫn Page [ĐỀ THI HSG HOÁ NAM ĐỊNH 2017-2018] CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + CHCH Ni,t o CHCH + 2H2 CH3-CH3 (etan) Pd,t o CHCH + H2 CH2=CH2 CH2=CH2 + ddBr2 → CH2(Br)-CH2(Br) Chú ý: brom hố etan thu hỗn hợp 1,1 đibrometan 1,2 ddibrometan m 1000g H O t 100o 25o Q 4,16.1000.75 312 kJ 75o C4 H10 C4 H10 : a 58a 0,994(58a 44b) Mol %m = 99,4% 3600a 2654b 312 C3 H8 : b a 0,08616 mGas 5,027g b 0,000686 Vậy khối lượng Gas cần dùng là: 5,027g Câu 6: (3,75 điểm) Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp hidrocacbon X Y có cơng thức chung CnH2n+2 (n ≥ 1) dẫn sản phẩm cháy qua bình đựng H2SO4 đặc, bình chứa nước vơi dư thấy lượng bình tăng 2,52 gam, khối lượng dung dịch bình giảm 5,6 gam Xác định công thức phẩn tử X Y biết tỉ lệ khối lượng mX : mY = 1:3,625 số mol chất vượt 0,015 mol Hướng dẫn Khi đốt cháy: nAnkan = nH2O – nCO2 Bình hấp thụ H2O nên mH2O = 2,52g → nH2O = 0,14 Bình hấp thụ CO2 nên mCO2 = mCaCO3 m → nCO2 = 0,1 dd giaûm 100nCO2 44nCO2 → n(X,Y) = nH2 O nCO2 0,04 Soá C CH 2,5 X n(X,Y) C2 H6 nCO2 a b 0,04 CH : a CH : 0,02 a bn 0,1 Ta có C2 H : a C4 H10 : 0,02 2a bn 0,1 C H : b n 2n 16a.3,625 (14n 2)b 30a.3,625 (14n 2)b Vậy công thức phân tử X, Y là: CH4 C4H10 Page [ĐỀ THI HSG HOÁ NAM ĐỊNH 2017-2018] Phản ứng crackinh phản ứng bẻ gãy phân tử hidrocacbon nhiệt nhiệt với xúc tác Crackinh m gam butan thu hỗn hợp khí A từ phản ứng theo sơ đồ sau: crackinh (1) C4H10 C3H6 (X) + CH4 (2) C4H10 C2H4 + C2H6 (Y) crackinh Trong X có tính chất hố học tương tự etilen, Y có tính chất hố học tương tự metan Dẫn tồn khí A vào dung dịch brom dư thấy có 36 gam brom tham gia phản ứng thu hỗn hợp khí B Đốt cháy hồn tồn hỗn hợp B thu 11,76 lít CO2 (đktc) 14,49 gam H2O a Tìm giá trị m b Tính hiệu suất phản ứng crackinh Hướng dẫn crackinh (1) C4H10 C3H6 (X) + CH4 (2) C4H10 C2H4 + C2H6 (Y) crackinh C2 H ;C3 H : nBr2 0,225 to O2 C4 H10 C4 H10 dö CO2 H O CH ;C H m(g) 0,525 0,805 n(C4H10, CH4, C2H6) = nH O nCO 0,28 n(CH C2 H ) : 0,225 nC H10 pứ : 0,225 n(CH C2 H ) n(C2 H C3 H ) nC4 H10 dö : 0,055 m 16,24g nC4 H10 b.đầu 0,28 H% 80,36% Vậy m = 16,24 gam hiệu suất cracking là: 80,36% Page [ĐỀ THI HSG HOÁ NAM ĐỊNH 2017-2018] Page ... 2H2O 0 ,3 0,6 Dư: 0, 136 H SO : 0, 136 Ba(OH)2 BaSO4 : 0, 436 ddA : 130 ,988g 0, 536 CuSO4 : 0 ,3 Cu(OH)2 : 0 ,3 Tạo H2S: 4Cu + 5H2SO4 → 4CuSO4 + H2S↑ + 4H2O 0 ,3 0 ,37 5 Dư: 0 ,36 1 H... CO2 nên Y là: NaHCO3 Z : Na2 CO3 T : NaHSO 2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O NaOH + NaHCO3 → Na2CO3 + H2O NaHCO3 + NaHSO4 → Na2SO4 + CO2 + H2O Cu : 0 ,3 H SO : 0, 736 Tạo SO2: Cu + 2H2SO4... : 0 ,36 1 Ba(OH)2 BaSO4 : 0, 536 ddA :142, 038 g 0, 536 CuSO : 0 ,3 Cu(OH) : 0,175 Vậy m nằm khoảng ( 130 ,988; 142, 038 ) Câu 4: (4,0 điểm) Nung 25,28 gam hỗn hợp gồm FeCO3 FexOy