Trong phòng thí nghiệm, để điều chế được cùng một lượng khí Clo người ta có thể dùng m1 gam MnO2 chứa 2% tạp chất trơ hoặc dùng m2 gam KMnO4 chứa 10% tạp chất trơ tác dụng với dung dịch
Trang 1SỞ GIÁO DUC VÀ ĐÀO TẠO
CÀ MAU
ĐỀ CHÍNH THỨC
(Đề thi gồm có 02 trang)
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH THCS
NĂM HỌC 2017-2018 Môn thi: Hóa học
Ngày thi: 01 – 4 –2018
Thời gian: 150 phút (Không kể thời gian giao đề)
Câu I: (4,75 điểm)
1 (2,25 điểm)
Cho hình vẽ mô tả sự điều chế Clo trong phòng thí nghiệm như sau:
a Hãy xác định X là chất gì? Giải thích vai trò của X trong thí nghiệm trên? Có thể thay dung dịch
X bằng CaO được không? Vì sao?
b Trong phòng thí nghiệm, để điều chế được cùng một lượng khí Clo người ta có thể dùng m1
(gam) MnO2 (chứa 2% tạp chất trơ) hoặc dùng m2 (gam) KMnO4 (chứa 10% tạp chất trơ) tác dụng với dung dịch HCl dư Viết phương trình phản ứng và so sánh m1 với m2?
2 (2,5 điểm)
Từ tinh bột và các chất vô cơ cần thiết khác xem như đã có, hãy viết phẳn ứng điều chế etylaxetat, polietilen (PE), caosu buna, andehyt axetic và etylclorua?
Câu II: (4,0 điểm)
1 (1,25 điểm)
Cần lấy bao nhiêu ml nước cất để pha chế được 80 gam đung dịch CuSO4 15% từ CuSO4.5H2O Nêu cách pha chế?
2 (2,75 điểm)
Cumen là nguyên liệu quan trọng dùng điều chế các chất hữu cơ có nhiều ứng dụng như phenol và aexeton Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol Cumen rồi hấp thụ toàn bộ sản phẩm vào 500 ml dung dịch Ca(OH)2 2,3M thu được kết tủa và khối lượng dung dịch tăng 50,8 gam, cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch thu được, kết tủa lại tăng thêm, tổng khối lượng 2 lần kết tủa là 243,05 gam
a Xác định công thức phân tử của Cumen? Biết thành phần Cumen chỉ có 2 nguyên tố là C và H.
b Xác định công thức cấu tạo của Cummen ? Biết nó không làm mất màu dung dịch brom nhưng
khi đun nóng với hơi brom có mặt ánh sáng cho hai sản phẩm monobrom Viết phương trình phản ứng?
Câu III: (4,25 điểm)
1 (1,0 điểm)
Bột kim loại Ag có lẫn một ít Fe, Cu Chỉ dùng một hóa chất hãy trình bày cách tốt nhất để thu được Ag tinh khiết? Viết phương trình phản ứng xảy ra?
2 (3,25 điểm)
Nung nóng m gam hỗn hợp A gồm bột Al và sắt oxit FexOy trong điều kiện không có không khí, được hỗn hợp B Nghiền nhỏ, trộn đều B rồi chia làm hai phần Phần 1 có khối lượng 14,49 gam được hòa tan hết trong dung dịch H2SO4 đặc nóng dư, thu được dung dịch C và 5,544 lít khí SO2 duy nhất (điều kiện tiêu chuẩn) Phần 2 tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH đun nóng, thấy giải phóng 0,336 lít khí H2 (điều kiện tiêu chuẩn) và còn lại 2,52 gam chất rắn Các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn
a Viết các phương trình phản ứng xảy ra?
b Xác định công thức của oxit sắt và tính m?
Trang 2Câu IV: (4,0 điểm)
1 (2,0 điểm)
Sục khí (A) vào dung dịch (B) có màu vàng thu được chất rắn (C) màu vàng và dung dịch (D) Khí (X) màu vàng lục tác dụng với khí (A) trong nước tạo ra (Y) và (F), rồi thêm BaCl2 vào dung dịch thì
có kết tủa trắng Khí (A) tác dụng với dung dịch chất (G) là muối nitrat của kim loại tạo ra kết tủa (H) màu đen Đốt cháy (H) bởi oxi ta được chất lỏng (I) màu trắng bạc Xác định A, B, C, D, F, G, H, I, X,
Y và viết phương trình hóa học của các phương trình phản ứng?
2 (2,0 điểm)
a Khi làm khan ancol (rượu) etylic có lẫn một ít nước người ta dùng các cách sau:
+ Cho CaO mới nung vào rượu.
+ Cho Na2SO4 khan vào rượu.
Hãy giải thích ? Viết phương trình phản ứng nếu có?
b Tính khối lượng glucozơ cần dùng trong quá trình lên men để tạo thành 5 lít ancol (rượu) etylic
460 (biết hiệu suất phản ứng là 90%) và
2 5
C H OH
d = 0,8 g/ml?
Câu V: (3,0 điểm)
Hòa tan 11,6 gam hỗn hợp A gồm Fe và Cu bằng 87,5 gam dung dịch HNO3 50,4%, sau khi kim loại tan hết thu được dung dịch X và hỗn hợp khí B gồm 2 khí NO và NO2 Thêm 500 ml dung dịch KOH 1M vào dung dịch X thu được kết tủa Y và dung dịch Z Nung Y trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 16 gam chất rắn Cô cạn dung dịch Z được chất rắn T Nung T đến khối lượng không đổi có phản ứng 2KNO3 2KNO2 + O2 thì thu được 41,05 gam chất rắn (Biết các phảnt0
ứng xảy ra hoàn toàn)
a Tính phần trăm theo khối lượng mỗi kim loại trong A.
b Tính nồng độ phần trăm các chất trong dung dịch X.
Cho Mg =24; Al =27; Cl =35,5; H =1; C =12; O =16; Cu =64; K =39; N =14
Fe =56; Na =23 ; Zn =65; Ba =137; Ca =40; Br =80; S =32; Mn =55
-HẾT -
Trang 3HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ THI HSG HểA HỌC TỈNH CAD MAU
NĂM HỌC 2017-2018
-
Cõu I
1 a Chất X là H2SO4 đặc Do H2SO4 đặc hỏo nước và khụng tỏc dụng với khớ Cl2, nờn lắp bỡnh đựng
H2SO4 đặc để hấp thụ hơi nước, làm khụ khớ Cl2
Khụng thể thay H2SO4 đặc bằng CaO, vỡ xảy ra phản ứng giữa khớ Cl2 với sản phẩm của quỏ trỡnh hỳt ẩm
CaO + H2O Ca(OH)2
Cl2 + Ca(OH)2 rắn CaOCl2 + H2O
b
MnO2
n = 0, 02m
87 mol ; KMnO4
0,1m n
158
MnO2 + 4HCl đặc MnCl2 + 2H2O + Cl2
1
0, 02m
1
0, 02m
87 (mol) KMnO4 + 8HCl đặc MnCl2 + KCl + 4H2O + 2,5Cl2
2
0,1m
2
0, 25m
158 (mol)
Ta cú: 0, 02m1
87 =
2
0, 25m
158 m16,88m2
2
- Điều chế PE (polietilen):
–C6H10O5–n + nH2O t (0 ax) nC6H12O6
C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 men rượu
C2H5OH H SO 2 4
o
đặc
170 C
C2H4 + H2O
nCH2=CH2 t ,xt,P0 –CH2-CH2 –n (PE)
- Điều chế etylaxetat:
C2H5OH + O2 men giấmCH3COOH + H2O
CH3COOH + C2H5OH H SO2 4
o đặc, t
CH3COOC2H5 + H2O
- Điều chế caosu buna:
2C2H5OH 2 3
o
Al O /ZnO
400 C
CH2=CH – CH=CH2 + H2 + 2H2O nCH2=CH –CH=CH2 t ,xt,P0 –CH2 – CH=CH – CH2 –n (caosu buna)
- Điều chế andehyt axetic:
CH3CH2OH + CuO CH3CHO + Cu + H2Ot0
Hoặc viết: CH3CH2OH + ẵ O2 CH3CHO + H2Ot ,Cu0
- Điều chế etylclorua:
CH2=CH2 + HCl CH3CH2Clxt
(Hoặc C2H5OH + HCl H SO2 4
o đặc, t
C2H5Cl + H2O}
Cõu II
1.
CuSO4
80.15
100
4 2
12.250
160
H O2
m (nước cất cần lấy) = 80 – 18,75 = 61,25 gam
H O2
V (cần lấy) = 61,25 ml
Trang 4* Cách pha chế:
- Cân lấy 18,75 gam tinh thể CuSO4.5H2O cho vào cốc đủ lớn
- Đong lấy 61,25 ml nước cất rồi cho tiếp vào cốc trên, khuấy đều cho tan hết
2
Ca (OH)2
n = 1,15 mol
a CxHy + (x y)
4
O2 xCO2 + y/2H2Ot0
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
a a a mol
2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2
b 0,5b 0,5b mol
Ca(HCO3)2 + Ba(OH)2 BaCO3 + CaCO3 + 2H2O
Theo đề ta có: a 0, 5b 1,15 a 0, 5
100a 148, 5b 243, 05 b 1, 3
CO2
n 1,8(mol) Dung dịch nước vôi tăng 50,8 gam 1,8.44 + 18 H O
2
n 0,5.10050,8
H O2
n = 1,2 mol
0, 2
1,2.2 ; y = 0,2
CTPT của Cumen: C9H12
b C9H12 có số liên kết pi + số vòng = 4
Vì Cumen không tác dụng dung dịch brom có vòng benzen
Mặt khác, Cumen + Br2 (hơi) 2 dẫn xuất monobrom nên CTCT đúng của Cumen là:
CH 3
CH
CH 3 (mũi tên là các vị trí thế Brom vào gốc ankyl của Cumen)
C6H5-CH(CH3)2 + Br2 (hơi) Cas 6H5-CHBr(CH3)2 + HBr
C6H5-CH(CH3)2 + Br2 (hơi) as C6H5-CH(CH3)CH2Br + HBr
(Giải thích: Nhóm CH 3 trong ngoặc là nhánh CH 3 đính vào C bên trái nó)
Câu III
1 Có nhiều cách tinh chế Ag đơn giản như ngâm hỗn hợp vào dung dịch muối Fe(III), ngảm dung dịch
trong dung dịch HCl và sục O2 liên tục, hoặc ngâm trong dung dịch AgNO3 dư Tuy nhiên, cách tốt nhất là ngâm trong dung dịch AgNO3 dư vì thu được lượng Ag lớn nhất
- Cách tinh chế Ag:
Hòa tan hỗn hợp Ag (lẫn Fe, Cu) vào dung dịch AgNO3 dư và khuấy đều để phản ứng xảy ra hoàn toàn, lọc lấy chất rắn rửa sạch, sấy khô thu được Ag tinh khiết
Fe + 3AgNO3 dư Fe(NO3)3 + 3Ag
Cu + 2AgNO3 Cu(NO3)2 + 2Ag
Lưu ý: Nếu dùng dung dịch FeCl 3 thì thu được lượng Ag không nhiều như cách trên, nhưng về giá thành của hóa chất chọn vào lại rẻ hơn, vì vậy cách này vẫn được xem là cách tốt Tuy nhiên, ở đây đề không nói là tốt về mặt nào, vì vậy ta hiểu theo hướng là có lợi nhất trong điều kiện các hóa chất đều
có sẵn và không quan tâm về giá thành của hóa chất chọn để làm sạch Ag.
2.
- Phản ứng nhiệt nhôm
2yAl + 3FexOy 3xFe + yAl2O3 (1)
Vì B tác dụng với KOH giải phóng khí mà pư hoàn toàn B: Fe, Al2O3, Al dư
- Phần 2:
H2
n 0, 015(mol)
Chất rắn không tan là Fe nFe 0, 045mol
Trang 5Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O (2)
2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2 (3)
-Phần 1:
SO2
n 0, 2475mol
Giả sử P2 = kP1
Al2O3 + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2O (4)
2Al + 6H2SO4 Al2(SO4)3 + 6H2O + 3SO2 (5)
2Fe + 6H2SO4 Fe2(SO4)3 + 6H2O + 3SO2 (6)
Theo đề 0,015k + 0,0625k = 0,2475 k = 3
BTKL m = 4 14, 49
3 19,32 gam
Al O2 3
n (phần 2) = (1 14, 49 2, 52 0, 01.27) :102
Theo (1) Fe
Al O2 3
n y 0, 02 y 4 Cụng thức oxit sắt: Fe3O4
Cõu IV
1
-Xỏc định chất:
H2S FeCl3 S FeCl2 + HCl HCl Hg(NO3)2 HgS Hg Cl2 H2SO4
- Phương trớnh húa học:
H2S + 2FeCl3 (vàng nõu) 2FeCl2 + S (vàng) + 2HCl
H2S + 3Cl2 + 4H2O H2SO4 + 8HCl
H2SO4 + BaCl2 BaSO4 (trắng) + 2HCl
H2S + Hg(NO3)2 HgS (đen) + 2HNO3
HgS + O2
0 t
Hg (lỏng, trắng bạc) + SO2
2 a.
- CaO mới nung tỏc dụng mạnh với nước nờn dựng CaO dư thỡ toàn bộ nước bị hấp thụ Tỏch bỏ phần rắn thu được ancol (hoặc chưng chất)
CaO + H2O Ca(OH)2 (rắn)
- Na2SO4 khan cú khả năng hỳt nước tạo tinh thể hidrat, khi dựng Na2SO4 khan (dư) thỡ toàn bị nước
bị kết tinh, tỏch bỏ chất rắn thu được ancol etylic (cỏch này khụng được chưng cất, vỡ sẽ cú hơi nước trong tinh thể hidrat bay theo)
Na2SO4 + 10H2O Na2SO4.10H2O (rắn)
b Gọi m (gam) là khối lượng glucozo đó dựng
C H6 12 6O
m (pư) = 0, 9m 0, 005m
C6H12O6 men rượu 2C2H5OH + 2CO2
0,005m 0,01m (mol)
Theo đề ta cú: 0,01m.46 = 5000 46
100.0,8 m = 4000 gam = 4 kg
Cõu V
a.
HNO3
n 0,7 mol ; nKOH 0, 5 mol
* Nếu KOH hết (0,5 mol) Rắn T chứa 0,5 mol KNO2
mT 0, 5.8542, 5 (gam) > 41,05 gam loại
Trang 6Vậy KOH dư toàn bộ lượng nguyên tố Fe, Cu chuyển vào kết tủa Y
- Các phản ứng có thể xảy ra:
(5-2x)Fe + (6n -2x)HNO3 (5-2x)Fe(NO3)n + (3n-x)H2O + nNOx (1)
(5-2x)Cu + (12 -2x) HNO3 (5-2x)Cu(NO3)2 + (6-x) H2O + 2NOx (2)
HNO3 dư + KOH KNO3 + H2O Không xảy ra phản ứng này khi X có muối Fe(II) (3)
2Fe(OH)n + 3 n
2
Cu(OH)2
0 t
Xét quá trình chuyển hóa Cu, Fe
2 3
Fe O :
0,5a (mol)
a (mol)
a %mFe 0,15.56 100% 72, 41% %mCu 27, 59%
11, 6
b Tăng giảm KL theo (8) NO (trong
3
41, 05 0,5.56 n
46 17 X)
3
n 0, 453n 2n 0, 55 dung dịch X gồm: Fe(NO3)2, Fe(NO3)3, Cu(NO3)2
Không xảy ra phản ứng (3)
Fe(NO )
3 2
n = 0,55 – 0,45 = 0,1 Fe( NO )
3 3
n 0, 05mol; Cu( NO )
3 2
n = 0,05 mol Theo (1,2) H O HNO
1
2
BTKL (theo H,N,O) 0,7.63 = 0,45.62 + mB + 0,35.18 mB = 9,9 gam
mX 11, 6 87, 5 9, 9 89,2 (gam)
Nồng độ % các chất tan trong dung dịch X:
Fe(NO )3 2
0,1.180
89, 2
Fe(NO )3 3
0, 05.242
89, 2
Cu(NO )3 2
0, 05.188
89, 2
-HẾT ĐÁP ÁN