THÔNG TIN TÀI LIỆU
1 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MƠN HĨA HỌC LỚP TỈNH NAM ĐỊNH Năm học 2017-2018 Câu 1: (3,5 điểm) Nguyên tố X phi kim Hợp chất khí X với hidro M (có cơng thức H8– aX); oxit cao X N (có công thức X2 Oa) 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 + H2O Xác định chất A, B, C, X, 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 Câu 2: (2,0 điểm) Hình vẽ bên cách lắp đặt dụng cụ thí nghiệm điều chế oxi phòng thí nghiệm 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 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 dung dịch phenolphtalein 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 dioxit 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 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 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 hoàn 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 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 quì tím b Xăng có thành phần hỗn hợp hidrocacbon no, chủ yếu chất có tính chất hoá 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 vơ điều kiện phản ứng có đủ, viết phương trình hố học điều chế etan (CH3 -CH3) 1,2- đibrom etan (CH2Br-CH2Br) Khí gas dùng sinh hoạt có thành phần phần trăm khối lượng chất sau: butan (C4H10) 99,4%; lại propan (C3H8) 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 = g/ml) từ 250C lên 1000C Biết để nâng nhiệt độ gam nước lên 10C cần 4,16J 2 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 Nếu biết tỉ lệ khối lượng m X : m Y 1: 3,625 số mol chất vượt 0,015 mol Phản ứng crackinh phản ứng bẻ gãy phân tử hidrocacbon nhiệt nhiệt với xúc tác Crackinh m gam butan (C4H10) thu hỗn hợp khí A từ phản ứng theo sơ đồ sau: crackinh C4H10 C3H6 (X) + CH4 crackinh C4H10 C2H4 + C2H6 (Y) 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 tr m b Tính hiệu suất phản ứng crackinh ** HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP TỈNH NAM ĐỊNH Năm học 2017-2018 -Câu 1: 2X 16a a) d N / M 5, 0137 5, 0137 X = 6,973a – 13,31 X 8 a Vì X phi kim a = {4;5;6;7} Chỉ có a = 7, X = 35,5 thỏa mãn X clo (Cl) b) Phân tích: Từ (2) ta thấy đơn chất A tác dụng với (B) giải phóng khí H2 dự đốn A kim loại, B axit Từ (4) tah thấy A sinh từ phản ứng H2 với E A kim loại trung bình yếu Mặt khác, hợp kim A có nhiều ứng dụng nên chọn A Fe Xác định chất: A B C X E F Fe HCl FeCl2 Cl2 FeCl3 Fe3O4 Các phương trình hóa học: t0 (1) 2Fe + 3Cl2 2FeCl3 (2) Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (3) 2FeCl3 + Fe 3FeCl2 t0 (4) Fe3O4 + 4H2 3Fe + 4H2O t0 (5) 3Fe + 2O2 2Fe3 O4 (6) Fe3O4 + 8HCl FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2 O (7) 2FeCl2 + Cl2 2FeCl3 Điều chế H2 , O2, SO2, Cl2 - Điều ch H2 v O2: điện phân 2H2O 2H2 + O2 xót - Điều chế O2 t 2KClO3 2KCl + 3O2 MnO - Điều chế SO2, SO3: t0 4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 t0 2SO2 + O2 2SO3 VO - Điều chế Cl2: ®pnc 2KCl 2K + Cl2 - Điều chế khí hidroclorua: a.s H2 + Cl2 2HCl Lưu ý: Ở điều kiện thường SO3 chất lỏng, có nhiệt độ sơi thấp nên dễ dàng chuyển thành khí, phản ứng oxi hóa SO2, lượng SO3 sinh trạng thái khí Câu 2: a Để tránh tình trạng nứt vỡ ống nghiệm cần ý số kỹ thuật sau đây: - Lắp ống nghiệm cho đáy cao miệng ống chút, mục đích tránh tình trạng nước (do thuốc tím ẩm) bị ngưng tụ, chảy ngược đáy ống nghiệm làm thay đổi nhiệt đột ngột, gây vỡ nứt ống nghiệm - Hơ nóng ống nghiệm trước nung tập trung, mục đích tránh tượng vỡ ống nghiệm nhiệt thay đổi đột ngột - Khi khơng thu khí tháo ống dẫn khí khỏi ống nghiệm chứa KMnO4 trước tắt đèn cồn Vì tắt đèn cồn trước áp suất ống nghiệm giảm, nước từ chậu tràn vào ống nghiệm theo ống dẫn khí gây vỡ nứt ống nghiệm b Vai trò miếng bơng Vai trò miếng bơng đặt miệng ống nghiệm có tác dụng hút ẩm KMnO4 thăng hoa, ngồi có tác dụng ngăn khơng cho hạt thuốc tím theo ống dẫn ngồi a Dung dịch bị đục dần, xuất kết tủa tăng dần đến cực đại Sau kết tủa lại tan dần, dung dịch trở thành suốt CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O CO2 + H2O + BaCO3 Ba(HCO3)2 b Dung dịch NaOH lẫn phenolphtalein có màu hồng Khi cho từ từ dung dịch HCl màu hồng nhạt dần, sau màu HCl + NaOH NaCl + H2 O (HCl trung hòa hết kiềm nên phenolphtalein màu hồng) Câu 3: Phân tích: Kim loại A có thành phần muối ăn nên A Na X Z CO X Y X NaOH, Y NaHCO3 , Z Na2CO3 t0 CO T + NaHCO3 CO2 nên T phải muối Na có tính axit T: NaHSO4 Các phương trình hóa học: NaOH + CO2 NaHCO3 NaOH + NaHCO3 Na2CO3 + H2O t0 2NaHCO3 Na2CO3 + H2O + CO2 Na2CO3 + CO2 + H2 O NaHCO3 NaHCO3 + NaHSO4 Na2SO4 + H2O + CO2 Tính số mol n Cu 0,3 mol ; n H SO = 0,736 mol ; n Ba(OH) = 0,536 mol Cu + 2H2SO4 CuSO4 + 2H2O + SO2 0,3 0,6 0,3 mol n H SO (dư) = 0,736 – 0,6 = 0,136 mol Bđ: Pư: Ba(OH)2 + H2SO4 BaSO4 + 2H2 O 0,136 0,136 0,136 mol Ba(OH)2 + CuSO4 BaSO4 + Cu(OH)2 0,4 0,3 0 (mol) 0,3 0,3 0,3 0,3 Khối lượng kết tủa m = (0,136 + 0,3).233 + 0,3.98 = 130,988 gam Lưu ý: Ngoài cách giải ta giải tốn theo cách phân tích dựa vào thành phần tạo kết tủa Cu2+ với nhóm OH-, Ba 2+ SO42Só sánh số mol ta thấy: n Ba (bazơ) = 0,536 mol > n SO (dd) = 0,436 mol SO4 kết tủa hết thành BaSO4 n BaSO nSO = 0,436 mol 4 Theo quy tắc hóa trị n Cu(OH) n H SO 0,872 n OH 1, 072 kiềm dư 2 n Cu(OH) n Cu 0,3 mol Khối lượng kết tủa: m = 0,436.233 + 0,3.98 = 130,988 gam Câu 4: Tóm tắt: Ba (OH ) 0,06 mol 25, 28(g) FeCO Fe x O y t0 O CO BaCO 0,04 mol Fe O 22 ,4 ( gam ) Phân tích: Mấu chốt tốn nằm chỗ số mol BaCO3 < số mol Ba(OH)2 Kết tủa chưa max Ở thí nghiệm CO2 tác dụng với kiềm có trường hợp nên tính giá trị khác số mol CO2 Vì tốn có oxit sắt khác (hoặc có trường hợp bị loại) Khi giải ta cần ý bảo toàn nguyên tố Fe, C bảo toàn khối lượng Hướng dẫn: Tính số mol n Fe O 0,14 mol ; n Ba(OH) = 0,06 mol ; n BaCO = 0,04 mol 3 t0 2FeCO3 + ½ O2 Fe2O3 + 2CO2 (1) 3x 2y t0 O2 xFe2 O3 (2) n Ba(OH) kết tủa mức cực đại có trường hợp: 2FexOy + Vì n BaCO Trường hợp 1: Ba(OH)2 dư CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O (3) 0,04 0,04 mol Theo (1): n FeCO n CO = 0,04 mol BT mol Fe n Fe(oxit) 0,14.2 0, 04 0, 24(mol) BT khối lượng n O( oxit) 25, 28 0, 28.56 0, 04.60 0, 45(mol) >1,5 n Fe loại 16 Trường hợp 2: Kết tủa tan phần CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O (3) 0,06 0,06 0,06 mol CO2 + H2 O + BaCO3 Ba(HCO3)2 (4) 0,02 (0,06 - 0,04) mol Theo (1): n FeCO n CO = 0,08 mol BT mol Fe n Fe( oxit) 0,14.2 0, 08 0, 2(mol) BT khối lượng n O(oxit) 25, 28 0, 28.56 0, 08.60 0,3(mol) 16 x 0, 2 Công thức oxit sắt là: Fe2O3 y 0,3 Lưu ý: Sau tím số mol CO2 theo trường hợp, ta dùng định luật bảo toàn khối lượng xác định lượng O2 phản ứng phản ứng nung nóng hỗn hợp Trường hợp 1: mO 0, 04.44 22, 25, 28 1, 09 loại Trường hợp 2: mO 0, 08.44 22, 25, 28 0, 64 (gam) m O (phản ứng với oxit) = 0,64 – 0,08 32 = oxit sắt không bị oxi hóa Vậy cơng thức oxit sắt Fe2O3 Mỗi phần có khối lượng 78,4 gam - Phần 1: Chuyển 78,4 gam oxit 155,4 gam muối clorua tăng m 77 gam 77 78, 1, 4.16 1,4 mol n Fe 1(mol) 71 16 56 Fe3O4 + 8HCl 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O Fe2O3 + 6HCl 2FeCl3 + 3H2O FeO + 2HCl FeCl2 + H2O - Phần 2: n Fe Công thức giả định: Fe5O7 n O 1, Fe5O7 + 7H2SO4 FeSO4 + 2Fe2(SO4)3 + 7H2O a 7a a 2a (mol) muối = 952a (gam) nO Fe5O7 + 14HCl FeCl2 + 4FeCl3 + 7H2O b 14b b 4b (mol) muối = 777b (gam) 5a 5b a 1/14 14.9 Ta có: n HCl 1,8 mol 70 952a 777b 167,9 b / 70 Lưu ý: Ngồi cách giải ta sử dụng số cách khác, chẳng hạn cách sau Cách 2: Quy đổi Vì Fe3O4 Fe2O3.FeO nên quy đổi hỗn hợp gồm FeO Fe2O3 Phần 1: Fe O3 : a(mol) FeCl3 : 2a(mol) 160a 72b 78, a 0, 325a 127b 155, b 0, FeO : b(mol) FeCl2 : b(mol) Phần 2: Viết phương trình hóa học Phân tích hệ số theo phản ứng n O n H SO 0, 5n HCl Gọi a, b số mol HCl, H2SO4 35,5a 96b 167,9 1.56 a 1,8 0,5a b n O 0, 4.3 0, b 0,5 Cách 3: Sử dụng cơng thức trung bình tăng giảm khối lượng Phần 1: FexOy + 2yHCl xFeCl2y/x + yH2O Tăng giảm khối lượng: 1mol O mol Cl tăng 55 gam 155, 78, nO 1, (mol) n Fe 1(mol) (tính cách 1) 55 Phần 2: FexOy + 2yHCl xFeCl2y/x + yH2O 2FexOy + 2yH2SO4 Fe2(SO4)2y + yH2O n H O n O (oxit) = 1,4 mol Gọi a,b số mol HCl, H2SO4 BTKL 36,5a + 98b = 167,9 + 1,4.18 – 78,4 = 114,7 (1) Khối lượng gốc axit: 35,5a + 96b = 167,9 – 56 = 111,9 (2) Giải (1,2) a = 1,8 ; b = 0,5 Cách 4: Sử dụng quy tắc hóa trị Ở cách em viết đầy đủ phương trình hóa hoc đặt cơng thức dạng tổng qt viết phương trình hóa học, tính tốn sử dụng quy tắc hóa trị 155, 78, -Phần 1: Tăng giảm khối lượng n Cl 2,8(mol) 55 - Phần 2: Gọi a số mol HCl Vì lượng Fe O khơng đổi nên Hóa trị gốc axit khơng đổi Bảo tồn hóa trị n SO (2,8 – a):2= (1,4 – 0,5a) mol mCl mSO 35,5a + 96.(1,4 – 0,5a) = 167,9 – 56 a = 1,8 mol Lưu ý: Có thể giải theo cách đại số cho phần số mol FeO Fe2O3 Phần số mol FeO, Fe2O3 tác dụng với axit (a 0,2 – a), (b 0,4 – b), Tuy nhiên cách dài dòng tốn nhiều thời gian Câu 5: a) Khi đưa bình hỗn hợp khí (Cl2, CH4) ngồi ánh sáng màu vàng clo bị nhạt dần lượng clo bị tiêu tốn phản ứng Các phản ứng xảy ra: as CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl as CH4 + 2Cl2 CH2Cl2 + 2HCl as CH4 + 3Cl2 CHCl3 + 3HCl as CH4 + 4Cl2 CCl4 + 4HCl - Khi cho nước vào lắc nhẹ khí HCl tan nước Cl2 dư xảy phản ứng: Cl2 + H2 O HCl + HClO HClO HCl + O (oxi nguyên tử có khả tẩy màu) - Khi cho quỳ tím vào dung dịch quỳ tím hóa đỏ (do có mơi trường axit) sau màu b) CuSO4 khan màu trắng, có khả hút ẩm Khi cho CuSO4 khan vào xăng, có lẫn nước xảy tượng hidrat hóa CuSO4 làm cho dung dịch có màu xanh lam CuSO4 khan + 5H2 O CuSO4.5H2O (hidrat) (trắng) (xanh lam) c) Benzen không tan nước, nhẹ nước có khả hòa tan brom tốt nước Khi cho dung dịch brom lỗng vào benzen,lắc nhẹ thấy xuất hỗn hợp phân lớp - Lớp dung dịch chứa benzen hòa tan brom có màu da cam đỏ nâu - Lớp lớp nước, khơng màu Các phương trình hóa học: CaC2 + 2HOH CHCH + Ca(OH)2 t (Pd / PbCO ) CH =CH CHCH + H2 2 CH2 =CH2 t (Ni) + H2 CH3 – CH3 t (Ni) Hoăc: CHCH + 2H2 CH3 – CH3 CH2 =CH2 + Br2 CH2Br – CH2Br lít nước = 1000ml = 1000 gam Lượng nhiệt cần đun sôi 1000 gam nước là: Q = (100 25).1000.4,16 312000J = 312 kJ Gọi m (gam) khối lượng gas cần dùng 0,994m 3600 0, 006m.2654 312 m 5, 03 (gam) 58 44 Câu 6: Đặt cơng thức trung bình hỗn hợp C n H 2n 3n t0 O2 n CO2 + ( n +1)H2O (1) 2,52 -Bình hút nước m H O 2,52(gam) n H O 0,14(mol) 2 18 C n H 2n + -Bình hấp thụ CO2 CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (2) a (mol) a Vì khối lượng dung dịch bình giảm 5,6 gam 100a – 44a = 5,6 a = 0,1 mol Theo (1) n X Y n H O n CO = 0,14 – 0,1 = 0,04 mol 2 (0,1.12 0,14.2) 0,32 (gam) m Y =1,16 gam mX 4, 625 0,32 Vì n X 0, 015 mol M X = 21,3 CTPT X CH4 0, 015 0,32 n CH 0, 02 mol n Y = 0,04 – 0,02 = 0,02 mol 16 Bảo toàn số mol cacbon 0,02.1 + 0,02.CX = 0,1 CX = CTPT Y C4H10 Lưu ý: Có thể tính theo trị số trung bình: n 0,14 1, n 2,5 n 0,1 Vì chất đồng mol nên giá trị C trung bình trung bình cộng số C X Y (1 C Y ) : 2,5 C Y Tính số mol: n Br 0, 225mol ; n CO 0,525 mol ; n H O = 0,805 mol 2 - Phản ứng crackinh: crackinh C4H10 C3H6 + CH4 (1) crackinh C4H10 (2) C2H4 + C2H6 Khí A gồm C3H6, C2H4, C2H6, CH4, C4H10 dư Phản ứng A với dung dich brom dư: C2H4 + Br2 C2H4Br2 (3) C3H6 + Br2 C3H6Br2 (4) Theo phản ứng (1,2): Số mol ankan không đổi n Anken B (sau phản ứng) = n C H (ban đầu) 10 Theo phản ứng (1,2,3,4): n anken(trong A) n Br 0, 225(mol) = n C H (phản ứng) 10 Đặt công thức khí B CnH2n+2 3n t0 O2 nCO2 +(n+1)H2O (5) Theo phản ứng (5): n B n H O n CO 0,805 0,525 0, 28 mol = n C CnH2n+2 + 2 H10 (ban đầu) m = 0,28.58 = 16,24 gam Hiệu suất phản ứng crackinh: H% 0, 225 100% 80,36% 0, 28 Lưu ý: Bài tốn giải theo phương pháp đại số: Gọi a số mol C4H10 phản ứng, b số mol C4H10 dư Sử dụng tốt kỹ thuật phân tích hệ số tím a b nhanh cách -HẾT ĐÁP ÁN ... hiệu suất phản ứng crackinh ** HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC LỚP TỈNH NAM ĐỊNH Năm học 2017- 2018 -Câu 1: 2X 16a a) d N / M 5, 0137 5, 0137 X = 6,973a – 13,31... hợp, ta dùng định luật bảo toàn khối lượng xác định lượng O2 phản ứng phản ứng nung nóng hỗn hợp Trường hợp 1: mO 0, 04.44 22, 25, 28 1, 09 loại Trường hợp 2: mO 0, 08.44 22, 25,... ứng H2 với E A kim loại trung bình yếu Mặt khác, hợp kim A có nhiều ứng dụng nên chọn A Fe Xác định chất: A B C X E F Fe HCl FeCl2 Cl2 FeCl3 Fe3O4 Các phương trình hóa học: t0 (1) 2Fe + 3Cl2
Ngày đăng: 15/02/2019, 18:40
Xem thêm: