Giai chi tiet HSG 9 nghe an 2017

[ĐỀ THI HSG NGHỆ AN 2017] Câu I: (3,0 điểm) 1) Viết phương trình hố học phản ứng điều chế khí clo phòng thí nghiệm cơng nghiệp 2) Khí clo điều chế phòng thí nghiệm thường có lẫn khí hidroclorua nước Nêu cách để thu khí clo tinh khiết 3) Trong cơng nghiệp, nước Javen điều chế cách điện phân dung dịch NaCl bão hồ, với điện cực trơ khơng có màng ngăn hai điện cực a) Viết phương trình hố học phản ứng xảy Cho biết ứng dụng nước Javen b) Viết phương trình hố học phản ứng xảy cho nước Javen tác dụng với: - Khí CO2 dư - Dung dịch HCl đặc, đun nóng Hướng dẫn 1) Điều chế khí Cl2 phòng thí nghiệm MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O 2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O KClO3 + HCl → KCl + Cl2↑ + H2O Điều chế khí Cl2 cơng nghiệp đpdd màng ngăn xốp 2NaCl + 2H2O  2NaOH + Cl2↑ + H2↑ Cl2 Cl   H SO  NaCl  Cl2 2)  HCl    đặc  H O bão hoà  H O  3) a) Điều chế Javen cách điện phân dung dịch khơng có màng ngăn đpdd không màng ngăn xốp 2NaCl + H2O   NaCl + NaClO + H2↑ Ứng dụng nước Javen [ĐỀ THI HSG NGHỆ AN 2017] Javen với CO2: NaClO + CO2 + H2O → NaHCO3 + HClO Javen với HCl đặc, nóng: NaClO + 2HCl → NaCl + Cl2↑ + H2O Câu II: (4,0 điểm) 1) Viết phương trình hố học (nếu có) cho bột sắt tác dụng với a) dung dịch CuSO4 b) khí Cl2 đun nóng c) dung dịch H2SO4 đặc, nguội d) dung dịch AgNO3 e) dung dịch FeCl3 Hướng dẫn a) Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu↓ b) Fe + 1,5Cl2 → FeCl3 c) Không tác dụng d) Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + Ag↓ AgNO3 + Fe(NO3)2 → Fe(NO3)3 + Ag↓ e) Fe + 2FeCl3 → 3FeCl2 2) Cho luồng khí CO dư qua hỗn hợp Ba, Al2O3, Fe2O3 đốt nóng thu chất rắn A Cho A vào nước dư thu dung dịch D chất rắn E Sục CO2 dư vào D thu kết tủa F Cho E vào dung dịch NaOH dư thấy tan phần Xác định chất A, D, E, F viết phương trình hố học phản ứng xảy ( biết phản ứng xảy hoàn toàn) Hướng dẫn   Al2 O3 dư  NaOH Rắ n E  Fe  Ba  Ba Fe      H O   CO  Raén A Al O3   Al2 O3   CO2 dư dư    Dung dòch D   F : Al(OH)3  Fe Fe2 O3   Ba(AlO2 )2 Pt: Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2↑ Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2↑ Ba(OH)2 + Al2O3 → Ba(AlO2)2 + H2O Ba(AlO2)2 + 2CO2 + 4H2O → Ba(HCO3)2 + 2Al(OH)3↓ b) [ĐỀ THI HSG NGHỆ AN 2017] Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O Câu III: (4,0 điểm) 1) Trình bày phương pháp hố học nhận biết chất bột đựng lọ riêng biệt sau: Al2O3, FeO, Fe3O4, Fe2O3 2) Tách chất sau khỏi hỗn hợp với điều kiện nguyên chất không thay đổi khối lượng: NaCl, CaCl2, AlCl3, FeCl3 Hướng dẫn 1) Trước hết, ta lấy chất bột làm nhiều mẫu thử (mỗi chất bột lấy mẫu), đánh số để tiện đối chiếu kết Al2 O3 : raén tan  Al2 O3  Fe2 O3 : tan  FeO  FeO  NaOH   Ta có   HNO3 dư  FeO  Fe3O : không tan   Fe3O loãng :  NO    Fe O Fe O Fe O     hoá nâu  Cu FeCl2  không tượng  FeO  HCl    FeCl Sau    Cu  Fe3O loãng,dư  Cu tan phần   FeCl3 2)  NaCl  CaCl2  ddNH3    dö  AlCl3  FeCl   NaAlO2  CO2  Al(OH)3  NaOH   Al(OH)3      NaOH dư dư  Fe(OH)3 Fe(OH)3  lọc   NaCl  to  CaCl    NH Cl to  (NH3  HCl)  CaCO3  NaCl  (NH )2 CO3   NaCl  CaCl2   NH Cl  CO,t o  Cl Với: Fe(OH)3   Fe2 O3  Fe  FeCl3 lọc   Cl đpnc Criolit  Al  AlCl3 Với: Al(OH)3   loïc  to ñpnc  Cl  CaCO3  CaO  Ca  CaCl2 Cuối cùng:  (NH3  HCl)  NaCl to   NaCl  NH Cl Nhận xét: toán phức tạp chỗ phải tách nguyên chất khối lượng không đổi Câu IV: (6,0 điểm) [ĐỀ THI HSG NGHỆ AN 2017] 1) Sục V lít CO2 (đktc) vào 100 ml dung dịch hỗn hợp NaOH 0,2M Ba(OH)2 0,4M, đến phản ứng hoàn toàn thu dung dịch A m gam kết tủa B a) Tính m V = 0,448 lít b) Tính V m = 1,97 gam c) Biết cho dung dịch HCl dư vào dung dịch A đến phản ứng hồn tồn thu 0,896 lít CO2 (đktc) Tính V, m Hướng dẫn nOH CO : 0,02 k   muối CO 32  a)  nCO2 OH : 0,1  CO  2OH   CO   H O   0,02  0,02 pt:  suy ra: m = 3,94 (gam)  Ba2   CO32   BaCO3   0,04 0,02  0,02    Ba2   CO   BaCO  3     0,04 0,01  0,01   nCO2  0,01  V  0,224 (lít)  TH1   CO2  2OH   CO32   H O     0,01  0,01 b) 2TH    CO  2OH   CO   H O    0,02  0,01  0,01   nCO2  0,09  V  2,016 (lít)  TH     CO2  OH  HCO3     0, 08  0,08 c) Ta chứng minh công thức hữu dụng sau: CO  2OH   CO   H O CO2 : x  y   nCO   nOH   nCO CO32  : x 2x  x  x Ta có       CO2  OH  HCO3 HCO3 : y nHCO3  2.nCO2  nOH    y y  y OH  : 2x  y Áp dụng: [ĐỀ THI HSG NGHỆ AN 2017]   BaCO3 : 0,04 CO      BTNT.C  CO    TH1 : CO2  OH    CO2  x  0,08 (Loại) dư   OH dö  0,1 x  x  0,04  0,04 ñk:x  0,05    BaCO3 : 0,1  x     BTNT.C  TH 2.1  HCO    CO2  x  0,07       0,04 (2x 1)  V 1,568   CO  : 0,1  x m  5,91      TH : CO2  OH   BaCO3 : 0,04 HCO3 : x  0,1   0,1  x   CO  : 0,1  x  0,04  ñk:0,05  x  0,1  TH  x  0,08   2.2  dö   CO 0,06 x     (Loaïi)   HCO  : 2x  0,1  0,04      V  1,568 (l) Vậy  m=5,91 (gam) 2) Chia m gam hỗn hợp Na Al thành hai phần nhau: Phần 1: cho vào nước thu dung dịch A, chất rắn B 8,96 lít H2 (đktc) Phần 2: cho vào dung dịch NaOH dư thu dung dịch D 12,32 lít H2 (đktc) (Biết phản ứng hố học xảy hồn tồn) a) Tính m b) Lấy 350 ml dung dịch HCl xM vào dung dịch A thu 3a gam kết tủa Mặt khác, cho 500 ml dung dịch HCl xM vào dung dịch A thu 2a gam kết tủa Tính x a Hướng dẫn a)   H : 0,4   H2 O    Dung dòch A  P1   Na  Rắn B: Al dư      Al   H : 0,55  NaOH   P  m(gam)    Dung dòch D Phần 1: Na + H2O → NaOH + 0,5H2↑ x→ x 0,5x NaOH + Al + H2O → NaAlO2 + 1,5H2↑ x→ x 1,5x → 2x = 0,4 → x = 0,2 Phần 2: Na + H2O → NaOH + 0,5H2↑ x→ x 0,5x NaOH + Al + H2O → NaAlO2 + 1,5H2↑ y→ 1,5y → 0,5x + 1,5y = 0,55 → y = 0,3 → m = 25,4 (gam)  [ĐỀ THI HSG NGHỆ AN 2017]  HCl    0,35x  Al(OH)3 : 3a  b) Dung dịch A: NaAlO2   HCl    Al(OH)3 : 2a 0,2  0,5x Ta chứng minh công thức hữu dụng sau: (1) AlO   H   H O  Al(OH)   AlO2  : a 2   (1) : nH   n  a     a a   H : a  3b   (2) Al(OH)3  3H   Al3   3H O  Al(OH) (1  2) : nH   4.nAlO   3n   : a  b 3dö   3b  b  (1): kết tủa chưa bị hoà tan (1) + (2): kết tủa bị hoà tan phần Việc chứng minh khơng khó em áp dụng để đẩy nhanh tốc độ làm quét tốt trường hợp xảy    3a x   nH   nAlO    0,35x     78 0,23 0,2 TH : khoâ n g bò hoà tan (Loại)      3.2a   91  ñk:nH   nAlO2   0,5x  0,8  a  78    15 Vậy   3.3a  0,35x 4.0,2      78   x  (tm)  TH :  bò hoà tan   a  3,9   0,5x  4.0,2  3.2a  nH  78  ñk: 1< 4    nAlO2 Suy ra: x = a = 3,9 Câu V: (3,0 điểm) 1) Vẽ hình biểu diễn thí nghiệm hấp phụ màu than gỗ Cho biết ứng dụng tính hấp phụ than hoạt tính 2) Nêu tượng, viết phương trình hố học cho từ từ đến dư a) dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl3 b) dung dịch AlCl3 vào dung dịch NaOH Hướng dẫn [ĐỀ THI HSG NGHỆ AN 2017] 1) Trong y tế: để tẩy trùng độc tố sau bị ngộ độc thức ăn Trong cơng nghiệp hóa học: làm chất xúc tác chất tải cho chất xúc tác khác Trong kỹ thuật, than hoạt tính thành phần lọc khí (trong đầu lọc thuốc lá, miếng hoạt tính trang); khử mùi tủ lạnh, nhà bếp máy điều hòa nhiệt độ Trong xử lý nước (hoặc lọc nước gia đình): hấp phụ chất bẩn màu, mùi,… Do cấu trúc xốp rỗng xung quanh mạng tinh thể than hoạt tính có lực hút mạnh, than hoạt tính có khả hấp phụ khác thường chất có gốc hữu Than hoạt tính sử dụng để hấp phụ chất hữu cơ, chất độc, lọc xử lý nước sinh hoạt nước thải, xử lý làm môi trường, khử mùi, khử tia đất tác nhân gây ảnh hưởng có hại đến sức khỏe người, chống ô nhiễm môi trường sống Đem lại môi trường sống cho người Các nghành công nghiệp chế biến thực phẩm, cơng nghiệp hóa dầu, sản xuất dược phẩm, khai khống, nơng nghiệp, bảo quản, hàng khơng vũ trụ, lĩnh vực quân Đều cần phải sử dụng than hoạt tính với khối lượng lớn 2) Phương pháp làm toán nêu tượng Bước 1: Dự đoán phương trình xảy Bước 2: Quan sát màu sắc, mùi kết tủa, khí dung dịch sau mơ tả a) Ban đầu: 3NaOH + AlCl3 → 3NaCl + Al(OH)3↓ Khi NaOH dư: NaOH + Al(OH)3 → NaAlO2 + 2H2O [ĐỀ THI HSG NGHỆ AN 2017] Khi cho NaOH vào dung dịch AlCl3 ta thấy xuất kết tủa trắng, dạng keo, kết tủa tăng dần tối đa Khi thêm tiếp NaOH ta nhận thấy kết tủa trắng tan dần tan hết, dung dịch suốt trở lại b) 8NaOH + 2AlCl3 → 6NaCl + 2NaAlO2 + 4H2O 3NaOH + AlCl3 → 3NaCl + Al(OH)3↓ Khi nhỏ từ từ AlCl3 vào dung dịch NaOH lúc đầu mol NaOH lớn nên kết tủa tạo tan dung dịch Tiếp tục thêm AlCl3 sau thời gian mol NaOH giảm, ta thấy kết tủa bắt đầu xuất hiện, đến lượng kết tủa không đổi  ... 2H2O [ĐỀ THI HSG NGHỆ AN 2017] Khi cho NaOH vào dung dịch AlCl3 ta thấy xuất kết tủa trắng, dạng keo, kết tủa tăng dần tối đa Khi thêm tiếp NaOH ta nhận thấy kết tủa trắng tan dần tan hết, dung... HSG NGHỆ AN 2017] 1) Sục V lít CO2 (đktc) vào 100 ml dung dịch hỗn hợp NaOH 0,2M Ba(OH)2 0,4M, đến phản ứng hoàn toàn thu dung dịch A m gam kết tủa B a) Tính m V = 0,448 lít b) Tính V m = 1 ,97 ... n g bò hoà tan (Loại)      3.2a   91  ñk:nH   nAlO2   0,5x  0,8  a  78    15 Vậy   3.3a  0,35x 4.0,2      78   x  (tm)  TH :  bò hoà tan   a  3 ,9   0,5x 