- Dung dÞch kh«ng mµu chuyÓn dÇn sang mµu xanh lam.[r]
(1)híng dÉn chÊm
đề thi chọn học sinh giỏi quốc gia lớp 12 ptth năm 1998-1999 mụn hoỏ hc
Ngày thi thứ nhất:Hoá vô cơ Bảng A
Câu I:
1 Dung dịch A có phản ứng axit vì:
FeCl3 = Fe3+ + 3Cl
-Fe3+ + H2O == FeOH2+ + H+ AlCl3 = Al3+ + 3Cl
-Al3+ + H2O == AlOH2+ + H+ NH4Cl = NH4+ + Cl -NH4+ == NH3 + H+ CuCl2 = Cu2+ + 2Cl
-Cu2+ + H2O == CuOH+ + H+
2 Cho H2S léi qua dung dÞch: Cu2+ + H2S = CuS + 2H+ 2Fe3+ + H2S = Fe2+ + S + 2H+ Vì kết tủa có: CuS S
Trong dung dÞch B: Fe2+, Al3+, NH4+, H+, H2S, Cl
-3 Thêm NH3 d có phản ứng: NH3 + H+ == NH4+
H2S + 2NH3 = 2NH4+ + S 2-Fe2+ + S2- = FeS
Al3++3NH+3 +3H2O = Al(OH)3+ 3NH4+ Cã thÓ viÕt:
2Al3+ + 3S2 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S H2S + 2NH3 == 2NH4+ + S
2-Nh vậysẽ có kết tủa FeS (đen) Al(OH)3 trắng Câu II :
1 thu c nhiều COCl2 (k) từ cân bằng
CO(k) + Cl2 (k) == COCl2 (k) ; H0 = -111,3kJ.mol-1
Ta cần tăng áp suất riêng phần khí phản ứng có n (k) < O, lúc cân chuyển dịch sang phải
Ta cần hạ nhiệt độ phản ứng toả nhiệt ( H0 < O), lúc cân bằng chuyển dịch sang phải
Để thu đợc nhiều Mg, tức phải làm cho cân MgO(r) + C(r) == Mg(r) + CO(k);
H0 = +491,0 kJ.mol-1
Giảm áp suất khí phản ứng có n > O (thùc tÕ ngêi ta thùc hiƯn ph¶n øng chân không)
Tng nhit vỡ õy l phn ứng thu nhiệt H0 > O) Tốc độ phản ứng điều chế NOCl(k) từ (1)
Theo đầu bài, tốc độ tiêu thụ NO -3,5.10-4 mol.l-1 s-1 (b) Dấu - để biểu thị lợng (tiêu thụ) NO
(a)
dt
dC
NOdt
dC
dt
dC
dt
dC
v
NO Cl NOCl (2)Vậy : a) Tốc độ phản ứng (1) v = (-3,5.10-4mol.l-1 s-1) v=1.75.10-4 mol.l-1.s-1
b) Tốcđộ tiêu thụ khí Cl2 = v = - 1.75.10-4 mol.l-1.s-1
(Dấu - có ý nghĩa tơng tự (b) trên) c) Tốc độ hình thành NOCl là:
+ 3,5.10-4 mol.l-1.s-1 C©u III: 1 a) 6ClO2 + 3H2O = HCl + 5HClO3
Đây phản ứng oxi hoá, tự khử Cl+4 ClO2 vừa chất oxi hoá (Cl+4 + 5e Cl-) võa lµ chÊt khư (Cl+4 - e Cl+5)
b) 2ClO2 + 2NaOH = NaClO2 + NaClO3 + H2O
Bản chất phản ứng tơng tự chất phản ứng a)
2 a) 2KClO3 + H2C2O4 + 2H2SO4= 2ClO2 + 2KHSO4 + 2CO2 +2H2O. Đây phản ứng oxi hoá khử, Cl+5 KClO3 chất oxi hoá
(Cl+5 + e Cl+4 ClO2) C3+ H2C2O4 lµ chÊt khư
(C+3 - e C+4 CO2)
b) 2NaClO3 + SO2 + H2SO4 = 2ClO2 + 2NaHSO4
Trong phản ứng oxi hoá khử này, Cl+5 NaClO3 chất oxi hoá; S+4 SO2 chất khử (S+4-2e S+6 NaHSO4).
C©u IV:
1 a) Hiện tợng xảy ra:
- Dung dch khụng mu chuyển dần sang màu xanh lam - Mảnh đồng tan dn
- Có mùi hăng hắc thoát Để nhËn biÕt khÝ SO2 tho¸t ra, ta cã thĨ:
- Đặt mẩu giấy quỳ tím tẩm ớt lên miệng ống thử, quỳ tím chuyển dần sang màu (hồng hay )
- Hoặc ngửi thấy mùi hăng hắc Phơng trình phản ứng:
Cu + 2H2SO4 đ = CuSO4 + SO2 + 2H2O (1)
b) Ph¶i ®un nãng nhĐ v×:
+ Để tăng tốc độ phản ứng (1) (Khi nhiệt độ tăng tốc độ phản ứng tăng)
+ Khí SO2 dễ khỏi dung dịch, cân phản ứng (1) chuyển sang phía tạo nhiều sản phẩm, thí nghiệm đợc quan sỏt thun li hn
+ Nếu đun mạnh H2SO4 đ nhanh chóng bị phản ứng huỷ hết, khó quan sát thí nghiệm
(Nếu không đun nóng phản ứng xảy chậm, khó quan sát)
2 Cã thĨ dïng thc thư sau:
a Dïng quú tÝm: NhËn Ba(OH)2 (quú xanh), c¸c dung dịch lại dùng Ba(OH)2 phân biệt hai dung dịch lại:
dCCl2
dt
dCNOCl
dt =−
dCNO
dt =¿
(3)- Pb(CH3COO)2: có kết tủa trắng Pb(OH)2 tân thc thư d (PbO22-)
- MgSO4: cã nhiỊu kÕt tủa trắng BaSO4, Mg(OH)2 không tan thuốc thử d
b Dùng NaOH Ca(OH)2
Ba(OH)2: Không có tợng Pb(CH3COO)2: có trắng Pb2+ + 2OH Pb(OH)2
KÕt tña tan NaOH d: Pb(OH)2 + 2OH = PbO22- + 2H2O
MgSO4: cã tr¾ng kh«ng tan thc thư d: Mg2+ + 2OH = Mg(OH)2
Thay cho Na(OH) cã thÓ dïng Ca(OH)2 Ba(OH)2: Không có xảy
Pb(CH3COO)2: có tr¾ng, tan thc thư d MgSO4 cã tr¾ng Mg(OH)2 CaSO4
c Dùng H2SO4hoặc (NH4)2SO4
Dùng H2SO4: Ba(OH)2 cã tr¾ng Ba2+ + SO42- = BaSO4
Pb2+ + 2CH3COO + 2H+ + SO42 = PbSO4 trắng + 2CH3COOH(có mùi giấm)
MgSO4: Không có xảy
Thay cho H2SO4 cú th dựng (NH4)2SO4 lúc Ba(OH)2: có trắng, có mùi khai đun nóng (NH3 )
Pb(CH3COO)2: cã tr¾ng PbSO4 MgSO4
d Dùng Na2S (NH4)2S
Ba(OH)2: Không có xảy
Pb(CH3COO)2: cã ®en Pb2+ + S2 = PbS
MgSO4 : cã tr¾ng Mg2+ + S 2 + H2O = Mg(OH)2 + H2S - Thay cho Na2S cã thĨ dïng (NH4)2S
Ba(OH)2: cã mïi khai ®un nãng Pb(CH3COO)2 cã ®en PbS
MgSO4 : cã tr¾ng Mg(OH)2
e Dïng NH4Cl
Ba(OH)2: Khi ®un nãng cã mïi khai cña NH3: NH4+ + OH = NH3 + H2O
Pb(CH3COO)2: cã tr¾ng, Pb2+ + Cl PbCl2 KÕt tđa tan ®un nóng
MgSO4: Không có xảy
Câu V: Ta cã kÕt qu¶ nh sau:
TT §iƯnPin gåm HiƯu thÕ cđa pin (theo V) cùc §iƯncùc
1 0,96 + 1,66 = 2,62 0,77 + 1,66 =2,43 0,36 + 1,66 = 2,02 4 0,10 + 1,66 = 1,76 0,96 - 0,10 = 0,86
t0
(4)6 0,77 - 0,10 = 0,67 0,96 - 0,36 = 0,60 0,77 - 0,36 = 0,41 0,36 - 0,10 = 0,26 10 0,96 - 0,77 = 0,19
2 Theo b¶ng a, m«i trêng axit (cã H+ hay H 3O+)
NO3 thể tính oxi hoá mạnh so víi m«i trêng trung tÝnh (chØ cã H2O) Cơ thĨ:
ë ®iƯn cùc
3: NO3 - + 3e + 4H+ NO + 2H2O 4: NO3 - + 2e + H2O NO2 - + 2OH
-3 Ph¶n ứng xảy điện cực nh sau:
§iƯn cùc 1: Fe3+ + e Fe2+ 2: [Fe(CN)6]3- + e [Fe(CN)6] 4-3 NO3- + 3e + 4H+ NO +2H2O NO3- + 2e + H2O NO2 + 2OH -5 Al3+ + 3e Al
Phản ứng xảy pin:
Nguyờn tc lập pin điện cực (tiêu) chuẩn dơng điện cực dơng (+) (đặt bên phải), điện cực cực âm (-) (đặt bên trái)
Cơ thĨ:
Pin a: §iÖn cùc §iÖn cùc (a)
Phản ứng điện cực phải đảo lại nh sau Al - 3e Al3+ Vậy:
1 Al - 3e Al3+
3 [Fe(CN)6]3- + e [Fe(CN)6]
4-Pin b: §iƯn cùc §iƯn cùc (b) Al - 3e Al3+
1 NO3- + 3e + 4H+ NO + 2H2O
hay Al + 4HHO3 Al(NO3)3 + NO + 2H2O (b) Pin c: §iƯn cùc §iƯn cùc
Phải đảo phản ứng điện cực lại, ta có NO2- - 2e + 2OH- + NO3- + H2O
2 NO3 + 3e + 4H+ NO + 2H2O
Al + 3[Fe(CN)6]3- Al3+ + [Fe(CN)6]4 (a)
Al + NO3 + 4H+ Al3+ + NO + 2H2O (b)
(5)