Đang tải... (xem toàn văn)
- Nhận ra C2H4 ở nhóm 2 bằng cách dẫn 3 khí đó lần lượt đi qua các ống nghiệm chứa dung dịch nước brom, ống nghiệm nào bị mất màu là nhận ra khí C2H4.. - Nhận ra H2 ở nhóm 2 bằng cách dẫ[r]
(1)SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HĨA
Đề thức
KỲ THI HỌC SINH GIỎI TỈNH
NĂM HỌC: 2009 - 2010
Môn thi: HÓA HỌC Lớp - THCS
Thời gian: 150 phút (Không kể thời gian giao đề) Ngày thi: 24/3/2010
Câu 1: (5,5 điểm)
1 Hoàn thành sơ đồ chuyển hóa sau: (Mỗi mũi tên phương trình hóa học)
Fe FeCl3 FeCl2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Fe2O3 Fe3O4 FeSO4 2 Có hỗn hợp bột gồm oxit: K2O, Al2O3, BaO Bằng phương pháp hóa học tách riêng kim loại khỏi hỗn hợp
3 Dung dịch A chứa a mol CuSO4 b mol FeSO4 Xét ba thí nghiệm sau:
Thí nghiệm 1: Thêm c mol Mg vào dung dịch A, sau phản ứng thu dung dịch muối Thí nghiệm 2: Thêm 2c mol Mg vào dung dịch A, sau phản ứng thu dung dịch muối Thí nghiệm 3: Thêm 3c mol Mg vào dung dịch A, sau phản ứng thu dung dịch muối
a Tìm mối quan hệ a, b, c thí nghiệm
b Nếu a = 0,2; b = 0,3 số mol Mg 0,4 khối lượng chất rắn thu sau phản ứng bao nhiêu?
Câu 2: (5,5 điểm).
1 Một hợp chất hữu có cơng thức dạng CxHyOz (x 2) tác dụng với NaOH Hãy xác định cơng thức cấu tạo viết phương trình hóa học xảy chất với NaOH
2 Trình bày phương pháp hóa học phân biệt bình khí sau: H2, CH4, C2H4, CO2, SO2 Viết phương trình hóa học xảy
3 Axit A chất rắn, màu trắng, dễ tan nước Oxit B tác dụng với dung dịch nước A tạo nên hợp chất C màu trắng, không tan nước Khi nung C với cát than nhiệt độ cao thu đơn chất có thành phần A Xác định công thức A, B, C viết phương trình hóa học xảy
Câu 3: (4,5 điểm).
Hỗn hợp X gồm hai muối cacbonat hai kim loại nhóm IIA thuộc chu kỳ bảng tuần hồn Hịa tan 3,6 gam hỗn hợp X dung dịch HNO3 dư, thu khí Y cho tồn lượng khí Y hấp thụ hết dung dịch Ba(OH)2 dư thu 7,88 gam kết tủa
a Hãy xác định công thức hai muối tính thành phần % khối lượng muối trong X
b Cho 7,2 gam hỗn hợp X 6,96 gam FeCO3 vào bình kín chứa 5,6 lit khơng khí (đktc). Nung bình nhiệt độ cao để phản ứng xảy hoàn toàn thu hỗn hợp khí Z Tính thành phần % theo số mol chất Z
c Tính thể tích dung dịch HNO3 2M tối thiểu cần dùng để hòa tan hết hỗn hợp chất rắn thu sau nung
Giả sử khơng khí oxi chiếm 1/5 nitơ chiếm 4/5 thể tích Câu 4: (4,5 điểm).
1 Đốt cháy hoàn toàn 9,2 gam hợp chất hữu A chứa C, H, O cho tồn sản phẩm cháy qua bình đựng H2SO4 đặc bình đựng nước vơi dư Sau kết thúc thí nghiệm thấy khối lượng bình tăng 10,8 gam bình tăng 17,6 gam Xác định công thức phân tử A viết công thức cấu tạo có A
2 A rượu đa chức có cơng thức R(OH)n (R gốc hidrocacbon) cho 12,8 gam dung dịch rượu A (trong nước) có nồng độ 71,875% tác dụng với Na dư thu 5,6 lit H2 (ở đktc) Xác định công thức phân tử A, biết khối lượng phân tử A 92 đ.v.C
(2)HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI TỈNH
NĂM HỌC: 2009 - 2010
Mơn thi: HĨA HỌC Lớp - THCS
(Đây theo ý tôi)
Câu Đáp án Điểm
1.1 2Fe + 3Cl2 ⃗t0 2FeCl3
2FeCl3 + Fe 3FeCl2 2FeCl2 + Cl2 2FeCl3
FeCl2 + 2NaOH Fe(OH)2 + 2NaCl 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 4Fe(OH)3 2Fe(OH)3 ⃗t0 Fe2O3 + 3H2O
3Fe2O3 + CO ⃗t0 2Fe3O4 + CO2
Fe3O4 + 4H2SO4 loãng + Fe 4FeSO4 + 4H2O 1.2
Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp dung dịch HCl dư, sau nhúng kim loại Mg vào hỗn hợp dung dịch tới phản ứng kết thúc, lấy kim loại Mg Ta thu phần
- Phần 1: Hỗn hợp dung dịch gồm KCl, BaCl2; MgCl2 - Phần 2: Rắn gồm Mg Al
Cho phần tác dụng với dung dịch KOH vừa đủ ta thu Mg(OH)2 không tan, lọc tách Mg(OH)2 dung dịch gồm KCl BaCl2; cho dung dịch vừa thu tác dụng với dung dịch K2CO3 dư ta thu BaCO3 không tan, lọc tách BaCO3 ta dung dịch gồm KCl K2CO3 cịn dư, cho dung dịch tác dụng với dung dịch HCl dư ta thu dung dịch KCl HCl cịn dư, cạn dung dịch thu KCl khan; điện phân nóng chảy KCl ta thu K (Kali) Còn chất rắn BaCO3 tiếp tục cho tác dụng với dung dịch HCl vừa đủ, thu dung dịch BaCl2 ; cô cạn điện phân nóng chảy BaCl2 ta thu Ba (Bari)
Cho phần tác dụng với dung dịch HCl dư, thu hỗn hợp dung dịch gồm MgCl2; AlCl3 HCl dư, cho hỗn hợp dung dịch tác dụng với dung dịch NaOH dư, thu kết tủa Mg(OH)2 ; lọc tách kết tủa lại hỗn hợp dung dịch, tiếp tục thổi dịng khí CO2 dư vào hỗn hợp dung dịch ta lại thu kết tủa Al(OH)3 ; lọc tách Al(OH)3 đem nung nhiệt độ cao thu Al2O3 ; tiếp tục đem Al2O3 điện phân nóng chảy ta thu Al
Các PTHH xảy ra:
K2O + 2HCl 2KCl + H2O BaO + 2HCl 2BaCl2 + H2O Al2O3 + 6HCl 2AlCl3 + 3H2O
Khi nhúng kim loại Mg vào dung dịch xảy phản ứng 3Mg + 2AlCl3 3MgCl2 + 2Al
- Phần 1:
(3)K2CO3 + 2HCl 2KCl + H2O + CO2
Cô cạn dung dịch ta thu KCl khan, điện phân nóng chảy KCl thu K
2KCl ⃗dpnc K + Cl2
Cho BaCO3 tác dụng với dung dịch HCl vừa đủ BaCO3 + 2HCl BaCl2 + H2O + CO2
Cô cạn dung dịch ta thu BaCl2 khan, điện phân nóng chảy BaCl2 thu Ba
BaCl2 ⃗dpnc Ba + Cl2
- Phần 2: Tác dụng với dung dịch HCl dư Mg + 2HCl MgCl2 + H2 Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2
Cho dung dịch thu tác dụng với NaOH dư HCl + NaOH NaCl + H2O
MgCl2 + 2NaOH Mg(OH)2 + 2NaCl
AlCl3 + 4NaOH dư NaAlO2 + 3NaCl + H2O
Lọc tách kết tủa Mg(OH)2 , thổi dịng khí CO2 dư vào dung dịch thu
NaAlO2 + CO2 + H2O Al(OH)3 + NaHCO3
Lọc tách kết tủa Al(OH)3 , đem nung Al(OH)3 ta thu Al2O3
2Al(OH)3 ⃗t0 Al2O3 + 3H2O
Điện phân nóng chảy Al2O3, ta thu Al 2Al2O3 ⃗dpnc 4Al + 3O2
1.3 a/
Ở thí nghiệm 1: sau phản ứng thu dung dịch gồm muối gồm MgSO4 ; CuSO4 FeSO4, ta có c < a, tức CuSO4 dư FeSO4 chưa phản ứng (vì theo quy tắc Mg tham gia phản ứng với muối CuSO4 trước, hết CuSO4 mà Mg cịn dư tiếp tục phản ứng với FeSO4)
PTHH:
Mg + CuSO4 ❑⃗ MgSO4 + Cu c c mol
(Với c < a)
Ở thí nghiệm 2: Sau phản ứng thu dung dịch gồm muối gồm MgSO4 FeSO4, ta có a 2c < a + b, tức FeSO4 dư (FeSO4 chưa phản ứng phản ứng phần)
TH 1: Nếu 2c = a, FeSO4 chưa phản ứng Mg + CuSO4 ❑⃗ MgSO4 + Cu a a mol
TH 2: Nếu 2c > a, FeSO4 phản ứng phần Sau phản ứng d lượng là:
b – (2c – a) mol Hay (a + b) – 2c mol Mg + CuSO4 ❑⃗ MgSO4 + Cu a a mol
(4)2c – a 2c – a mol Vậy: a 2c < a + b
Ở thí nghiệm 3: sau phản ứng thu dung dịch muối, CuSO4 FeSO4 phản ứng hết 3c a + b
TH 1: 3c = a + b, phản ứng xảy vừa đủ Mg + CuSO4 ❑⃗ MgSO4 + Cu a a mol
Mg + FeSO4 ❑⃗ MgSO4 + Fe 2c – a 2c – a mol
( Với 2c – a = b Hay 2c = a + b) TH 2: 3c > a + b
Mg + CuSO4 ❑⃗ MgSO4 + Cu a a mol
Mg + FeSO4 ❑⃗ MgSO4 + Fe b b mol
( Với 3c – a > b Hay 3c > a + b) b/
Ta có: mr = 0,2.64 + 0,2.56 = 12,8 + 11,2 = 24 gam
2.1 Để tác dụng với NaOH chất hữu phải có nhóm – COOH có nhóm chức – COO; có nguyên tử Oxi Số nguyên tử oxi không vượt 4, có tối đa ngun tử C Vậy z
Ta có:
H – COOH ; CH3 – COOH ; H – COOCH3 ; HO – CH2 – COOH ; HOOC – COOH ; O = CH-COOH
PTHH:
H - COOH + NaOH ❑⃗ H - COONa + H2O CH3 - COOH + NaOH ❑⃗ CH3 - COONa + H2O H – COOCH3 + NaOH ❑⃗ CH3 - OH + H – COONa
HO - CH2 - COOH + NaOH ❑⃗ HO - CH2 - COONa + H2O HOOC - COOH + 2NaOH ❑⃗ NaOOC - COONa + 2H2O O = CH - COOH + NaOH ❑⃗ O = CH - COONa + H2O 2.2
Dẫn khí qua ống nghiệm chứa dung dịch nước brom Phân biệt nhóm
- Nhóm 1: Làm màu dung dịch nước brom gồm: C2H4 SO2 - Nhóm 2: Khơng làm màu dung dịch nước brom gồm: H2 ; CH4 CO2
- Nhận SO2 nhóm cách dẫn khí qua ống nghiệm chứa dung dịch nước vôi trong, ống nghiệm bị vẩn đục nhận khí SO2
- Nhận CO2 nhóm cách dẫn khí qua ống nghiệm chứa dung dịch nước vôi trong, ống nghiệm bị vẩn đục nhận khí CO2
- Nhận H2 nhóm cách dẫn khí lại qua ống nghiệm chứa bột CuO nung nóng, ống nghiệm mà làm chất rắn từ màu đen chuyển dần sang màu đỏ đồng thời có nước xuất hiện, nhận khí H2
- Khí cịn lại CH4 Các PTHH:
(5)SO2 + Ca(OH)2 ❑⃗ CaSO3 + H2O CO2 + Ca(OH)2 ❑⃗ CaCO3 + H2O H2 + CuO ⃗t0 Cu + H2O
Hoặc làm theo cách:
Dẫn khí qua ống nghiệm chứa dung dịch nước vơi Phân biệt nhóm
- Nhóm 1: Làm đục dung dịch nước vơi tạo kết tủa gồm: CO2 SO2
- Nhóm 2: Không làm đục dung dịch nước vôi gồm: H2 ; CH4 C2H4
- Nhận SO2 nhóm cách dẫn khí qua ống nghiệm chứa dung dịch brom, ống nghiệm bị màu nhận khí SO2
- Nhận C2H4 nhóm cách dẫn khí qua ống nghiệm chứa dung dịch nước brom, ống nghiệm bị màu nhận khí C2H4
- Nhận H2 nhóm cách dẫn khí cịn lại qua ống nghiệm chứa bột CuO nung nóng, ống nghiệm mà làm chất rắn từ màu đen chuyển dần sang màu đỏ đồng thời có nước xuất hiện, nhận khí H2
- Khí cịn lại CH4 Các PTHH:
SO2 + Ca(OH)2 ❑⃗ CaSO3 + H2O CO2 + Ca(OH)2 ❑⃗ CaCO3 + H2O SO2 + Br2 + 2H2O ❑⃗ H2SO4 + 2HBr C2H4 + Br2 ❑⃗ C2H4Br2
H2 + CuO ⃗t0 Cu + H2O
2.3
A H3PO4 ; B CaO C Ca3(PO4)2
PTHH: 2H3PO4 + 3CaO ❑⃗ Ca3(PO4)2 + 3H2O Ca3(PO4)2 + SiO2 (cát) + 5C ⃗t0 3CaSiO3 + 5CO + 2P
3
a/ Đặt công thức chung muối cacbonat hai kim loại hoá trị II là: RCO3
Ta có PTHH: RCO3 + 2HNO3 ❑⃗ R(NO3)2 + H2O + CO2 CO2 + Ba(OH)2 ❑⃗ BaCO3 + H2O
nBaCO ❑3 = 0,04 mol => nRCO ❑3 = nCO ❑2 = nBaCO ❑3 = 0,04 (mol)
MRCO ❑3 = 90 => MR = 30.
MR khối lượng nguyên tử trung bình kim loại hoá trị II Mà kim loại hoá trị II lại thuộc chu kỳ bảng tuần hồn Vậy kim loại Mg Ca
(6)Theo ta có:
84a + 100b = 3,6 a + b = 0,04
Đặt a, b số mol MgCO3 CaCO3 Giải hệ phương trình ta được: a = 0,025 b = 0,015
mCaCO ❑3 = 1,5 g % mCaCO ❑3 = 41,67%
mMgCO ❑3 = 2,5 g % mMgCO ❑3 = 58,33%
b/ MgCO3 ⃗t0 MgO + CO2
CaCO3 ⃗t0 CaO + CO2
FeCO3 ⃗t0 FeO + CO2
nFeCO ❑3 = 0,06 mol => nFeO = 0,06 (mol) VO ❑2 =
5 Vkk =
5 5,6 = 1,12 (lit) => nO ❑2 = 0,05 (mol)
VN ❑2 = 5,6 – 1,12 = 4,48 (lit) => nN ❑2 = 0,2 (mol) Xảy phản ứng: 4FeO + O2 ⃗t0 2Fe2O3
0,06 0,05 0,03 (mol) Sau phản ứng nO ❑2 d = 0,05 – 0,015 = 0,035 (mol)
Ta nhận thấy khối lượng hỗn hợp X câu b gấp đơi câu a Vì số mol CO2 hỗn hợp X câu b l à: 0,08 mol
=> ∑nCO2 = 0,08 + 0,06 = 0,14 (mol)
Tổng số mol khí là: 0,2 + 0,14 + 0,035 = 0,375 (mol) Vậy thành phần khí hỗn hợp Z là:
% nO ❑2 = 9,33% ; % nN ❑2 = 53,33% ; % nCO ❑2 = 37,33% c/ Các PTHH xảy ra:
MgO + 2HNO3 ❑⃗ Mg(NO3)2 + H2O
0,05 0,1 (mol) CaO + 2HNO3 ❑⃗ Ca(NO3)2 + H2O
0,03 0,06 (mol) Fe2O3 + 6HNO3 ❑⃗ 2Fe(NO3)3 + 3H2O
0,03 0,18 (mol)
∑nHNO3 (đã dùng) = 0,1 + 0,06 + 0,18 = 0,34 (mol)
∑VHNO3 (cần dùng) = 0 ,342 = 0,17 (lit)
4.1
Theo ta có PTHH:
4CxHyOz + (4x + y – 2z) O2 ⃗t0 4xCO2 + 2yH2O
(7)CO2 + Ca(OH)2 ❑⃗ CaCO3 + H2O
Ta có: nCO ❑2 = 0,4 (mol) => nC = nCO ❑2 = 0,4 (mol) Vậy mC = 4,8 g
và nH ❑2 O = 0,6 (mol) => nH = 2nH ❑2 O = 1,2 (mol) Vậy mH = 1,2 g
Ta có khối lượng mO = 9,2 – (4,8 + 1,2) = 3,2 g => nO = 0,2 mol Ta có tỉ lệ: nC : nH : nO = 0,4 : 1,2 : 0,2 = : :
Vậy CTPT đơn giản A là: C2H6O
CH3 – CH2 – OH (Rượu etylic) CH3 – O – CH3 (Đi metyl ete) 4.2
Theo ta có:
mA = 12,8 x 0,71875 = 9,2 g => nA = 0,1 (mol) mH2O = 3,6 gam; nH2O = 0,2 mol
nH ❑2 = 0,25 (mol)
2H2O + 2Na → 2NaOH + H2 (1)
0,2 0,1 (mol)
2R(OH)n + 2nNa ❑⃗ 2R(ONa)n + nH2 (2) n (mol) 0,1 0,05n (mol) Từ (1), (2): nH2 = 0,1+ 0,05n = 0,25 mol => n =
Ta có: n = Cơng thức R(OH)3 có khối lượng phân tử A 92 đ.v.C
MR(OH) ❑3 = MR + 51 = 92 => MR = 41 Mà R gốc hidrocacbon nên có dạng: CxHy
Ta có: 12x + y = 41 (x, y số nguyên dương) Xét tỉ lệ:
x
y 29 (loại) 17 (loại) -7 (loại)