Lượng khí B được hấp thụ hoàn toàn bởi dung dịch NaOH tạo thành muối.Viết phương trình phản ứng và biện luận khí B.. Hỏi có thể dùng chất nào trong các chất sau đây để loại bỏ SO 2: Dung[r]
(1)ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI THCS LỚP -VÒNG II NĂM HỌC: 2011-2012 Môn thi: Hóa học Thời gian làm bài:150 phút( không kể thời gian giao đề) CÂU I (4điểm) 1) Cho a mol kim loại M (hóa trị n không đổi) tan vừa hết dung dịch chứa a mol H2SO4, muối A và khí B Lượng khí B hấp thụ hoàn toàn dung dịch NaOH tạo thành muối.Viết phương trình phản ứng và biện luận khí B 2) Khi điều chế C2H4 từ C2H5OH và H2SO4 đặc nhiệt độ 170oC thì khí sinh có lẫn SO2 Hỏi có thể dùng chất nào các chất sau đây để loại bỏ SO 2: Dung dịch KOH, dung dịch K2CO3 và dung dịch Br2 CÂU II (4điểm) 1) Một hỗn hợp gồm K và kim loại kiềm X Hòa tan hết 5,4 gam hỗn hợp vào nước 1,68 lít H2 (ở đktc) X là nguyên tố gì? Biết tỷ lệ ngyên tử X và K hỗn hợp lớn 1/9 2) Cho x mol kim loại Natri tác dụng với dung dịch có chứa y mol HCl, thu dung dịch Z Biện luận (Theo x và y) môi trường dung dịch Z CÂU III (6điểm) 1) Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp A gồm MgO và CuO vào dung dịch H 2SO4 thu dung dịch B, đó nồng độ phần trăm muối Xác định thành phần % theo khối lượng chất A 2) Có hỗn hợp gồm C 2H2, C3H6, C2H6 Khi đốt cháy hoàn toàn 24,8 gam hỗn hợp trên thu 28,8 gam nước Mặt khác dùng 11,2dm hỗn hợp trên (ở đktc) tác dụng vừa đủ với 500 gam dung dịch nước Br 20% Hãy xác định thành phần % thể tích khí có hỗn hợp CÂU IV (6điểm) 1) Cho Cl tác dụng với 16,2gam kim loại R (chỉ có hóa trị) thu 58,8 gam chất rắn D Cho O2 dư tác dụng với chất rắn D đến phản ứng hoàn toàn thu 63,6 gam chất rắn E Xác định kim loại R và tính % khối lượng chất E 2)Nhiệt phân hoàn toàn 20 gam hỗn hợp MgCO ,CaCO3, BaCO3, thu khí B Cho B hấp thụ hết vào nước vôi 10 gam kết tủa và dung dịch C Đun nóng dung dịch C tới phản ứng hoàn toàn thấy tạo thêm gam kết tủa Hỏi % khối lượng MgCO3 nằm khoảng nào ? Cho: (k=39; H=1; Cl=35,5; Ca=40; Mg=24; C=12;O=16; Ba=137;Br=80) -Giám thị coi thi không giải thích đề thi Họ và tên ……………………Số báo danh ………HS trường THCS……………… (2) HƯỚNG DẪN CHẤM THI HỌC SINH GIỎI LỚP - VÒNG II MÔN: HÓA HỌC – NĂM HỌC: 2011-2012 Câu I(4 Điểm) 1) Theo bài, tạo muối và khí B: n PTHH: 2M + nH2SO4 → M2(SO4)n + H2 ↑ (1) Phản ứng không xảy trên H2 không tác dụng dụng với NaOH, vì tỉ lệ A a = = , nên phản ứng sau xảy : H SO a 2M + 2nH2SO4 đ ⃗t M2(SO4 )n + SO2 + 2H2O (2) Hoặc : 8M + 5nH2SO4 đ ⃗t 4M2SO4 + nH2S + 4nH2O (3) Không xảy phản ứng (3) vì H2S là chất khử mạnh không phản ứng với NaOH Theo đề bài, và từ phương trình (2) ta rút n =1.Vậy M là kim loại hóa trị I 2M + 2H2SO4 đ ⃗t M2SO4 + SO2 ↑ + 2H2O Khí SO2 bị hấp thụ dung dịch NaOH, giả sử xảy theo phản ứng : SO2 + NaOH → NaHSO3 SO2 + 2NaOH → Na2 SO3 + H2O 2)Các phản ứng SO2 : 2KMnO4 + 5SO2 + 2H2O → K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4 2KOH + SO2 → K2SO3 + H2O K2CO3 + SO2 → K2SO3 + CO2 ↑ Br2 + 2H2O + SO2 → 2HBr + H2SO4 C2H4 không phản ứng với KOH và K2CO3 K2CO3 + SO2 cho khí thoát C2H4 tác dụng Br2 và KMnO4 C2H4 + Br2 → C2H4Br2 3C2H4 + 2KMnO4 + 4H2O → 3C2H4(OH)2 + 2MnO2 + 2KOH Do dùng KOH để loại bỏ SO2 khỏi hỗn hợp Câu II(4điểm) 1) n 0,5 0,5 0,5 0,75 0,25 1,0 ,68 H2= 22 , =0,075(mol) PTHH: 2K + 2H2O 2KOH + H2 ↑ (1) 2X + H2O 2XOH + H2 ↑ (2) Đặt số mol K&X là a và b Từ (1và 2) có hệ phương trình: 39a + Xb = 5,4 a + b = 0,15 Giải hệ PT ta có: ⇒ 0,5 , 45 b = 39 − x đ/k : 0< b < 0,15 Và 0,5 b > 9❑ a ¿ ❑ 05 (3) ⇒ , 45 < 0,15 39 − x ⇒ X < 36 (*) b ⇒ a < 9b ⇒ a + b < 10b ⇒ > 9❑ a ¿ ❑ , 45 > 0,015 ⇒ X> (**) 39 − x ⇒ X: là Na Từ (*) và (**) ta có: < X < 36 b > 0,015 0,5 0,5 2)Nếu x = y: Na tác dụng vừa đủ với HCl, dung dịch thu có x (mol) NaCl nên có môi trường trung tính 2Na + 2HCl → 2NaCl + H2 ↑ x(mol) x(mol) Nếu x < y: HCl dư, dung dịch thu có x (mol) NaCl và (y-x) mol HCl nên có môi trường axit Nếu x > y : Na dư tác dụng với H2O 2Na + 2H2 O → 2NaOH + H2 ↑ (x−y)mol (x−y)mol Dung dịch thu y(mol) NaCl, (x-y) mol NaOH nên có môi trường kiềm Câu III(6 đIểm) 1) PTHH: MgO + H2SO4 → MgSO4 + H2O (1) CuO + H2 SO4 → CuSO4 + H2O (2) Vì nồng độ % muối MgSO4 và CuSO4 nhau, nên dung dịch khối lượng chất tan này phải Gọi số mol ban đầu MgO và CuO là x và y, ta có khối lượng hai muối MgSO4 và CuSO4 thu tương ứng: 120x = 160y, Suy ta có x : y = 4:3 Từ đó tính % khối lượng MgO và CuO tương ứng là 40% và 60% 2)PTHH: 2C2H2 + 5O2 ⃗t 4CO2 + 2H2O (1) x(mol) x(mol) ⃗ 2C3H6 + 9O2 t 6CO2 + 6H2O (2) y(mol) 3y(mol) ⃗ 2C2H6 + 7O2 t 4CO2 + H2O (3) z(mol) 3z(mol) C2H2 + 2Br2 → C2H2Br4 (4) x(mol) 2x(mol) C3H6 + Br2 → C3H6Br2 (5) y(mol) y(mol) Gọi x, y, z là số mol C2H2, C3H6,C2H6 28(g) hỗn hợp ⇒ 26x + 42y + 30z = 24,8 (*) 28 , Theo(1,2,3) ta có PT: x + 3y + 3z = 18 = 1,6 (**) 1,0 1,0 1,0 1,0 1,25 0,25 0,75 (4) 500 20 n Br2 tham gia phản ứng = 100 160 = 0,625(mol) Theo (4&5) ta có: Cứ (x +y+z) mol hỗn hợp tác dụng hết với (2x+y )mol Br2 11 , Theo đề: 22 , = 0,5(mol) hỗn hợp tác dụng hết với 0,625(mol) Br2 Ta có phương trình: 0,625(x + y +z) = 0,5(2x + y) ⇒ 3x – y − 5z = (***) Kết hợp (*)(**)(***)có hệ phương trình : 26x + 42y + 30z = 24,8 x + 3y + 3z = 1,6 3x − y − 5z = Giải hệ ta có x = 0,4 (mol) y = z = 0,2(mol) %vC2H2 = 50% , %vC3H6 = %vC2H2 =25% CâuIV(6 điểm) 1) Gọi hóa trị kim loại R là: n (đ/k: n ) PTHH: 2R + nCl2 → 2RCln (1) ⇒ n 58 , 8− 16 , Cl2 = 71 63 , −58 , 4R + nO2 → 2R2On (2) ⇒ nO2 = 32 Theo PT(1&2) ⇒ M R= n 16 , n 1,8 R=2 Cl n +4 O2 n 1,25 0,5 = 0,6 = 0,15 1,8 = n =9n 1,0 Biện luận: Với giá trị n = ⇒ R = 27(chọn ) Vậy R là: Al Thay giá trị n và R tìm vào PTHH (1&2) ta có: Khối lượng chất rắn E = mAlCl3 + mAl2O3 2 0,6 Theo PTHH (1) nAlCl3 = nCl2= Khối lượng: AlCl3 = 0,4.133,5 = 53,4(g) Theo PTHH (2) nAl2O3 = n = 0,4(mol) O2= 0,15 = 0,1(mol) Khối lượng Al2O3 = 0,1.102 = 10,2(g) 53 , % AlCl3 = 63 , 100 = 83,96% 1,0 m % mAl2O3 =100−83,96 = 16,04 % 2) Đặt công thức đại diện cho muối CaCO3 và BaCO3 là M̄ CO3 Gọi x,y là số mol MgCO3và M̄ CO3 PTHH: MgCO3 ⃗t MgCO3 + CO2 (1) x(mol) x(mol) M̄ CO3 ⃗ M̄ O + CO2 (2) t y(mol) y(mol) CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O (3) 0,1(mol) 0,1(mol) 1,5 (5) 2CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2 0,12(mol) (4) 0,06(mol) Ca(HCO3)2 ⃗t CaCO3 + CO2 + H2O 0,06(mol) (5) 0,06(mol) 10 Theo giả thiết: nCaCO3 PTHH(3) = 100 = 0,1(mol) n TheoPTHH: (3&4) ⇒ CaCO3 PTHH(6) = 100 = 0,06(mol) x + y = 0,22 ∑❑ ⇒ n CO2 = 0,1+ 0,12 = 0,22(mol) y = 0,22 − x 0,5 (*) Theo giả thiết ta có: 84x + ( M̄ + 60)y =20 (**) Thay y vào (**), ta có: 84x + ( M̄ + 60)(0,22−x) =20 6,8 − , 22 \{ M̄ ⇒ x= 24 − M̄ Vì MCa < M̄ < MBa 1,0 hay 40 < M̄ <137 ⇒ 0,125 < x < 0,2065 84 x Mà % khối lượng MgCO3 = 20 100 ⇒ 52,5% < % khối lượng MgCO3 < 86,73 Chú ý: Học sinh làm đến đâu tính điểm đến đó, bài toán làm cách khác đúng, lí luận đúng, cho điểm tối đa 1,0 (6)