Mỗi trường hợp chỉ dùng duy nhất một dung dịch chứa một chất tan và lượng oxit hoặc kim loại cần tách vẫn giữ nguyên khối lượng ban đầu... Từ 2: ** Từ * và ** ta có: Error![r]
(1)ĐỀ LUYỆN THI HỌC SINH GIỎI HUYỆN NĂM HỌC 2010 – 2011 ( Đề số 1) Thời gian: 150 phút ( không kể thời gian phát đề) Thí sinh: Trường: SBD: Câu ( 4,0 điểm): Xác định các chất X1, X2, X3, X4, X5, X6 và hoàn thành phương trình hoá học các phản ứng sau ( ghi rõ điều kiện phản ứng, có): ⃗ X2 + X3 + H2 a X1 + H2O ❑ ⃗ BaCO3 + K2CO3 + H2O b X2 + X4 ❑ ⃗ X1 + X5 + H2O c X2 + X3 ❑ ⃗ BaSO4 + K2SO4 + H2O + CO2 d X4 + X6 ❑ ⃗ X1 + X3 + H2O e X5 + HCl ❑ Câu ( 3,5 điểm): Chỉ dùng thêm giấy quỳ tím, trình bày cách nhận biết các dung dịch sau: Na 2SO4, NaHCO3, NaCl, BaCl2, AlCl3, NaHSO4 (không trình bày dạng bảng sơ đồ) Câu (3,0 điểm ): A là hỗn hợp gồm CuO, Al2O3 và Fe3O4 Để hoà tan 4,94 gam A cần 360 ml dung dịch HCl 0,5M Nếu lấy 0,2 mol hỗn hợp A cho tác dụng với với H dư nhiệt độ cao thì sau phản ứng thu 5,4 gam H2O Tính % khối lượng chất A Câu ( 3,5 điểm): Cho khí CO qua m gam hỗn hợp CuO và Fe2O3 nung nóng 17,6 gam hỗn hợp chứa chất rắn và 11,2 lít khí B có tỷ khối khí oxi 1,275 Dẫn toàn lượng khí B vào 342 gam dung dịch Ba(OH)2 16% thu a gam kết tủa Tính m và a ( các thể tích khí đo đktc) Câu ( 3,0 điểm): Hòa tan hoàn toàn 49,6 gam hỗn hợp A gồm Fe, FeO, Fe 3O4 và Fe2O3 H2SO4 đặc, nóng thu 8,96 lít SO2 ( đktc) và dung dịch B chứa chất tan Tính % khối lượng oxi A Câu ( 3,0 điểm): Cho a gam kim loại M tác dụng với oxi thu 9,6 gam hỗn hợp M và MO Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp đó dung dịch HCl thì thu dung dịch chứa 28,5 gam muối Xác định M và tính giá trị a ( Cho: Fe = 56; O = 16; Cu = 64; Al = 27; H = 1; Ba = 137; Zn = 65; Mg = 24; Ca = 40) (2) Đáp án: Câu 1: a X1: KCl; X2: KOH; X3: Cl2 ( đpdd có màng ngăn) b X4: Ba(HCO3)2 c X5: KClO3 ( với đk đun nóng ghi 1000C ) KClO d X6: KHSO4 e HCl đặc Mục a: điểm; các mục còn lại mục 0,75 điểm - Thiếu điều kiện pư trừ 0,25 điểm, chưa cân trừ 0,25 điểm - Nếu phương trình có công thức viết sai thì phương trình đó bị điểm - Nếu mục a ghi đpdd thì trừ 0,25 điểm, không ghi điều kiện thì không cho điểm mục a Câu 2: NaHCO3: làm quỳ tím hóa xanh: 0,25 AlCl3, NaHSO4: Đỏ ( nhóm 1) : 0,25 Na2SO4, NaCl, BaCl2 : Tím ( không làm đổi màu giấy quỳ) ( nhóm 2) : 0,25 -Dùng dd NaHCO3 làm thuốc thử để nhận biết các chất nhóm 1: NaHSO4: có khí không màu thoát ( kèm theo pt): 0,75 AlCl3: Vừa có khí không màu thoát vừa có kết tủa keo trắng xuất ( kèm theo pt): 0,75 Dùng dd NaHSO4 vừa nhận để nhận biết các chất nhóm 2: BaCl2: Có kết tủa trắng xuất ( kèm theo pt) : 0,5 NaCl, Na2SO4: Không có tượng gì -Dùng dd BaCl2 nhận biết chất còn lại: Na2SO4: Có kết tủa trắng xuất ( kèm theo pt): 0,5 NaCl: Không có tượng gì : 0,25 Câu 3: CuO: a ( mol); Fe3O4: b (mol) Al2O3: c ( mol) 80a + 232b + 102c = 4,94 (g) ( I) nHCl = 2a + 8b + 6c = 0,18 ( mol) (II) Theo đề: 0,2 mol hỗn hợp A pư tạo 0,3 mol H2O Mặt khác: ( a + b + c) mol hỗn hợp A pư tạo ( a + 4b) mol H2O Suy ta có tỉ lệ: 0,2/ ( a + b + c) = 0,3/ ( a + 4b) → a – 5b + 3c = ( III) Giải hệ pt ( I, II, III) ta được: a = 0,02 ( mol); b = 0,01 ( mol); c = 0,01 ( mol) → %m chất HD chầm: pư: pư cho 0,25 điểm - Pt ( I) và (II) pt cho 0,25 điểm - pt (III): 0,5 điểm Kết giải hệ pt: 0,25 điểm Kết % khối lượng chất: 0,5 điểm Câu 4: (3) - Viết pt: pt 0,25 điểm CO2: a mol CO: b mol a + b = 0,5 ( mol) ( I) 44a + 28b = 1,275.32.0,5 = 20,4 ( II) Giải hệ pt( I) và (II) ta được: a = 0,4 (mol) và b = 0,1 ( mol) 0,5 điểm Theo (1,2,3,4): nO (oxit)pư = nCO2 = 0,4 ( mol) m = 17,6 + 16.0,4 = 24 (g) 0,5 điểm nBa(OH)2 = 342.16/( 100.171) = 0,32 ( mol) Vì < nCO2/ nBa(OH)2 = 0,4/0,32 < suy ra: có muối tạo thành Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3 + H2O 0,32 0,32 0,32 0,75 điểm BaCO3 + CO2 + H2O → Ba(HCO3)2 0,08 (0,4 – 0,32) mBaCO3 ( dư) = 0,32 – 0,08 = 0,24 ( mol) mBaCO3 = 197 0,24 = 47,28 ( g) 0,75 điểm Câu 5: nSO2 = 0,4 (mol); trường hợp giải đúng cho 1,5 điểm Trường hợp 1: Chất tan dd B là muối FeSO4 Để đơn giản ta giải bài toán trên theo phương pháp quy đổi Quy đổi hỗn hợp chất trên hỗn hợp chứa Fe2O3 và Fe Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O (1) x x 2Fe + 6H2SO4 ( đặc, nóng) → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (2) 0,8/3 0,4/3 0,4 Fe + Fe2(SO4)3 → 3FeSO4 (3) 0,5 điểm Theo (3): số mol Fe = số mol Fe2(SO4)3 = ( x + 0,4/3) ( mol) Ta có: 160x + 56.( 0,8/3 + x + 0,4/3) = 216x + 22,4 = 49,6 (g) Suy ra: x = 17/135 (mol) - 0,5 điểm nO = 3.17/135 = 17/45 ( mol) %mO = 12,186% 0,5 điểm Trường hợp 2: Chất tan dd B là muối Fe2(SO4)3 Quy đổi hỗn hợp chất trên hỗn hợp chứa FeO và Fe2O3 FeO + 4H2SO4 ( đặc, nóng) → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O 0,4 0,4 Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O 0,5 điểm mFe2O3 = 49,6 - 72.0,4 = 20,8 ( g) nFe2O3 = 20,8/160 = 0,13 ( mol) 0,5 điểm (4) nO = 3.0,13 + 0,4 = 0,79 ( mol) → %mO = 25,484% - 0,5 điểm Câu III ( điểm): Chia 68,8 gam hỗn hợp X gồm Fe và oxit sắt thành phần Hòa tan hết phần vào 200 gam đung dịch HCl 14,6% thu dung dịch A và 2,24 lít khí H ( đktc) Thêm 33 gam nước vào dung dịch A dung dịch B Nồng độ HCl dung dịch B là 2,92% Xác định công thức hóa học oxit sắt hỗn hợp X Hòa tan hết phần ( có khối lượng gấp lần phần 1) vào dung dịch H 2SO4 đặc, nóng thu V lít khí SO2 ( đktc) Tính V Câu IV: Trình bày phương pháp tách CuO khỏi hỗn hợp CuO, Al 2O3, SiO2 ( dạng bột) và tách Ag khỏi hỗn hợp Ag, Cu, Fe (ở dạng bột) Mỗi trường hợp dùng dung dịch chứa chất tan và lượng oxit kim loại cần tách giữ nguyên khối lượng ban đầu Cho phản ứng sau: ⃗ Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O A + H2SO4 ( đặc, nóng) ❑ Xác định công thức hóa học có thể có A và viết PTHH minh họa (5) Hướng dẫn học sinh giải bài tập sau: Cỏc PTHH cho phần vào dung dịch HCl: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 FexOy + 2yHCl → FeCl2y/x + yH2O 0,5 (1) (2) 200.14,6 nHCl ban đầu = 100.36,5 = 0,8(mol) nH 0,25 2,24 0,1(mol ) m 0,1.2 0,2( g ) 22,4 → H Từ (1): nFe = mFe x O y nH = 0,1(mol) => mFe = 0,1 56 = 5,6(g) 34,4 5,6 11,6( g ) nFe x O y 11,6 (mol ) 56 x 16 y (*) 0,5 → Từ (1): nHCl = Error! Objects cannot be created from editing field codes.= 2.0,1= 0,2(mol) mddA = 200 + Error! Objects cannot be created from editing field codes mddB = 217 + 33 = 250(g) 0,5 250.2,92 0,2(mol ) nHCl dư = 100.36,5 0,25 nFe x O y nHCl (2) = 0,8 - 0,2 - 0,2 = 0,4(mol) 1 0,2 nHCl 0,4 ( mol ) 2y 2y y 0,5 Từ (2): (**) Từ (*) và (**) ta có: Error! Objects cannot be created from editing field codes.= Error! Objects cannot be created from editing field codes.→ Error! Objects cannot be created from editing field codes Vậy cụng thức Oxit sắt là: Fe3O4 Cỏc PTHH cho phần vào dung dịch H2SO4 đặc nóng: o t 2Fe + 6H2SO4 đặc Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O to n → SO Nếu H2SO4 không dư: (5) xẩy ra: nSO2 n nFe (5) = Fe ( SO ) (3) và (4) Đặt nFe (5) = x(mol) => nFe (3) = 0,1 - x (0,1 x) n → Fe ( SO ) (3) và (4) = + 0,05 (0,1 x) 2 → cỳ pt: + = x => x = 0,75 (3) 2Fe3O4 + 10H2SO4 đặc 3Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O Cụ thể: Fe + Fe2(SO4)3 → 3FeSO4 Nếu H2SO4 dư (5) không xẩy ra: 3 nFe3O4 0,1 0,05 V n Fe + 2 = 0,175(mol) → SO2 max = 0,5 (4) (5) 0,25 max = 3,92(lít) 0,05 0,25 (6) 0,25 0,05 nFe (3) = 0,1 - = 3 0,05 0,05 nSO2 Khi đó = 0,05 (mol) = VSO2 => = 0,05 22,4 = 1,12 (lớt) Vậy khoảng giá trị có thể nhận V là: 1,12 ≤ V ≤ 3,92 (7)