Trong bài toán tính theo phương trình hóa học, cân bằng sai hoặc không cân bằng: không tính điểm các kết quả.. Bài tập có nhiều cách giải: nếu bài giải không giống đáp án, nhưng đúng kết[r]
(1)Đề chính thức KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP THCS CẤP HUYỆN NĂM HỌC 2010-2011 ĐỀ THI MÔN: HOÁ HỌC Ngày thi: 16/01/2011 Thời gian làm bài: 150 phút (không kể phát đề) (Đề thi có 02 trang) Câu 1: (2,0điểm) Một hỗn hợp chất rắn A gồm: Na 2CO3, NaCl, BaCl2, NaHCO3 Làm nào để thu NaCl tinh khiết từ hỗn hợp A? Viết phương trình phản ứng minh họa Câu 2: (2,0điểm) Phi kim R hợp với oxi tạo oxit cao có công thức là R 2O5 Trong hợp chất R với hidro thì R chiếm 82,35% khối lượng a) Xác định tên nguyên tố R b) Viết công thức R với hidro và oxi Câu 3: (3,0 điểm) Cho cốc A, B có cùng khối lượng Đặt A, B lên đĩa cân, cân thăng Cho 51 gam AgNO3 vào cốc A và 110,4 gam K2CO3 vào cốc B a) Thêm 200 gam dung dịch HCl 7,3% vào cốc A và 400 gam dung dịch H 2SO4 12,25% vào cốc B Phải thêm bao nhiêu gam nước vào cốc B (hay cốc A) để cân lập lại cân bằng? b) Sau cân đã cân bằng, lấy ½ dung dịch tạo thành cốc A cho vào cốc B Phải cần thêm bao nhiêu gam nước vào cốc A để cân lại cân ? Câu 4: (2,5 điểm) Cho a mol kim loại M (có hóa trị thay đổi) tác dụng hết với H 2SO4 loãng thu a mol khí H2 và dung dịch A Cho 20,8 gam kim loại M trên tác dụng với H 2SO4 đặc nóng thu 13,44 lít khí không màu, mùi hắc (đo đktc) a) Xác định kim loại M +O2 + H O X3 ⃗ + H SO loãng X1 ⃗ + KOH X2 ⃗ +HCl b) M ⃗ t X4 ⃗ X5 Câu 5: (2,5 điểm) Cho 7,06 gam hỗn hợp X gồm nhôm oxit và oxit sắt tác dụng vừa đủ với 330ml dung dịch HCl 1M Lượng hỗn hợp X trên tác dụng vừa đủ với 30ml dung dịch NaOH 2M thu dung dịch A và chất rắn B Đem B nung nóng khí CO dư phản ứng hoàn toàn thu m gam chất rắn C a) Xác định công thức oxit sắt b) Tìm m Câu 6: (1,5 điểm) Hòa tan m gam kali vào 150g dung dịch KOH 10% Khi phản ứng kết thúc thu dung dịch có nồng độ 13,4% Tính m Câu 7: (2,5 điểm) Trộn V1 lít dung dịch H2SO4 1,5M với V2 lít dung dịch NaOH 2M thu 800ml dung dịch A Tính V1, V2 biết 800ml dung dịch A có thể hòa tan 15,3 gam Al 2O3 (giả sử pha trộn không làm thay đổi thể tích dung dịch) Câu 8: (2,0 điểm) (2) Nguyên tử nguyên tố A có tổng số các loại hạt nguyên tử là 40, số hạt không mang điện ít tổng số hạt mang điện 12 Cho biết khối lượng hạt proton và hạt nơtron là đvC a) Xác định nguyên tố A b) Nhúng kim loại A vào 400gam dung dịch CuSO4 2,4% Sau phản ứng xong, lấy kim loại ra, rửa sạch, làm khô cân lại thấy khối lượng kim loại A tăng 5% so với ban đầu Biết tất đồng bị đẩy khỏi muối bám hết vào kim loại A Tính: Khối lượng ban đầu kim loại A Nồng độ phần trăm muối tạo thành sau phản ứng Câu 9: (2,0 điểm) Nhà máy thép Thái Nguyên đã sử dụng quặng hematit nâu (Fe 2O3.2H2O) quá trình luyện thép Để ngày nhà máy sản xuất 1,5 thép (chứa 98% Fe) thì lượng quặng hematit nâu cần dùng là bao nhiêu? Biết hàm lượng hematit nâu quặng là 75%, hiệu suất quá trình sản xuất là 90% Cho biết nguyên tử khối các nguyên tố theo đvC sau: Fe=56; Cr=52; K=39; Na=23; H=1; Al=27; Ag=108; C=12; P=31; N=14; O=16; S=32; Cl=35,5 ) Hết KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP THCS CẤP HUYỆN (3) NĂM HỌC 2010-2011 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN HOÁ HỌC CÂU ĐIỂM Câu (2,0 đ) NỘI DUNG (0,5đ) (0,5đ) Câu (1,0đ) (1,5 đ) (0,5đ) (0,5đ) Câu (0,5đ) (3,0 đ) ) Hòa tan hỗn hợp vào nước xảy phản ứng Na 2CO3 và BaCl2, thu kết tủa Na2CO3 + BaCl2 2NaCl + BaCO3 ↓ Lọc kết tủa, dung dịch thu chứa NaCl và NaHCO 3, có thể có dư Na2CO3 BaCl2 Cho tiếp Na2CO3 dư vào để làm kết tủa BaCl2 Dung dịch thu chứa NaCl, Na 2CO3 và NaHCO3 Cho HCl dư vào dung dịch, xảy phản ứng HCl với Na 2CO3 và NaHCO3 Cô cạn dung dịch đến khan thu NaCl tinh khiết Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + CO2 ↑ + H2O NaHCO3 + HCl NaCl + CO2 ↑ + H2O Oxit cao R có công thức: R 2O5 R tạo hợp chất với hiđro có công thức: RH3 Xác định R: R ×100=82 ,35 Theo đề: R+ R = 14 đvC Vậy R là nguyên tố nitơ (N) CTPT R với oxi là N2O5 CTPT R với hidro là NH3 n AgNO = 51 =0,3 (mol) 170 n K CO = 110 , =0,8 (mol) 138 3 nHCl = 200 ×7,3 =0,4(mol) 100 ×36 , 400 ×12 ,25 =0,5( mol) 100 × 98 Cốc A: AgNO3 + HCl HNO3 + AgCl ↓ Trước phản ứng: 0,3 mol — 0,4 mol Trong phản ứng: 0,3 mol 0,3 mol 0,3 mol 0,3 mol Sau phản ứng: mol — 0,1 mol — 0,3 mol — 0,3 mol n H SO = a) (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) Cốc B: Trước phản ứng: Trong phản ứng: Sau phản ứng: Khối lượng cốc A: mA = 200 + 51 = 251 (gam) Khối lượng CO2 sinh cốc B: mCO =0,5× 44=22(gam) Khối lượng cốc B: mB = 400 + 110,4 - 22 = 488,4 (gam) Vậy để cân thăng bằng, phải thêm nước vào cốc A: mH O=488 , − 251=237 , (gam ) (0,25đ) K2CO3 + H2SO4 K2SO4+ CO2 ↑ + H2O 0,8 mol — 0,5 mol 0,5 mol 0,5 mol 0,5 mol 0,5 mol 0,3 mol — mol — 0,5 mol — 0,5 mol (4) CÂU ĐIỂM (0,5đ) b) (0,25đ) (0,25đ) NỘI DUNG Khối lượng AgCl sinh cốc A: mAgCl=0,3× 143 ,5=43 , 05( gam) Khối lượng dung dịch cốc A: mddA = 200 + 51- 43,05 = 207,95(gam) 207 , 95 =103 ,975 (gam) Khối lượng ½ dung dịch A = Phương trình phản ứng cho ½ dung dịch cốc A vào cốc B: K2CO3 + 2HCl 2KCl + CO2 ↑ + H2O ⃗ 0,025 mol 0,025 mol 0,05 mol ❑ K2CO3 + 2HNO3 2KNO3 + CO2 ↑ + H2O ⃗ 0,075 mol 0,15 mol 0,075 mol ❑ Khối lượng CO2 sinh cho ½ dung dịch cốc A vào cốc B: mCO =(0 , 025+0 , 075)× 44=4,4(gam) Khối lượng cốc A: mA = 251 - 103,975 = 147,025(gam) Khối lượng cốc B: mB = 103,975 + 488,4 – 4,4 = 587,975 (gam) Vậy để cân thăng bằng, phải thêm nước vào cốc A: mH O=587 , 975− 147 , 025=440 ,95 (gam) 2 Câu (0,5đ) (2,5 đ) a) 13 , 44 =0,6 (mol) 22 , Vì số mol M = số mol H2 M có hóa trị II phản ứng với H2SO4 loãng Kim loại M tác dụng với H2SO4 loãng: M + H2SO4 MSO4 + H2↑ Kim loại M tác dụng với H2SO4 đặc, nóng: 2M + 2nH2SO4 M2(SO4)n + nSO2 + 2nH2O 1,2 ⃗ mol 0,6 mol ❑ n nSO = (1,0đ) Theo đề ta có: M= 20 , n 1,2 Biện luận: n Câu (1,25đ) M 17,33 34,67 52 (0,25đ) b) M = 52 (Cr) Cr + H2SO4 CrSO4 + H2 CrSO4 + 2KOH Cr(OH)2 + K2SO4 4Cr(OH)2 + O2 + 2H2O 4Cr(OH)3 ⃗ 2Cr(OH)3 t Cr2O3 + 3H2O Cr2O3 + 6HCl 2CrCl3 + 3H2O (2,5 đ) (0,25đ) (0,25đ) nHCl =0 , 33 ×1=0 ,33(mol) nNaOH =0 , 03 ×2=0 , 06(mol) Gọi công thức oxit sắt là FexOy Al2O3 + 6HCl 2AlCl3 + H2 (5) CÂU ĐIỂM NỘI DUNG 0,03 mol 0,18 mol FexOy + 2yHCl xFeCl2y/x + yH2O n mol 2yn mol Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O 0,03 mol 0,06 mol (0,25đ) (0,25đ) Ta có: (0,5đ) (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) Câu n= , 075 y 102 0,03 + (56x + 16y)n = 7,06 ,075 (56x + 16y) =4 y x = y Vậy công thức hóa học sắt oxit là Fe2O3 , 075 =0 , 025(mol) n= Fe2O3 + 2CO ⃗ t 2Fe + 2CO2 0,025 mol 0,05 mol Khối lượng chất rắn thu được: mFe = 0,05 56 = 2,8(gam) (1,5 đ) (1,0đ) Câu 2yn = 0,33 – 0,18 = 0,15 (1,0đ) (2,5 đ) Gọi x là số mol K tham gia phản ứng 150 ×10 mKOH= =15(gam) 100 ⃗ 2KOH + H2 2K + 2H2O ❑ x mol x mol → x mol 0,5x mol Khối lượng chất tan dung dịch mới: mKOH =15 + 56x mH =0,5 x ×2=x (gam ) m dung dịch = 39x + 150 – x = 150 + 38x(gam) Theo đề: 15+56 x × 100 C%KOH = 13 , 4= 150+38 x x=0,1(mol) m = 0,1 39 = 3,9(gam) n H SO =V 1,5=1,5 V ( mol) nNaOH =V × 2=2 V (mol) 15 ,3 n Al O = =0 , 15( mol) 102 * Nếu H2SO4 dư, NaOH hết: H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + H2O Trước phản ứng: 1,5V1 mol — 2V2 mol Trong phản ứng: V2 mol 2V2 mol Sau phản ứng: (1,5V1-V2) mol — mol 2 (0,25đ) (0,25đ) (0,75đ) Al2O3 + 3H2SO4 Al2 (SO4)3 + 3H2O 0,15 mol 0,45 mol Theo đề bài ta có: 1,5V1 - V2 = 0,45 V1 = 0,5 V1 + V2 = 0,8 * Nếu NaOH dư, H2SO4 hết: V2 = 0,3 (6) CÂU ĐIỂM (0,25đ) (0,25đ) Trước phản ứng: Trong phản ứng: Sau phản ứng: NỘI DUNG H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + H2O 1,5V1 mol — 2V2 mol 1,5V1 mol 3V1 mol 0mol — (2V2 - 3V1) mol Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O 0,15 mol 0,3 mol Theo đề bài ta có: 2V2 - 3V1 = 0,3 (0,75đ) Câu (2,0 đ) a) (0,5đ) (0,5đ) b) V2 + V1 = 0,8 V1 = 0,26 V2 = 0,54 Gọi n, p, e là số nơtron, proton và electron A Theo đề bài ta có: n + p + e = 40 n + 12 = p + e Mà p = e n = 40 – 2p n + 12 = 2p (*) Thay n = 40 – 2p vào (*) 40 – 2p + 12 = 2p p = 13 n = 14 Nguyên tử khối nguyên tố A là: MA = 13 + 14 = 27 đvC Vậy nguyên tố A là Nhôm (Al) Gọi a là khối lượng kim loại nhôm ban đầu 400 ×2,4 nCuSO = =0 , 06 (mol) 100 ×160 2Al + 3CuSO4 Al2 (SO4)3 + 3Cu 0,04 mol 0,06 mol 0,02 mol 0,06 mol Khối lượng Al tham gia phản ứng: mAl = 0,04 27 = 1,08 (gam) Khối lượng Cu tạo thành sau phản ứng: mCu = 0,06 64 = 3,84 (gam) Theo đề khối lượng Al tăng 5% a× Khối lượng tăng tương ứng là: 100 a× Ta có: = 3,84 – 1,08 = 2,76 a = 55,2 (gam) 100 Khối lượng dung dịch thu sau phản ứng: mdd = 1,08 + 400 – 3,84 = 397,24 (gam) Khối lượng muối thu sau phản ứng: SO ¿ ¿ Al ¿ m¿ Nồng độ phần trăm muối thu được: , 84 × 100 C %(Al SO )= =1, 72 % 397 ,24 (0,5đ) (0,5đ) Câu (2,0 đ) Khối lượng sắt: (0,5đ) mFe= 98 ×1,5 =1 , 47 (tấn) 100 (7) CÂU ĐIỂM (0,5đ) (0,5đ) (0,5đ) NỘI DUNG Trong 196 (Fe2O3.2H2O) thì chứa 112 Fe Vậy x 1,47 Fe Khối lượng Fe2O3.2H2O: , 47 ×196 mFe O H O= =2, 5725 (tấn) 112 Khối lượng quặng hematit: , 5725× 100 mhematit = =3 , 43 (tấn) 75 Do hiệu suất phản ứng 90% nên khối lượng quặng cần dùng: , 43 ×100 mhematit = =3 ,81 (tấn) 90 ** Chý ý: Ký hiệu, công thức hóa học sai: không cho điểm Cân sai thiếu cân bằng: cho ½ số điểm Trong bài toán tính theo phương trình hóa học, cân sai không cân bằng: không tính điểm các kết Bài tập có nhiều cách giải: bài giải không giống đáp án, đúng kết quả, logic cho trọn số điểm -Hết - (8)