Đang tải... (xem toàn văn)
Khuấy kỹ hỗn hợp để cho phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch và chất rắn E.. Tính khối lượng của chất rắn E.[r]
(1)Sở giáo dục và đào tạo LµO CAI k× thi chän häc sinh giái cÊp TØNH Năm học: 2010 – 2011 Môn: Hoá học - Lớp Thời gian: 150 phút (Không kể thời gian giao đề) Ngày thi: 29 - 03 - 2011 (Đề thi gồm 02 trang) §Ò chÝnh thøc Câu (4,0 điểm) Nung nóng Cu không khí thời gian chất rắn A Hòa tan A H2SO4 đặc nóng dư dung dịch B và khí C Khí C tác dụng với dung dịch KOH thu dung dịch D Dung dịch D vừa tác dụng với dung dịch BaCl 2, vừa tác dụng với dung dịch NaOH Cho B tác dụng với dung dịch KOH Viết các phương trình hóa học xảy Từ pirit sắt, nước biển, không khí và các thiết bị cần thiết khác Hãy viết phương trình hóa học điều chế các chất: nước Javen, FeSO4, FeCl3 Câu (4,0 điểm) Bằng phương pháp hóa học, hãy nhận biết các hỗn hợp sau: (Fe + Fe 2O3), (Fe + FeO), (FeO + Fe2O3) Nêu tượng xảy trường hợp sau và viết phương trình hóa học xảy ra: a Cho khí CO2 lội chậm qua nước vôi trong, sau đó thêm tiếp nước vôi vào dung dịch thu b Cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch Na2CO3 Câu (4,0 điểm) Tìm các chất kí hiệu chữ cái sơ đồ sau và hoàn thành sơ đồ phương trình hóa học: A (khÝ) CH3COONa 1500oC Lµm l¹nh nhanh B C D E CH3COOC2H5 NaOH CaO X (r¾n) Y (khÝ) Từ loại tinh dầu người ta tách hợp chất hữu A Đốt cháy hoàn toàn 2,64 gam A cần vừa đủ 4,704 lít khí oxi (đktc) thu CO và H2O với tỉ lệ mCO2 11 m khối lượng là H2O = Biết M A < 150 Xác định công thức phân tử A Câu (3,0 điểm) Hòa tan 5,72 gam Na2CO3.xH2O 44,28 gam nước ta thu dung dịch có nồng độ 4,24% Xác định công thức hiđrat Khử 3,48 gam oxit kim loại M cần dùng 1,344 lít H (đktc) Toàn lượng kim loại thu cho tác dụng với dung dịch HCl dư thu 1,008 lít H (đktc) Xác định kim loại M và oxit nó Câu (2,0 điểm) Cho 87 gam dung dịch rượu etylic tác dụng với Na lấy dư thì thu 28 lít khí H2 (đktc) a Tính khối lượng rượu etylic và nước dung dịch b Tính độ rượu dung dịch rượu trên (biết khối lượng riêng rượu nguyên chất là 0,8 g/ml) (2) Câu (3,0 điểm) Cho 5,12 gam hỗn hợp X gồm kim loại Mg, Fe và Cu dạng bột tác dụng với 150 ml dung dịch HCl 2M, sau phản ứng kết thúc thấy thoát 1,792 lít khí H (đktc) Đem lọc rửa thu 1,92 gam chất rắn B a Tính khối lượng kim loại có hỗn hợp X b Cho 2,56 gam hỗn hợp X tác dụng với 250 ml dung dịch AgNO 0,34M Khuấy kỹ hỗn hợp phản ứng xảy hoàn toàn, thu dung dịch và chất rắn E Tính khối lượng chất rắn E Hết -Chú ý: - Thí sinh sử dụng bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học - Cán coi thi không giải thích gì thêm Họ và tên thí sinh: Số báo danh: Sở giáo dục và đào tạo LµO CAI §Ò chÝnh thøc Hớng dẫn giải đề thi chọn häc sinh giái cÊp TØNH Năm học: 2010 – 2011 Môn: Hoá học - Lớp Thời gian: 150 phút (Không kể thời gian giao đề) Ngày thi: 29 - 03 - 2011 (Đáp án gồm 04 trang) Câu (4,0 điểm) Nung nóng Cu không khí chất rắn A gồm Cu và CuO: o t Cu + O2 CuO Khi cho A tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng và dư: Cu + 2H2SO4 đặc nóng CuSO4 + SO2 + 2H2O CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O Dung dịch B chứa CuSO4 và H2SO4 dư Khí C là SO2 Cho C tác dụng với dung dịch KOH: KHSO3 SO2 + KOH và: K2SO3 + H2O SO2 + 2KOH Dung dịch D chứa KHSO3 và K2SO3 Cho dung dịch D tác dụng với BaCl2 và NaOH: BaSO3 + 2KCl K2SO3 + BaCl2 K2SO3 + Na2SO3 + H2O 2KHSO3 + 2NaOH Cho dung dịch B tác dụng với KOH: KHSO4 + H2O H2SO4 + KOH Cu(OH)2 CuSO4 + 2KOH Điện phân dung dịch nước biển - Không có màng ngăn thu nước Javen: + H2O (3) 2NaCl + H2O - Có màng ngăn: ®iÖn ph©n dung dÞch kh«ng cã mµng ng¨n 2NaCl + 2H2O Đốt pirit sắt oxi dư: NaCl + NaClO + H2 ph©n dung dÞch ®iÖn cã mµng ng¨n o t 4FeS2 + 11O2 Dẫn H2 dư qua Fe2O3 nung nóng: 2NaOH + Cl2 + H2 2Fe2O3 + 8SO2 o t 3H2 + Fe2O3 2Fe + 3H2O Đốt sắt khí clo thu FeCl3: o t 2Fe + 3Cl2 2FeCl3 Đốt khí SO2 không khí với chất xúc tác V2O5: o 2SO2 + O2 Sục khí SO3 thu vào nước: Vt O 2SO3 H2SO4 SO3 + H2O Cho dung dịch thu phản ứng với sắt dư thu FeSO4: FeSO4 + H2 Fe + H2SO4 Câu (4,0 điểm) Lần lượt đánh số thứ tự vào các hỗn hợp cần nhận biết Lấy hỗn hợp ít làm mẫu thử để nhận biết - Cho dung dịch HCl vào ba mẫu thử Mẫu nào thấy không có khí bay là hỗn hợp (FeO + Fe2O3) Hai mẫu còn lại có khí thoát ra: FeCl2 + H2 Fe + 2HCl FeCl2 + H2O FeO + 2HCl 2FeCl3 + 3H2O Fe2O3 + 6HCl - Hai mẫu thử còn lại cho từ từ vào dung dịch CuSO dư và khuấy Lọc kết tủa hòa tan dung dịch HCl dư: FeSO4 + Cu Fe + CuSO4 - Dung dịch thu cho phản ứng với NaOH Mẫu nào tạo kết tủa trắng xanh, hóa nâu đỏ không khí thì mẫu đó là (Fe + FeO) Mẫu còn lại tạo kết tủa nâu đỏ là (Fe + Fe2O3) Fe(OH)2 + 2NaCl FeCl2 + 2NaOH Fe(OH)3 + 3NaCl FeCl3 + 3NaOH 2- a Ban đầu thấy có kết tủa trắng xuất hiện: CaCO3 + H2O Ca(OH)2 + CO2 Sau đó kết tủa tan dần thành dung dịch không màu: Ca(HCO3)2 CaCO3 + CO2 + H2O b Thoạt đầu không thấy tượng gì xảy phản ứng: NaHCO3 + NaCl HCl + Na2CO3 Sau đó thấy có khí không màu, không mùi thoát ra: NaCl + CO2 + H2O HCl + NaHCO3 (4) Câu (4,0 điểm) Sơ đồ biến hóa: CH CH3COONa 1500o C Lµm l¹nh nhanh C2H5OH C2H4 C2H2 NaOH CaO CH3COOH CH3COOC2H5 CO Na CO3 Các phương trình hóa học biểu diễn sơ đồ trên: CaO to CH3COONa + NaOH CH4 + Na2CO3 o 2CH4 C lµm 1500 l¹nh nhanh C2H2 + H2 C2H2 + 3H2 Pd to C H4 C2H4 + H2O CH3CH2OH men giÊm C2H5OH + O2 CH3COOH + H2O H2SO 4 o t CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O 2NaCl + CO2 + H2O Na2CO3 + 2HCl Khối lượng oxi đã dùng để đốt cháy hoàn toàn 2,64 gam A là: 4,704 32 m O2 = 22, = 6,72 gam Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta tính được: m CO2 m H2O + = 2,64 + 6,72 = 9,36 (I) Mặt khác, theo đề bài ta có: mCO2 11 m H2O = (II) Từ (I) và (II) ta có: m CO2 m H 2O = 7,92 gam; = 1,44 gam Vậy khối lượng mol nguyên tử nguyên tố A là: 7,92 1, 44 12 m C = 44 m H = 18 = 2,16 gam; = 0,16 gam m O = 2,64 ‒ (2,16 + 0,16) = 0,32 gam H2 SO C x Hy Oz n theo đề bài ta có: Gọi công thức phân tử A có dạng 2,16 0,16 0,32 x : y : z = 12 : : 16 = : : C H 8O n Vậy công thức phân tử A có dạng Mặt khác: M A = 132n < 150 n < 1,14 Vậy n = Công thức phân tử A là: C9H8O Câu (3,0 điểm) Số mol Na2CO3.xH2O đã dùng là: (5) 5,72 = = 106 18x mol 106 5,72 606,32 m Na CO3 = 106 + 18x = 106 + 18x gam Khối lượng dung dịch sau hòa tan muối hiđrat là: m dung dÞch = 5,72 + 44,28 = 50 gam Vậy nồng độ dung dịch thu là: 606,32 C%Na 2CO3 = 106 + 18x 50 100 = 4,24 Giải ta x = 10 Vậy công thức muối hiđrat là: Na2CO3 10H2O n Na 2CO3 xH2O n Na2CO3 Gọi công thức oxit kim loại M (hóa trị n và khối lượng mol M) là to M x Oy + yH2 xM + yH2O Theo phương trình phản ứng, số mol nguyên tử oxi có X là: 1,344 n O(trong oxit) n H2 = = 22, = 0,06 mol Vậy khối lượng nguyên tử M có oxit là: m M = 3,48 ‒ 0,06 16 = 2,52 gam Khi cho M phản ứng với HCl: 2MCln + nH2 2M + 2nHCl Số mol kim loại: 2 1, 008 0, 09 n M = n n H2 = n 22, = n mol 0, 09 m M = n M = 2,52 M = 28n n M 28 56 84 Vậy M = 56 M là sắt: Fe Công thức oxit là: FexOy Ta có: 2,52 x : y = 56 : 0,06 = : Vậy công thức oxit sắt là Fe3O4 Câu (2,0 điểm) a Vì Na dư nên rượu etylic và nước phản ứng hết 2CH3CH2ONa + H2 2CH3CH2OH + 2Na 2NaOH + H2 2H2O + 2Na Gọi x và y là số mol C2H5OH và H2O Theo đề bài ta có: 46x + 18y = 87 (I) 28 1 n x + y = H2 = 22, = 1,25 (II) Từ (I) và (II) ta có: x = 1,5 mol; y = mol Vậy khối lượng rượu etylic và nước dung dịch là: M x Oy (6) m C 2H5OH = 1,5 46 = 69 gam m H2O = 18 gam b Vì khối lượng riêng rượu etylic là 0,8 gam nên thể tích 69 gam rượu là: 69 Vr îu etylic 0,8 Vdung dÞch = = 86,25 ml = 18 + 86,25 = 104,25 ml Vậy độ rượu là: 104,25 o D = 86,25 = 82,73 Câu (3,0 điểm) a Các phương trình hóa học: MgCl2 + H2 Mg + 2HCl (1) FeCl2 + H2 Fe + 2HCl (2) 1,792 n Vì H2 = 22, = 0,08 mol < n HCl = 0,15 mol nên axit còn dư sau phản ứng Vậy khối lượng Cu có 5,12 gam hỗn hợp X là: m Cu = 1,92 gam Gọi x và y là số mol Mg và Fe có 5,12 gam hỗn hợp X Theo đề bài ta có: 24x + 56y = 5,12 ‒ 1,92 = 3,2 (I) Mặt khác, số mol H2 sinh từ (1) và (2) ta có: x + y = 0,08 (II) Từ (I) và (II) ta có: x = y = 0,04 mol Vậy khối lượng kim loại hỗn hợp là: m Mg = 0,04 24 = 0,96 gam m Fe = 0,04 56 = 2,24 gam b Các phương trình phản ứng xảy ra: Mg(NO3)2 + 2Ag Mg + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag Fe + 2AgNO3 Cu + 2AgNO3 Cu(NO3)2 + 2Ag (3) (4) (5) Ta nhận thấy lượng hỗn hợp X tham gia phản ứng với AgNO lượng hỗn hợp X tham gia phản ứng với HCl Vậy số mol kim loại có 2,56 gam hỗn hợp X là: 1,92 n Mg n Fe = = 0,02 mol; n Cu = 64 = 0,015 mol Theo đề bài, số mol AgNO3 là: n AgNO3 = 0,25 0,34 = 0,085 mol Theo phản ứng (3) và (4) ta dễ thấy Mg và Fe phản ứng hết Lượng AgNO tham gia phản ứng (3) và (4) là: (0,02 + 0,02) = 0,08 mol (7) Vậy lượng AgNO3 tham gia phản ứng (5) là: 0,085 ‒ 0,08 = 0,005 mol 0, 005 = 0,0025 mol Vậy lượng Cu tham gia phản ứng là: Lượng Cu còn dư là: 0,015 ‒ 0,0025 = 0,0125 mol Vậy chất rắn E gồm Ag và Cu dư với khối lượng là: m E = 0,085 108 + 0,0125 64 = 9,98 gam (8)