Sau một thời gian phản ứng, lấy thanh kim loại ra, thấy trong dung dịch thu được nồng độ phần trăm của MCl 2 bằng nồng độ phần trăm của FeCl3 còn lại.. Biết rằng ở đây chỉ xảy ra phản ứn[r]
(1)PHÒNG GD& ĐT BÁT XÁT * * thức * Đề chính ĐỀ THI CHỌN HOC SINH GIỎI HUYỆN NĂM HỌC 2012- 2013 Môn Hóa học (Thời gian làm bài 120 phút) Cho các nguyên liệu Fe3O4, KMnO4, HCl Hãy viết các phương trình phản ứng điều chế FeCl3 Có hai dung dịch nhãn Dung dịch A (BaCl2, NaOH), dung dịch B (NaAlO2, NaOH) Một học sinh tiến hành nhận biết hai dung dịch trên cách sục khí CO từ từ đến dư vào dung dịch Theo em, bạn đó làm có nhận biết hai dung dịch đó không ? Em hãy giải thích và viết các phương trình phản ứng xảy ra? Câu 2: (4 điểm) Trình bày phương pháp tách riêng chất khỏi hỗn hợp bột gồm BaCO3, NaCl, BaSO4 Viết các phương trình phản ứng xảy Xác định các chất A, B, C, D, E, F, H và hoàn thành sơ đồ biến hóa sau: C A A to + NaOH B + NaOH + NaOH +E H + HCl D +F Biết H là thành phần chính đá vôi; B là khí dùng nạp cho các bình chữa cháy (dập tắt lửa) Một hỗn hợp gồm hai ôxit : CuO và Fe 2O3 Chỉ dung thêm HCl và bột Al hãy trình bày cách điều chế Cu tinh khiết (không cần viết phương trình phản ứng) Câu 3: (4 điểm) Thêm từ từ 300ml dung dịch HCl 1M vào 200ml dung dịch Na2CO3 1M thu dung dịch G và giải phóng V lít khí CO2 (ở đktc) Cho thêm nước vôi vào dung dịch G tới dư thu m gam kết tủa trắng Tính giá trị m và V ? Cho 8,4 gam Fe tan hết dung dịch H 2SO4 đặc, nóng, thu khí SO2 và dung dịch X Cô cạn dung dịch X thu 26,4 gam muối khan Tính khối lượng H 2SO4 đã phản ứng Câu 4: (4 điểm) A là hỗn hợp gồm M2CO3, MHCO3, MCl (M là kim loại hóa trị I hợp chất) Cho 43,71 gam hỗn hợp A tác dụng hết với V ml dung dịch HCl 10,52% (D = 1,05 g/ml) lấy dư thu dung dịch B và 17,6 gam khí C Chia dung dịch B thành phần nhau: - Phần 1: Phản ứng vừa đủ với 125 ml dung dịch KOH 0,8M Cô cạn dung dịch thu m gam muối khan - Phần 2: Tác dụng hoàn toàn với dung dịch AgNO3 dư thu 68,88 gam kết tủa trắng a Xác định tên kim loại M và phần trăm khối lượng chất A b Tìm m và V Câu 5: (4 điểm) Có kim loại M (có hoá trị II hợp chất) Mỗi nặng 20 gam Thanh thứ nhúng vào 100 ml dung dịch AgNO3 0,3M Sau thời gian phản ứng, lấy kim loại ra, đem cân thấy kim loại nặng 21, 52 gam Nồng độ AgNO dung dịch còn lại là 0,1M Coi thể tích dung dịch không thay đổi và lượng Ag sinh bám hoàn toàn vào kim loại Xác định kim loại M Thanh thứ hai nhúng vào 460 gam dung dịch FeCl 20% Sau thời gian phản ứng, lấy kim loại ra, thấy dung dịch thu nồng độ phần trăm MCl nồng độ phần trăm FeCl3 còn lại Biết đây xảy phản ứng theo sơ đồ: M + FeCl3 MCl2 + FeCl2 Xác định khối lượng kim loại sau lấy khỏi dung dịch - Hết (Cán coi thi không giải thích gì thêm) (2) ĐÁP ÁN ĐỀ HSG LỚP NĂM HỌC 2012 – 2013 Câu Ý Đáp án Điểm 4,0đ 0,5 a/ Trước hết điều chế Cl2 t 16HCl + 2KMnO4 → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O - Dùng HCl hoà tan Fe3O4 Fe3O4 + 8HCl FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O 0,5 0,5 - Cho khí Cl2 thu trên sục vào dung dịch chứa FeCl2, FeCl3 2FeCl2 + Cl2 2FeCl3 - Có thể dùng CO2 để nhận biết dung dịch A,B Giải thích sau: 0, * Sục từ từ CO2 đến dư vào dd (BaCl2, NaOH) - Hiện tượng: Xuất kết tủa trắng, sau đó kết tủa tan tạo thành dung dịch 0,25 suốt - Giải thích: Do ban đầu NaOH dư phản ứng với CO2 trước tạo muối trung hòa CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O 0,25 2 Na2CO3 + BaCl2 BaCO3 + 2NaCl Khi hết NaOH, CO2 tác dụng với BaCO3, Na2CO3 (dư, có) làm kết tủa bị 0,25 hòa tan CO2 + H2O + BaCO3 Ba(HCO3)2 0,25 CO2 + H2O + Na2CO3 2NaHCO3 * Sục từ từ CO2 đến dư vào dd (NaAlO2, NaOH) - Hiện tượng: Lúc đầu chưa có tượng gì, sau thời gian có kết tủa 0, 25 xuất 0,25 - Giải thích: Do ban đầu NaOH dư phản ứng với CO2 trước tạo muối trung hòa CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O 0,25 Khi hết NaOH, CO2 tác dụng với NaAlO2, Na2CO3 tạo thành kết tủa CO2+ H2O + NaAlO2 Al(OH)3 +NaHCO3 0,25 CO2 + H2O + Na2CO3 2NaHCO3 4,0đ Cho hỗn hợp vào nước khuấy kĩ, lọc lấy chất rắn không tan và thu lại nước lọc - Phần nước lọc đem cô cạn NaCl 0, - Phần không tan cho tác dụng với dd HCl dư, lọc lấy chất rắn không tan, rửa, sấy khô BaSO4 Dung dịch còn lại cho tác dụng với Na 2CO3 dư, lọc lấy kết tủa, rửa, sấy khô BaCO3 BaCO3 + 2HCl BaCl2 + CO2 + H2 O BaCl2 + Na2CO3 BaCO3 + 2NaCl Các phương trình hóa học: MgCO3 ⃗ t MgO + CO2 CO2 + NaOH NaHCO3 CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O 0,25/ NaHCO3 + NaOH Na2CO3 + H2O 1pt Na2CO3 + HCl NaHCO3 + NaCl NaHCO3 + Ca(OH)2 CaCO3 + NaOH + H2O Na2CO3 + CaCl2 CaCO3 + 2NaCl B là CO2 , A là muối cacbonnat dễ bị nhiệt phân MgCO3, BaCO3 , C là NaHCO3 , D là Na2CO3 , E là Ca(OH)2 , F là muối tan canxi CaCl2, Ca(NO3)2 , H là CaCO3 0,25 HCl C1: (CuO + Fe2O3) (CuCl2 + FeCl3) Cu C2: Hòa tan Al vào dung dịch HCl thu khí H2 HCl 0,5 + dd FeCl2 0,5 (3) (CuO + Fe2O3) + H , to(Cu + Fe) Cu + dd FeCl2 C3: HCl (CuO + Fe2O3) CuCl2 + FeCl3) đpdd Cu Cho Al vào dd (CuCl2 + FeCl3) GĐ1: Al + 3FeCl3 AlCl3 + FeCl2 GĐ2: Al + CuCl2 AlCl3 + Cu Điện phân dd (CuCl2 + FeCl3) Sảy phản ứng FeCl3 FeCl2 + Cl2 CuCl2 Cu + Cl2 0,5 4,0đ nHCl 0,3.1 0,3 mol , nNa2CO3 0, 2.1 0, mol Ta có: Thêm từ từ dd HCl vào dd Na2CO3, thứ tự phản ứng xảy là: HCl ban đầu: 0,3 phản ứng: 0,2 sau pư : 0,1 + NaHCO + NaCl Na2CO3 0,2 mol 0,2 0,2 mol 0,2 mol 0,25đ (1) NaCl + CO + H O (2) HCl + NaHCO3 2 ban đầu: 0,1 0,2 mol phản ứng: 0,1 0,1 0,1 mol sau pư : 0,1 0,1 mol dd G gồm: 0,1 mol NaHCO3 và NaCl Cho thêm nước vôi đến dư vào dd G: NaHCO3 Theo (3): CaCO + NaOH + H O + Ca(OH)2 0,25đ 0,25đ 0,25đ (3) nCaCO3 nNaHCO3 0,1 mol 0,25đ m 100.0,1 10 gam 0,25đ nCO2 0,1 mol Theo (2): V = 0,1.22,4 = 2,24 lit 8, nFe 0,15 mol 56 Ta có: Cho 8,4 gam Fe tan hết dd H2SO4 đặc, nóng: t 2Fe + 6H2SO4 đặc Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O Giả sử muối khan có Fe2(SO4)3 đó: 0,15 nFe2 ( SO4 )3 nFe 0, 075 mol 2 Theo (1): mFe2 ( SO4 )3 0, 075.400 30 gam 26, gam (1) 0,25đ 0,25đ muối khan (vô lí) Điều đó chứng tỏ sau phản ứng (1) H2SO4 hết, Fe dư và xảy tiếp phản ứng: 3FeSO Fe + Fe2(SO4)3 (2) Gọi số mol Fe phản ứng (1) và (2) là x và y x + y = 0,15 (*) x nFe2 ( SO4 )3 (1) nFe (1) 0,5 x mol 2 Theo (1): 0,25đ (4) nFe2 ( SO4 )3 (2) nFe (2) y mol n 3nFe (2) 3 y mol Theo (2): FeSO4 muối khan gồm: 3y mol FeSO4 và ( 0,5x-y) mol Fe2(SO4)3 mmuối khan= 400(0,5x-y) + 152.3y = 26,4 gam 200x + 56y = 26,4 (**) x y 0,15 x 0,125 y 0, 025 Từ (*) và (**) ta có: 200 x 56 y 26, n 3nFe (1) 3.0,125 0,375 mol Theo (1): H SO4 Khối lượng H2SO4 đã phản ứng là: 0,25đ 0,25đ 0,25đ mH SO4 98.0,375 36,75 gam 4,0đ a b Gọi x,y,z là số mol M2CO3, MHCO3, MCl hỗn hợp (x,y,z > 0) Các phương trình phản ứng: M2CO3 + 2HCl 2MCl + CO2 + H2O (1) MHCO3 + HCl MCl + CO2 + H2O (2) Dung dịch B chứa MCl, HCl dư - Cho 1/2 dd B tác dụng với dd KOH có HCl phản ứng: HCl + KOH KCl + H2O (3) - Cho 1/2 dd B tác dụng với dd AgNO3 HCl + AgNO3 AgCl + HNO3 (4) MCl + AgNO3 AgCl + MCl (5) Từ (3) suy ra: nHCl(B) = 2nKOH = 2.0,125.0,8 = 0,2 mol Từ (4),(5) suy ra: 68 , 88 =0 , 96 mol n(HCl + MCl B) = 2nAgCl = 143 ,5 nMCl (B) = 0,92 - 0,2 =0,76 mol Từ (1) và (2) ta có: n(M2CO3, MHCO3) = nCO2 = 17,6 : 44 = 0,4 mol Vậy nCO2 = x + y = 0,4 (I) nMCl(B) = 2x + y + z = 0,76 (II) mA = (2M + 60).x + (M + 61).y + (M + 35,5).z = 43,71 0,76M + 60x + 61y + 35,5z = 43,71 (*) Lấy (II) - (I) ta được: x +z = 0,36 suy z = 0,36 - x; y = 0,4 - x Thế vào (*) được: 0,76M - 36,5x = 6,53 ,76 M −6 , 53 Suy ra: < x = < 0,36 36 , Nên 8,6 < M < 25,88 Vì M là kim loại hóa trị I nên M có thể là Na * Tính % khối lượng các chất: Giải hệ pt ta được: x = 0,3; y = 0,1; z = 0,06 0,3 106 100 =72 , 75 % %Na2CO3 = 43 , 71 0,1 84 100 =19 ,22 % %NaHCO3 = 43 , 71 %NaCl = 100 - (72,75 + 19,22) = 8,03% * nHCl(B) = 2x + y +0,2 = 0,9 mol 0,9 36 , 100 =297 , ml V= 10 ,52 1, 05 * mNaCl = 0,76.58,5 = 22,23 gam 1/ M + 2AgNO3 M(NO3)2 + 2Ag (1) số mol AgNO3 p/ứ: (0,3 100/1000) – (0,1.100/1000) = 0,02 Theo (1), số mol M p/ư = 0,02/2 = 0,01 Cứ mol M p/ư thì khối lượng kim loại tăng (216 – M) g 0,75 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,25 4,0đ (5) 0,01 mol M (21,52 – 20) g Giải M = 64 đó là Cu 1,5 2/ Cu + 2FeCl3 CuCl2 + 2FeCl2 Giả sử có x mol Cu p/ứ tạo x mol CuCl2 có khối lượng 135x (g) Số mol FeCl3 p/ứ = 2x Khối lượng FeCl3 còn lại dung dịch là (460 20/100) – 2x.162,5 = 92 - 325x (g) Nồng độ % CuCl2 = 135x.100/ m dd Nồng độ FeCl3 còn lại = (92 -325x) 100/ m dd 135x.100/ m dd = (92 -325x) 100/ m dd Giải x = 0,2 Khối lượng Cu đã phản ứng = 64.0,2 = 12,8 (g) 1,5 Khối lượng Cu còn lại: 20 – 12,8 = 7,2 (g) Ghi chú: - Học sinh làm cách khác đúng chấm điểm tương đương - Phương trình hóa học có chất viết sai không cho điểm, thiếu điều kiện không cân trừ 1/2 số điểm pt đó Nếu bài toán có pt không cân thì không tính điểm (6)