- §Ó ph©n biÖt dung dÞch FeCl2, NaOH A: Trén mét Ýt dung dÞch HCl võa tìm với 1 trong 2 dung dịch A, sau đó nhỏ giọt dung dịch còn lại vào hỗn hîp: + NÕu cã kÕt tña xuÊt hiÖn th× dung dÞ[r]
(1)TRƯỜNG TH&THCS LÂM XUYÊN Họ và tên: ……………………… Lớp … Điểm ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI KHỐI NĂM HỌC: 2012 – 2013 Môn: HÓA HỌC Thời gian: 150 (không kể thời gian giao đề) Nhận xét giáo viên C©u1 (3 ®iÓm): Cã bèn lä chøa riªng biÖt dung dÞch cña chÊt sau: NaOH, FeCl2, HCl, NaCl.Tr×nh bµy phơng pháp hoá học để nhận biết các chất trên mà không dùng thêm chất nào khác Làm nào để tách riêng biệt các muối NaCl, FeCl2, AlCl3 cùng dung dịch? Viết các phơng trình phản ứng đã dùng (Muối tách không thay đổi khối lợng) C©u (3 ®iÓm): Từ không khí, nớc, đá vôi và các thiết bị cần thiết hãy điều chế phân đạm lá, phân đạm urê.Viết các phơng trình phản ứng đã dùng Hoà tan lợng natri kim loại vào nớc, thu đợc dung dịch X và a mol khí bay Cho b mol khí CO2 hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch X, đợc dung dịch Y Hãy cho biết có chất nµo dung dÞch Y? C©u3 (2 ®iÓm): Hỗn hợp X gồm Al2O3 , Fe2O3, CuO Để hoà tan hoàn toàn 4,22 g hỗn hợp X cần vừa đủ 800 ml dung dÞch HCl 0,2M LÊy 0,08 mol hçn hîp X cho t¸c dông víi H2 d thÊy t¹o 1,8g H2O TÝnh thµnh phÇn % vÒ khèi lîng cña mçi oxit X C©u (5 ®iÓm): Cho 18,5 g hỗn hợp Mg, Fe, Zn vào 200ml dung dịch H2SO4 (loãng) nồng độ 1,2M Sau ph¶n øng x¶y xong, lÊy mét nöa thÓ tÝch khÝ H2 tho¸t cho qua èng chøa x gam CuO nung nãng, thÊy èng cßn l¹i 8,96 g chÊt r¾n.ViÕt ph¬ng tr×nh ho¸ häc cña c¸c ph¶n øng x¶y vµ t×m x C¸c ph¶n øng x¶y hoµn toµn 2.Trộn V1 lít dung dịch HCl 0,6M với V2 lít dung dịch NaOH 0,4M thu đợc 0,6 lít dung dÞch A TÝnh V1,V2 , biÕt r»ng 0,6 lÝt dung dÞch A cã thÓ hoµ tan hÕt 1,02 gam Al2O3 C©u (3 ®iÓm): Đốt hoàn toàn 4,4 g sunfua kim loại MS lợng oxi d Chất rắn thu đợc sau phản ứng hoà tan vừa đủ dung dịch HNO3 37,8% Thu đợc dung dịch muối có nồng độ 41,72% Làm lạnh dung dịch muối có 8,08 g muối rắn tách Nồng độ dung dịch muối còn 34,7% Xác định công thức muối rắn Câu 6: (4,0 điểm) Hỗn hợp X có khối lượng 24,5 gam gồm kim loại M (hoá trị II, không đổi) và muối halogen kim loại kiềm Cho X vào 400 ml dung dịch H 2SO4 đặc nóng, lấy dư Sau phản ứng xảy thu dung dịch B và 13,44 lít hỗn hợp khí C (ở đktc) gồm khí có tỷ khối so với khí hidro 27,42 Tỷ khối khí là 1,7534 Cần 400 ml dung dịch Ba(OH)2 nồng độ 2M để phản ứng hết với các chất dung dịch B Kết thúc phản ứng thu 209,6 gam kết tủa, nung kết tủa đến khối lượng không đổi chất rắn E có khối lượng giảm a gam so với lượng kết tủa đem nung Dẫn khí C qua nước, khí còn lại có thể tích 8,96 lít (đktc) a) Xác định nồng độ mol/lít dung dịch H2SO4 b) Xác định kim loại M và muối halogen kim loại kiềm đã dùng (2) (Học sinh sử dụng bảng HTTH và máy tính theo quy định Bộ GD&ĐT) ………………… HÕt ………………… Híng dÉn chÊm m«n: ho¸ häc C©u C©u1.1 1.5®iÓm Néi dung §¸nh dÊu c¸c lä, råi lÊy c¸c mÉu thö §æ lÇn lît c¸c mÉu thö víi : NÕu mÉu trén lÉn cã kÕt tña lµ NaOH vµ FeCl2 (A) Kh«ng cã kÕt tña lµ HCl vµ NaCl (B) - Lấy dd (B) cho vào kết tủa thu đợc trên : Nếu hoà tan kết tủa là HCl, kh«ng hoµ tan kÕt tña lµ NaCl - §Ó ph©n biÖt dung dÞch FeCl2, NaOH (A): Trén mét Ýt dung dÞch HCl võa tìm với dung dịch (A), sau đó nhỏ giọt dung dịch còn lại vào hỗn hîp: + NÕu cã kÕt tña xuÊt hiÖn th× dung dÞch nhá giät lµ FeCl2 v× sau trung hoµ NaOH cßn d sÏ t¹o kÕt tña víi FeCl2 Dung dÞch võa trén lµ HCl vµ NaOH + NÕu kh«ng cã kÕt tña th× dung dÞch nhá giät lµ NaOH v× hçn hîp §iÓm 0.5 0.5 (3) C©u1.2 1.5®iÓm C©u 2.1 1.5 ®iÓm C©u 2.2 1.5 ®iÓm cã HCl nªn NaOH nhá vµo dù ph¶n øng trung hoµ chø cha cã ph¶n øng t¹o kÕt tña (Viết đủ phơng trình phản ứng ) NaOH + HCl NaCl + H2O 2NaOH + FeCl2 Fe(OH)2 + 2NaCl Fe(OH)2 + 2HCl FeCl2 + 2H2O Cho hçn hîp muèi (dung dÞch) t¸c dông víi NH3 d: FeCl2 + 2NH3 + 2H2O Fe(OH)2 + 2NH4Cl AlCl3 + 3NH3 + 3H2O Al(OH)3 + 3NH4Cl - Lọc lấy kết tủa, phần nớc lọc chứa NaCl, NH4Cl Cô cạn nớc lọc đợc hai muối nhiệt độ cao thu đợc NaCl vì: o NH4Cl ⃗ t NH3 + HCl - PhÇn kÕt tña cho t¸c dông víi dung dÞch NaOH d: Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O kÕt tña cßn l¹i lµ Fe(OH)2, läc lÊy Fe(OH)2 cho t¸c dông víi dung dÞch HCl d: Fe(OH)2 + 2HCl FeCl2 + 2H2O cô cạn phần dung dịch thu đợc FeCl2 Phần nớc lọc gồm NaAlO2 và NaOH d đợc xử lí CO2 d ( H+ vừa đủ) NaOH + CO2 NaHCO3 NaAlO2 + CO2 + 2H2O NaHCO3 + Al(OH)3 Läc lÊy Al(OH)3 kÕt tña cho t¸c dông víi HCl d : Al(OH)3 + 3HCl AlCl3 + 3H2O Cô cạn dung dịch thu đợc AlCl3 Không khí lỏng đem chng phân biệt đợc N2 và O2 §iÖn ph©n níc: 2H2O ⃗ dp 2H2 + O2 Tæng hîp amoniac: N2 + 3H2 ⃗ t o , Pt 2NH3 4NH3 + 5O2 ⃗ t o , Pt 4NO + 6H2O 2NO + O2 2NO2 4NO2 + O2 +2H2O 4HNO3 NH3 + HNO3 NH4NO3 (đạm lá) CaCO3 ⃗ t o CaO + CO2 CO2 + 2NH3 (NH2)2CO + H2O ( Urª) Na + H2O NaOH + H2 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 (1) 2a a mol CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O (2) b 2b mol 2b = 2a a = b dd Y cã Na2CO3 CO2 + NaOH NaHCO3 (3) b 2a mol 2a = b Y cã NaHCO3 VËy: b<a b=a Na2CO3 0.5 0.5 b = 2a a < b < 2a NaHCO3 b > 2a 0.5 (4) C©u 2.0 ®iÓm b < a : dd Y cã Na2CO3 vµ NaOH d b = a : dd Y cã Na2CO3 a < b < 2a :dd Y cã Na2CO3 + NaHCO3 b 2a : dd Y cã NaHCO3 Ph¬ng tr×nh ho¸ häc: Al2O3 + 6HCl 2AlCl3 + 3H2O (1) Fe2O3 + 6HCl 2FeCl3 + 3H2O (2) CuO + 2HCl CuCl2 + H2O (3) Fe2O3 + 3H2 2Fe + 3H2O (4) CuO + H2 Cu + H2O (5) Gäi sè mol Al2O3, Fe2O3, CuO thÝ nghiÖm lÇn lµ x, y, z (mol) Tõ (1), (2), (3) , sè mol HCl tham gia ph¶n øng lµ 6x, 6y, 2z Ta cã 102x + 160y +80z = 4,22 (I) 6x + 6y +2z = 0,16 (II) Trong thÝ nghiÖm lÇn 2, sè mol c¸c chÊt tham gia ph¶n øng gÊp n lÇn sè mol tham gia thÝ nghiÖm lÇn 1, tøc lµ sè mol Al2O3, Fe2O3, CuO lµ nx, ny, nz n(x + y + z) = 0,08 (III) Tõ (4) vµ (5) ta cã: n(3y + z) = 0,1 (IV) Gi¶i ta cã n = ; x = 0,01; y = 0,01; z = 0,02 Thµnh phÇn % cña Al2O3 = 24,17 % ; Fe2O3 = 37,91% vµ CuO = 37,92% C©u 4.1 Ph¬ng tr×nh ho¸ häc: Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2 (1) Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 (2) Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2 (3) o H2 + CuO ⃗ (4) t Cu + H2O Sè mol H2SO4 = 0,2 1,2 = 0,24mol - Gi¶ sö hçn hîp chØ chøa Mg ( Mg cã M nhá nhÊt kim lo¹i ) th× sè mol = 18,5 : 24 0,77 mol - NÕu hçn hîp chØ chøa Zn ( Zn cã M lín nhÊt kim lo¹i ) th× sè mol = 18,5 : 65 0,29 mol 2.5 → sè mol hçn hîp n»m kho¶ng : ®iÓm 0,29 sè mol hçn hîp kim lo¹i 0,77 -Theo c¸c ph¬ng tr×nh ho¸ häc sè mol kim lo¹i ph¶n øng víi H2SO4 theo tØ lÖ 1:1 ; Víi sè mol H2SO4 lµ 0,24 chØ cã thÓ t¸c dông víi 0,24 mol kim lo¹i trªn Do đó lợng axit hết, kim loại còn d Sè mol H2 = sè mol H2SO4 = 0,24 mol LÊy C©u 4.2 0.5 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.5 0.5 thÓ tÝch H2 = 0,24 : = 0,12 mol - NÕu èng chØ cßn l¹i Cu, sè mol Cu = 8,96 : 64 = 0,14 mol Theo(4) sè mol Cu = sè mol H2 = 0,14 mol Thùc tÕ chØ cã 0,12 mol H2 tham gia ph¶n øng -VËy H2 ph¶n øng hÕt, CuO cßn l¹i cha ph¶n øng hÕt -Sè gam CuO ph¶n øng lµ 0,12 80 = 9,6g -Sè gam Cu sinh = 0,12 64 = 7,68g -Sè mol CuO cßn l¹i lµ 8,96 – 7,68 = 1,28g -Sè gam CuO cã lóc ®Çu : x = 9,6 + 1,28 = 10,88g Ph¬ng tr×nh ph¶n øng 0.5 (5) HCl + Na → NaCl + H2O nHCl = 0,6 V1(mol) nNaOH = 0,4 V2(mol) n Al O = 2.5 ®iÓm , 02 102 = 0,01 (mol) 0.5 Trêng hîp 1: HCl d: 6HCl + Al2O3 → 2AlCl3 + 3H2O 0,06 ← 0,01 0.5 ThÓ tÝch dung dÞch A: V1 + V2 = 0,6 (1) Sè mol HCl ban ®Çu: 0,6V1 = 0,4V2 + 0,06 (2) Tõ (1), (2) cã: V1 = V2 = 0,3 (lÝt) Trêng hîp 2: NaOH d: 2NaOH + Al2O3 → 2NaAlO2 + H2O 0,02 ← 0,01 C©u 3.0 ®iÓm ThÓ tÝch dung dÞch A: V1 + V2 = 0,6 (3) Sè mol NaOH ban ®Çu: 0,4V2 = 0,6V1 + 0,02 (4) Tõ (3), (4) cã: V1 = 0,22(lÝt); V2 = 0,38 (lÝt) Gäi a lµ sè mol cña muèi MS, n lµ ho¸ trÞ cña M V× O2 d nªn M cã ho¸ trÞ cao nhÊt trong oxit: o 2MS + (2+ 0,5n)O2 ⃗ t M2On + 2SO2 a 0,5a M2On + 2nHNO3 → 2M(NO3)n + nH2O 0,5a an a Khèi lîng dung dÞch HNO3: (63na 100) : 37,8 = 166,67na Khèi lîng dung dÞch sau ph¶n øng: 174,67na + Ma Ta cã : C% M(NO3)n = (Ma +62na) (174,67na+ Ma) 100 = 41,72 → M = 18,65n → n =3 → M = 56 lµ Fe - VËy nFeS = nFe(NO3)3 = 0,05 mol mdd ban ®Çu = 29g ; mdd sau kÕt tinh lµ 29 – 8,08 = 20,92g 0.5 0.5 0,5 0.5 0,5 0.5 0,5 0,5 -Khèi lîngFe(NO3)3 cßn l¹i dung dÞch: (20,92× 34,7) =7 , 26 g 100 nFe(NO3)3 cßn l¹i dung dÞch : ,26 242 = 0,03 mol VËy n muèi r¾n kÕt tinh 0,05 - 0,03 = 0,02 mol Gäi c«ng thøc muèi Fe(NO3)3.nH2O M muèi r¾n kÕt tinh = 8,08 : 0,02 = 404 → n = C«ng thøc muèi r¾n lµ Fe(NO3)3.9H2O Câu 1- Tính nồng độ dd H2SO4: (3,0 điểm) - Mỗi phương trình phản ứng viết đúng cho 0,25 điểm ( tổng: 1,5 điểm) - Tính nồng độ axit cho 2,0 điểm, kết cuối cùng lý luận chặt chẽ cho điểm tối đa 0,5 (6) 13 , 44 =0,6 mol ;trong đó khí có số mol 22 , Sè mol hçn hîp khÝ C: , 96 =0 mol 22 , §Æt khèi lîng mol khÝ lµ Mx vµ My ( Mx > My ) Gi¶ sö 0,2Mx + 0,4My = 0,6 27,42 Mx = 1,7534.My Giải đợc: My = 43,83 ; Mx = 76,86 Không phù hợp VËy: 0,4 Mx +0,2 My=32, 904 (*) Mx=1 , 7534 My (**) Giải đợc Mx = 64 ; My = 36,5 => khí là SO2 và HCl C¸c ph¬ng tr×nh ph¶n øng: t RCl + H2SO4 RHSO4 + HCl (1) t0 M + 2H2SO4 MSO4 + SO2 + 2H2O (2) Dung dÞch B: RHSO4 ; MSO4 ; H2SO4 d Khi cho dd Ba(OH)2 vµo cã c¸c ph¶n øng: BaSO4 + ROH + H2O (3) Ba(OH)2 + RHSO4 BaSO4 + M(OH)2 Ba(OH)2 + MSO4 BaSO4 + 2H2O Ba(OH)2 + H2SO4 (5) (4) t0 M(OH)2 MO + H2O (6) Theo (1); (2) sè mol H2SO4 tham gia p: 0,8 + 0,2 = 1,0 (mol) Theo (5) Sè mol H2SO4 d: 0,4.2 - 0,2 - 0,4 = 0,2 (mol) Tổng số mol H2SO4 = 1,2 mol => nồng độ dd H2SO4 là 1,2 =3 (M) 0,4 2- Xác định kim loại và muối: (1,0 điểm) Theo (2) vµ (4) sè mol M(OH)2 = 0,4 mol => 0,4(M + 34) = 209,6 - 0,8.233 =23,2 => M = 24 vËy kim lo¹i lµ Mg Theo ®Çu bµi : 0,4.24 + 0,2(R + 35,5) = 24,5 => R = 39 vËy kim lo¹i kiÒm lµ K muèi lµ KCl (7)