4,5 Nhôm hoạt động hơn sắt, đồng nhưng khi các đồ vật bằng nhôm để lâu trong không khí không bị han gỉ do Al tác dụng với oxi của không khí tạo thành lớp màng nhôm oxit rất mỏng bảo vệ[r]
(1)Equation Chapter Section PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THỊ XÃ THUẬN AN ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP NĂM HỌC 2013 - 2014 Môn: HOÁ HỌC Thời gian làm bài: 150 phút Đề thi gồm 05 câu 02 trang Câu I:(3,0 điểm) Chỉ dùng thêm thuốc thử, hãy phân biệt dung dịch sau đây phương pháp hóa học: KCl, NH4NO3, Ca(H2PO4)2, (NH4)2SO4 Cho sơ đồ biến hóa sau : Hãy xác định các ẩn chất A, B, C hoàn thành các phương trình phản ứng ? Cu CuCl2 A CcCu CuCl B C CuCl Câu II (4,0 điểm) CuCl Dựa vào đặc điểm cấu tạo phân tử Viết công thức cấu tạo có thể có các chất có công thức phân tử là C4H6 Cho hỗn hợp X gồm Ca và CaC vào nước dư hỗn hợp khí Y Cho hỗn hợp khí 2222 Y qua bình chứa Ni nung nóng hỗn hợp khí Z gồm chất Cho hỗn hợp khí Z qua 2222 bình đựng dung dịch Br2 dư, đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp khí khỏi bình Viết các 2222 phương trình hoá học xảy các thí nghiệm trên 22 Câu III (4,0 điểm) 22 Chia 26,88 gam MX2 thành phần - Cho phần I vào 500ml dung dịch NaOH dư thu 5,88 gam M(OH) kết tủa và dung dịch D - Cho phần II vào 360ml dung dịch AgNO3 1M dung dịch B và 22,56 gam AgX kết tủa Cho Al vào dung dịch B thu dung dịch E, khối lượng Al sau lấy cân lại tăng lên m gam so với ban đầu (toàn kim loại thoát bám vào Al) a Viết các phương trình hoá học xảy b Xác định MX2 và giá trị m Câu IV (4,5 điểm) Chia 17 gam hỗn hợp rắn X gồm: MxOy, CuO và Al2O3 thành hai phần nhau: - Hoà tan phần I vào dung dịch NaOH dư, còn lại 7,48 gam hỗn hợp rắn A (2) - Dẫn 4,928 lít khí CO (đktc) vào phần II nung nóng hỗn hợp rắn B và hỗn hợp khí C có tỷ khối Hiđrô là 18 Hoà tan B vào dung dịch HCl dư còn lại 3,2 gam Cu a Viết các phương trình hoá học xảy b Tính % khối lượng nguyên tố hỗn hợp X Biết: Các phản ứng xảy hoàn toàn M xOy bị khử và không tan dung dịch NaOH Câu V (4,5 điểm) Tại nhôm hoạt động sắt, đồng để các đồ vật nhôm, sắt, đồng ngoài không khí thì đồ vật nhôm bền không bị hư hỏng, trái lại các đồ vật sắt, đồng thì bị han gỉ? Nung 8,08 gam muối A, thu các sản phẩm khí và 1,6 gam hợp chất rắn không tan nước Nếu cho sản phẩm khí qua 200 gam dung dịch Natri hidroxit 1,2% điều kiện xác định thì tác dụng vừa đủ, thu dung dịch gồm muối có nồng độ 2,47% Viết công thức hóa học muối A, biết nung số oxi hóa kim loại không thay đổi (3) PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THỊ XÃ THUẬN AN ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP NĂM HỌC 2013 - 2014 Môn: HOÁ HỌC Thời gian làm bài: 150 phút ĐÁP ÁN I - Dùng dung dịch Ba(OH)2 : Có khí mùi khai là NH4NO3 2NH4NO3 + Ba(OH)2 Ba(NO3)2 + 2NH3 + 2H2O Có khí mùi khai và có kết tủa trắng là (NH4)2SO4 (NH4)2SO4 + Ba(OH)2 BaSO4 + 2NH3 + 2H2O Có kết tủa trắng ( không có khí) 3Ca(H2PO4)2 + 6Ba(OH)2 2Ba3(PO4)2 + Ca3(PO4)2 + 12H2O Chất còn lại là KCl - Chọn A là Cu(OH)2, B là CuSO4 C là CuO Cu + 2H2SO4 đặc CuSO4 + 2H2O + SO2 CuSO4 + BaCl2 BaSO4 + CuCl2 CuCl2 + 2NaOH Cu(OH)2 + 2NaCl t Cu(OH)2 CuO + H2O t CuO + H2 Cu + H2O 3,0 1,0 2,0 0 II 4,0 Các công thức cấu tạo có thể có các chất ứng với công thức phân tử 2,0 là C4H6 CH C CH2 CH3 CH2 = C = CH CH3 CH3 C C CH3 CH2 = CH CH = CH2 Mỗi CH2 CH CH2 cấu tạo đúng CH = C CH3 CH CH2 cho CH2 0.25 CH CH CH CH3 Các phương trình phản ứng xảy ra: Ca + 2H2O Ca(OH)2 + H2 CaC2 + 2H2O Ca(OH)2 + C2H2 t C2H2 + H2 Ni C2H4 CH2 C = CH2 2,0 Mỗi phương trình cho 0,25 (4) t C2H4 + H2 Ni C2H6 C2H4 + Br2 C2H4Br2 C2H2 + 2Br2 C2H2Br4 t 2C2H6 + 7O2 4CO2 + 6H2O t 2H2 + O2 2H2O III a Học sinh viết phương trình cho 0,25 điểm 13, 44 b n MX phần = M 2X mol 4,0 1,5 n AgNO3 = 0,36 mol Phương trình hoá học: MX2 + 2NaOH M(OH)2 + 2NaX (1) MX2 + 2AgNO3 M(NO3)2 + 2AgX (2) Giả sử AgNO3 phản ứng hết: mAgX = 108.0,36 + 0,36X = (38,88 + 0,36X) gam > 22,56 gam AgNO3 còn dư Ta có hệ phương trình: 13, 44 M 2X (M 34) 5,88 13, 44 2(108 X) 22,56 M 2X 1,5 M 64 M lµ Cu Giải được: X =80 X lµ Br Vậy: MX2 là CuBr2 0,12 n Cu(NO3 )2 n AgBr 0, 06 2 mol n AgNO3 dư = 0,36 - 0,12 = 0,24 mol Ta có các phương trình xảy ra: Al + 3AgNO3 Al(NO3)3 + 3Ag (3) 2Al + 3Cu(NO3)2 2Al(NO3)3 + 3Cu (4) Al(NO3)3 + 3NaOH Al(OH)3 + 3NaNO3 (5) Có thể: Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O (6) * Theo (3) và (4): Khi Al đẩy Ag làm khối lượng Al tăng: 108.0,24 27.0,08 = 23,76 (g) Khi Al đẩy Cu làm khối lượng Al tăng: 64.0,06 27.0,04 = 2,76 (g) Vậy: m Al t¨ng 1,0 = 23,76 + 2,76 = 26,52 (g) IV a Các phương trình hoá học: Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O (1) 4.5 2,0 0,5 0,25 (5) t0 CuO + CO Cu + CO2 t MxOy + yCO xM + yCO2 Al2O3 + 6HCl 2AlCl3 + 3H2O 2M + 2nHCl 2MCln + nH2 MCln) (2) b (5) (3) (4) (n là hoá trị M 4,928 n = 22, = 0,22 mol ; H SO = 0,125 mol ; nCu = 0,05 mol 17 m Al O n = 7,48 = 1,02 (g) Al O = 0,01 mol mO Al2O3 = 0,01.3.16 = 0,48 (g) ; mAl = 0,54 (g) n CO 2 dC /H 0,5 0,25 0,5 0,5 n = 18 M C = 36 Đặt CO2 là x nCO = 0,22 x (mol) 44x 28(0, 22 x) 0, 22 Ta có phương trình: = 36 x = 0,11 (mol) 1,0 Từ (2) và (3): n nO CuO và MxOy bị khử = CO = 0,11 mol mO CuO và MxOy = 0,11 16 = 1,76 (g) 1,76 0, 48 8,5 Vậy: % O = 100 26,353 (%) 3, % Cu = 8,5 100 37,647 (%) 0,5 0,5 0,54 % Al = 8,5 100 6,353 (%) % M = 100 - (26,353 + 37,647 + 6,353) = 29,647 (%) V 4,5 Nhôm hoạt động sắt, đồng các đồ vật nhôm để lâu không khí không bị han gỉ Al tác dụng với oxi (của không khí) tạo thành lớp màng nhôm oxit mỏng bảo vệ nhôm phía không cho phản ứng với oxi mNaOH = 0,012.200 = 2,4g; nNaOH = 2,4:40 = 0,06 mol mkhí = 8,08 – 1,6 = 6,48g Khối lượng dd sau hấp thụ khí: 200 + 6,48 = 206,48g Khối lượng muối tạo thành là: 0, 247 206,48 = 5,1g Khối lượng Na mu ối l à: 0,06.23 = 1,38g Khối lượng gốc axit (gốc X) là : 5,1 – 1,38 = 3,27g - Nếu CTTQ muối là: NaX nX = 0,06 mol MX = 3,27:0,06 = 62 X là : - NO3 (hoá trị I) - Nếu CTTQ muối là: Na2X nX = 0,06:2 = 0,03 mol MX = 3,27:0,03 = 124 không có - Nếu CTTQ muối là: Na2X 1,0 3,5 (6) nX = 0,06: = 0,02 mol MX = 3,27:0,02 = 186 không có A là muối nitrat Vì sau nung A thu chất rắn không tan nước nên A không phải là muối kim loại kiềm và amoni Công thức A: M(NO3)n Nhiệt phân: 4M(NO3)n 2M2On + 4nNO2 + nO2 nO2 =nNO2 : = 0,06: = 0,15mol; mO2 = 0,15.32 = 0,48g mNO2 + mO2 = 40.0,06 + 0,48 = 3,24 < 6,48 A là muối nitrat ngậm nước mH2O = 6,48 – 3,24 = 3,24g CTTQ A là: M(NO3)n.xH2O (n=1,2,3; x = 0,1,2 ) + Theo Ptpư: (2 M 16n).0,03 n nM2On = 0,06:2n = 0,03:n (mol) mM2On = =1,6 M = 18,67.n n M Kết luận 18.67 Không có 37,34 Không có 0,06 x 3,24 nH2O = = 18 x = Vậy CTHH A là: Fe(NO3)3.9H2O 56 Fe (7) PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THỊ XÃ THUẬN AN ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP NĂM HỌC 2013 - 2014 Môn: HOÁ HỌC Thời gian làm bài: 150 phút Đề thi gồm 04 câu 02 trang Câu I : (4,5 điểm) Có muối sau : (A) : CuSO ; (B) : NaCl ; (C) : MgCO ; (D) : ZnSO4 ; (E) : KNO3 Hãy cho biết muối nào : a) Không nên điều chế phản ứng kim loại với axit Vì ? b) Có thể điều chế phản ứng kim loại với dung dịch axit H2SO4 loãng c) Có thể điều chế phản ứng dung dịch muối cacbonat với dung dịch axit clohidric d) Có thể điều chế phản ứng trung hòa hai dung dịch e) Có thể điều chế phản ứng muối cacbonat không tan với dung dịch axit sunfuric Có các lọ đựng riêng rẽ các dung dịch không dán nhãn : NaCl, NaOH, H 2SO4 , HCl, Ba(OH)2, MgSO4 Không dùng thêm thuốc thử khác hãy trình bày cách phân biệt và viết phương trình hóa học minh họa Câu II : (4,5 điểm) Có hỗn hợp hai muối : Na 2CO3.10H2O và CuSO4.5H2O Bằng thực nghiệm, hãy nêu cách xác định thành phần% khối lượng muối hỗn hợp Cho sơ đồ các phản ứng : (A) (B) + (C) + (D) (C) + (E) (G) + (H) + (I) (A) + (E) (G) + (I) + (H) + (K) (K) + (H) (L) + (I) + (M) Hoàn thành các phương trình phản ứng trên và ghi rõ điều kiện phản ứng Biết (D), (I), (M) là các đơn chất khí, khí (I) có tỷ khối so với khí metan là 4,4375 Để trung hoà 2,8 gam kiềm (L) cần 200 ml dung dịch HCl 0,25M Câu III: (5 điểm) Cho 80g bột Cu vào 200 ml dung dịch AgNO 3, sau thời gian phản ứng, đem lọc thu dung dịch A và 95,2 g chất rắn B Cho 80 g bột Pb vào dung dịch A, phản ứng xong đem lọc thì tách dung dịch D chứa muối và 67,05 g chất rắn E Cho 40 g bột kim loại R (có hoá trị II ) vào 1/10 dung dịch D, sau phản ứng (8) hoàn toàn đem lọc thì tách 44,575 g chất rắn F Tính nồng độ mol dung dịch AgNO3 và xác định kim loại R Câu IV: (5 điểm) Viết phương trình phản ứng để chứng minh: Metan, benzen có thể cho phản ứng ; etilen, axetilen, benzen có thể cho phản ứng cộng Một hidrocacbon (công thức CnH2n+2 ) thể khí có thể tích 224ml (đktc) Đốt cháy hoàn toàn lượng hidrocacbon này, sản phẩm cháy hấp thụ hoàn toàn lít dung dịch Ca(OH)2 0,02M tạo 1g kết tủa Xác định công thức phân tử hidrocacbon Câu IV: (1 điểm) Cho lượng tinh thể muối CuSO 4.5H2O vào lượng dung dịch Na 2SO4 x% thu dung dịch CuSO4 30% và Na2SO4 10% Tính x (9) PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THỊ XÃ THUẬN AN ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP NĂM HỌC 2013 - 2014 Môn: HOÁ HỌC Thời gian làm bài: 150 phút ĐÁP ÁN Câu I Đáp án a) B NaCl ; E KNO3 ; A CuSO4 (Vì gây nổ, không an toàn) b) D ZnSO4 c) B NaCl d) B NaCl ; E KNO3 e) A CuSO4 ; D ZnSO4 Điểm 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 Bước : Lấy mẫu thử các chất lọ vào các ống nghiệm và đánh số thứ tự tương ứng với các lọ Bước : Nhận biết các cặp chất : Ba(OH)2 và MgSO4, H2SO4 và NaOH, là NaCl và HCl Lần lượt cho các dung dịch vào với và thấy : - dung dịch có lần tạo kết tủa, đó là Ba(OH)2 và MgSO4, có các p.ư : Nhận biết Ba(OH)2 + H2SO4 BaSO4 + 2H2O (1) Ba(OH)2 + MgSO4 BaSO4 + Mg(OH)2 (2) 2NaOH + MgSO4 Na2SO4 + Mg(OH)2 (3) chất cho : - dung dịch có lần tạo kết tủa, đó là H2SO4 và NaOH, có 0,50 = 3,0 điểm phản ứng (1) và(3) - dung dịch không tạo kết tủa, đó là NaCl và HCl Bước : Nhận biết HCl, NaOH, H2SO4, NaCl : Lấy dung dịch không tạo kết tủa trên cho vào kết tủa dung dịch có lần tạo kết tủa Trường hợp dung dịch cho vào làm tan kết tủa thì dung dịch cho vào là HCl, dung dịch có lần tạo kết tủa là NaOH, vì: Mg(OH)2 + 2HCl MgCl2 + 2H2O (4) Dung dịch có lần tạo kết tủa còn lại là H2SO4 (ở đây kết tủa không tan) Dung dịch cho vào không làm tan kết tủa nào là (10) II III dung dịch NaCl Bước : Nhận biết Ba(OH)2, MgSO4 : Lấy dung dịch NaOH vừa nhận trên cho vào dung dịch có lần tạo kết tủa Dung dịch nào không tạo kết tủa với NaOH là dung dịch Ba(OH)2 Dung dịch nào tạo kết tủa với NaOH là dung dịch MgSO4 (có phản ứng theo 3) Bằng thực nghiệm, nêu cách xác định thành phần% khối lượng muối hỗn hợp - Tiến hành cân khối lượng hỗn hợp ban đầu (m1 gam) - Tiến hành nung hỗn hợp đến khối lượng không đổi, lại caân chaát raén coøn laïi (m2 gam) Nhö vaäy : goïi nNa2CO3.10H2O = x (mol) vaø nCuSO4.5H2O = y (mol) Ta coù heä phöông trình : 286x + 250y = m1 vaø 106x + 160y = m2 x vaø y % Na2CO3.10H2O vaø %CuSO4.5H2O Hoàn thành các phương trình phản ứng trên và ghi rõ điều kiện phản ứng : M(I) = 16.4,4375 = 71 (I) laø Cl2 Theo sơ đồ ta suy : (A) : KMnO4 (B) : K2MnO4 (C) : MnO2 (D) : O2 (M) : H2 (E) : HCl (G) : MnCl2 (H) : H2O (K) : KCl (L) : KOH + Suy luận đúng chất cho: 0,25 11= 2,75 điểm Các phương trình phản ứng : 2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 MnO2 + 4HCl MnCl2 + Cl2 + 2H2O (H) 2KMnO4 + 16HCl 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O + 2KCl 2KCl + 2H2O 2KOH + Cl2 + H2 + Đúng phương trìnht cho: 0,25 = 1,00 điểm TN1: Cu + 2AgNO3 Cu(NO3)2 + 2Ag x 2x x 2x (mol) Ta có : 216x – 64x = 95,2 – 80 = 15,2 giải x = 0,1 mol Cu(NO3 )2 : 0,1 mol AgNO3 : y (mol) TN2: Dung dịch A Vì dung dịch D có muối nên các muối A phản ứng hết Pb + 2AgNO3 Pb(NO3)2 + 2Ag 0,5y y 0,5y y Pb + Cu(NO3 )2 Pb(NO3)2 + Cu + Tính đúng % các muối = 0,75 điểm 3,75 điểm (11) 0,1 0,1 0,1 0,1 Theo đề bài ta có: 0,5y + 0,1).207 – [ 108y + (0,1.64)] = 80 – 67,05 = 12,95 giải : y = 0,3 mol Nồng độ mol dung dịch AgNO3 : C M (AgNO3 ) 0, 0,3 2,5M 0, * Chú ý : Có thể giải theo cách biện luận: Nếu dung dịch A không có AgNO3 thì độ giảm khối lượng kim loại trái với giả thiết Từ đó khẳng định phải có AgNO3 phản ứng Vì nhiều bài toán tương tự chúng ta nên giả sử lượng chất chưa biết là x (mol) giải x = âm thì giả thiết này không chấp nhận 0,3 n Pb(NO ) 0,1 0, 25 mol 32 10 dung dịch D có 0,025 mol Pb(NO3)2 điểm Vì phản ứng hoàn toàn nên có thể xảy trường hợp: TH1: Nếu R phản ứng hết R + Pb(NO3 )2 R(NO3)2 + Pb 40 R 40 R (mol) 40 Theo đề ta có: R 207 = 44,575 giải R = 186 ( loại) TH2: Nếu Pb(NO3)2 phản ứng hết R + Pb(NO3 )2 R(NO3)2 + Pb 0,025 0,025 0,025 (mol) Theo đề ta có: 0,025 ( 207 – R) = 44,575 – 40 = 4,575 giải : R = 24 ( Mg) IV Viết phương trình phản ứng (có đầy đủ điều kiện phản ứng), phương trình 0,5 điểm as CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl Fe t C6H6 + Br2 C6H5Br + HBr CH2 = CH2 + Br2 CH2Br-CH2Br CH CH + Br2 CHBr = CHBr ( Hoặc CH CH + 2Br2 CHBr2-CHBr2 ) Ni t C6H6 + 3H2 C6H12 2,5 điểm 0 Viết phương trình phản ứng cháy : 3n CnH2n+2 + O2 nCO2 + (n+1)H2O 2,5 điểm (12) 0,01 0,01n Biện luận trường hợp TH 1: Nếu Ca(OH)2 dư thì số mol CO2 = số mol CaCO3 = 0,01 Xác định n = 1, suy công thức CH4 TH 2: Nếu CO2 phản ứng tạo muối Suy số mol CO2 = 0,03 Xác định n = 3, suy công thức C3H8 Đặt a(g) là khối lượng CuSO4 H2O cần lấy Đặt b(g) là khối lượng dd Na2SO4 x% cần lấy => Khối lượng dung dịch thu là (a+b) gam V 160a => Khối lượng CuSO4 dung dịch sau trộn là 250 (g) bx Khối lượng Na2SO4 dung dịch sau trộn là 100 (g) Vậy ta có hệ phương trình điểm 160.a.100% 250(a b) = 30% bx.100% 100(a b) = 10% Giải hệ phương trình trên tìm x= 18,82 % - Không cân phản ứng thiếu điều kiện trừ 1/2 số điểm - Học sinh có thể giải cách khác đúng cho điểm tối đa (13)