De thi HSG hoa 9

- Hoà tan muối ăn này vào nớc, sau đó lọc, ta loại bỏ đợc phần CaSO4 không tan - Cho một lợng dung dịch BaCl2 vừa đủ vào nớc lọc để chuyển hết CaSO4 phần tan vµ Na2SO4 thµnh BaSO4 kÕt tñ[r]

§Ò thi chän §éi tuyÓn Dù thi HSG tØnh líp (Vßng 3) n¨m häc 2010 - 2011 M«n thi: Ho¸ häc Thêi gian lµm bµi: 120 phót C©u I (1,5 ®iÓm) Cho BaO tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng thu đợc kết tủa A và dung dịch B Thêm lợng d bột Al vào dung dịch B thu đợc dung dịch C và khí H2 Thêm Na2CO3 vào dung dịch C, thấy xuất kết tủa D Xác định các chất A, B, C, D và viết các phơng trình hoá học xảy ra, C©u II (2 ®iÓm) Muèi ¨n bÞ lÉn c¸c t¹p chÊt lµ Na 2SO4, MgCl2, CaCl2, CaSO4 H·y tr×nh bµy ph¬ng pháp hoá học để loại bỏ các tạp chất trên, viết các phơng trình hoá học xảy Có lọ nhãn, lọ đựng riêng biệt dung dịch không màu sau: Na 2SO4, H2SO4, NaCl, HCl Chỉ đợc dùng thêm hoá chất, hãy trình bày phơng pháp hoá học nhËn biÕt lä trªn C©u III (1,75 ®iÓm) Dùng V lít khí CO (ở đktc) khử m gam Fe2O3 nhiệt độ cao, thu đợc chất rắn X Hoà tan hết chất rắn X dung dịch HCl thu đợc dung dịch A và 4,48 lít khí (ở đktc) Cho dung dịch A tác dụng với dung dịch NaOH d thu đợc 45 gam kết tủa trắng Tính V và m C©u IV (2,5 ®iÓm) Cho gam hỗn hợp X gồm Mg và Kim loại M tác dụng với dung dịch HCl d thu đợc 4,48 lÝt H2 (ë ®ktc) vµ dung dÞch B MÆt kh¸c hoµ tan hÕt gam X dung dÞch H2SO4 đặc nóng thấy thoát 5,6 lít SO2 (ở đktc) Xác định kim loại M Cho dung dịch B tác dụng với dung dịch NaOH d thu đợc kết tủa C Nung toàn C không khí đến khối lợng không đổi thu đợc m gam chất rắn Tính m C©u V (2,25 ®iÓm) X, Y là các dung dịch axit clohiđric có nồng độ mol khác Lấy V lít dung dịch X cho t¸c dông víi dung dÞch AgNO3 d th× t¹o thµnh 71,75 gam kÕt tña §Ó trung hoµ V lÝt dung dÞch Y cÇn dïng 750 ml dung dÞch NaOH 0,4M Trộn V1 lít dung dịch X với V lít dung dịch Y ta đợc lít dung dịch Z Tính nồng độ mol cña dung dÞch Z LÊy 200 ml dung dÞch X vµ 200 ml dung dÞch Y cho t¸c dông hÕt víi Fe th× lîng H2 thoát từ dung dịch chênh lệch 0,896 lít đktc Tính nồng độ các dung dÞch X, Y (Cho: C= 12; O=16; Fe=56; Cu=64; H=1; Cl=35,5; Na=23; Mg=24; S=32; Ag=108; N=14.) HÕt -C¸n bé coi thi kh«ng gi¶i thÝch g× thªm Híng dÉn chÊm vµ biÓu ®iÓm đề thi chọn đội tuyển dự thi hsg tỉnh lớp (vòng 2) C©u I Néi dung BaO + H2SO4  BaSO4  + H2O (A) Vì dd B hoà tan đợc Al nên B có thể có H2SO4 d BaO d TH1: H2SO4 d: 2Al + 3H2SO4  Al2(SO4)3 + 3H2  (B) (C) 3Na2CO3 + 3H2O + Al2(SO4)3  2Al(OH)3  + 3CO2  + 3Na2SO4 (D) TH2: BaO d t¹o Ba(OH)2 §iÓm 1,5 0,25 0,5 II III BaO + H2O  Ba(OH)2 (B) 2Al + Ba(OH)2 + 2H2O  Ba(AlO2)2 + 3H2  (C) Ba(AlO2)2 + Na2CO3  BaCO3  + 2NaAlO2 (D) 0,75 - Hoà tan muối ăn này vào nớc, sau đó lọc, ta loại bỏ đợc phần CaSO4 không tan - Cho lợng dung dịch BaCl2 vừa đủ vào nớc lọc để chuyển hết CaSO4 (phần tan) vµ Na2SO4 thµnh BaSO4 kÕt tña Na2SO4 + BaCl2 → BaSO4 ↓ + 2NaCl CaSO4 + BaCl2 → BaSO4 ↓ + CaCl2 - Lọc bỏ kết tủa BaSO4 đợc nớc lọc chứa CaCl2, MgCl2 và NaCl Cho vào nớc lọc lợng vừa đủ dung dịch Na2CO3 để chuyển hết CaCl2 vµ MgCl2 thµnh kÕt tña Na2CO3 + CaCl2 → CaCO3 ↓ + 2NaCl Na2CO3 + MgCl2 → MgCO3 ↓ + 2NaCl - Lọc bỏ kết tủa ta đợc nớc lọc là dung dịch NaCl, cô cạn dung dịch ta đợc muối NaCl kh«ng cã t¹p chÊt - Có thể dùng BaCO3 làm thuốc thử, cho BaCO3 lần lợt vào các mẫu thử (đợc trích tõ c¸c lä trªn) - Nếu thấy BaCO3 tan và có bọt khí bay thì đó là dung dịch HCl: BaCO3 + 2HCl → BaCl2 + H2O + CO2 ↑ (I) - Nếu thấy BaCO3 tan và có bọt khí bay và có kết tủa trắng thì đó là dung dịch thì mẫu thử đó là H2SO4 BaCO3 + H2SO4 → BaSO4 ↓ + H2O + CO2 ↑ - Lấy dung dịch (I) cho vào dung dịch còn lại, thấy có kết tủa trắng thì đó lµ mÉu thö cña lä Na2SO4 Na2SO4 + BaCl2 → BaSO4 ↓ + 2NaCl - Nếu không có tợng gì thì đó là lọ đựng NaCl * Gi· sö chÊt r¾n X chØ gåm Fe (Fe 2O3 ph¶n øng hÕt), ta cã PTHH: Fe2O3 + 3CO ⃗ (1) t 2Fe + 3CO2 ⃗ Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (2) t FeCl2 + 2NaOH ⃗ t Fe(OH)2 + 2NaCl (3) nH = , 48 =¿ 0,2 mol; 22 , OH ¿2 ¿ 0,5 mol Fe ¿ n¿ 0,5 0,5 1,0 0,25 0,25 0,5 1,75 0,75 OH ¿2 ¿ Theo (1),(2),(3) 0,2 mol < 0,5 mol -> v« lÝ Fe ¿ n¿ 0,25 - Sau ph¶n øng (1) Fe2O3 cßn d, nªn x¶y ph¶n øng: Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O (4) - V× dd A t¸c dông víi dd NaOH chØ cho kÕt tña tr¾ng Fe(OH)2, chøng tá dd A không có muối FeCl3 mà có FeCl2 nên đã xảy phản ứng: Fe + 2FeCl3 (5) → 3FeCl2 OH ¿2 ¿ VËy theo (3) 0,5 mol ; theo (2) nFeCl =nFe=n H =¿ 0,2 mol Fe ¿ n¿ nªn theo (5) nFeCl =¿ 0,3 mol vµ nFe=¿ 0,1 mol 2 2,0 1,0 0,25 0,25 VËy tæng sè mol Fe t¹o ë (2),(5) = (1) = 0,3 mol 3 2 Theo (1) nFe O =¿ 0,15 mol Theo (5),(4) nFe O =¿ 0,1 mol nªn tæng sè mol Fe2O3 = 0,25 mol → mFe O = m = 0,25.160 = 40 gam theo (1) nCO = n Fe = 0,3=¿ 0,45 mol →V CO =0,45 22,4 = 10,08 lit 2 IV 3 - Ta cã: Sè mol H2 = 4,48: 22,4 = 0,2 mol Sè mol SO2 = 5,6 : 22,4 = 0,25 mol - Cã hai trêng hîp x¶y ra: * TH1: M kh«ng tan HCl, ta cã c¸c PTHH: Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 x x x ⃗ Mg + 2H2SO4 t MgSO4 + SO2 + 2H2O x x x ⃗ 2M + 2nH2SO4 t M2(SO4)n + nSO2 + 2nH2O y y/2 ny/2 §Æt x, y lµ sè mol cña Mg vµ M hçn hîp theo bµi vµ PTHH ta cã hÖ pt: ¿ x=0,2 x+ny /2=0 , 25 24 x +My=8 ¿{{ ¿ → ¿ x=0,2 y=0,1 /n M =32 n ¿{{ ¿ 2,5 1,5 0,25 VËy n = th× M = 64 ( lµ Cu) * TH2: M tan HCl, ta cã c¸c PTHH: Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 x x x 2M + 2mHCl → 2MClm + mH2 y y my/2 Mg + 2H2SO4 ⃗ MgSO + SO2 + 2H2O t x x x ⃗ 2M + 2nH2SO4 t M2(SO4)n + nSO2 + 2nH2O y y/2 ny/2 §Æt x, y lµ sè mol cña Mg vµ M hçn hîp theo bµi vµ PTHH ta cã hÖ pt:  x  my / 0,   x  ny / 0, 25 24 x  My 8  Kết hợp (I) và (II) ta đợc: y = 0,1/(n-m) (a) (n > m, n,m lµ nguyªn d¬ng) KÕt hîp (I) vµ (III) ta cã: y = 3,2/(M-12m) (b) Tõ (a) vµ (b) ta cã M = 32n-20m n 3 m 1 M 44 (lo¹i) 76 ( lo¹i) 56 ( lµ Fe) vµ x = 0,1; y = 0,1 * TH1: HCl + NaOH → NaCl + H2O MgCl2 + 2NaOH → Mg(OH)2 + 2NaCl x x Mg(OH)2 ⃗ MgO + H2O t x x Khèi lîng chÊt r¾n: m = 40x = 40.0,2 = gam *TH2: HCl + NaOH → NaCl + H2O MgCl2 + 2NaOH → Mg(OH)2 + 2NaCl x x Mg(OH)2 ⃗ t MgO + H2O x x FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2NaCl 0,5 0,25 0,5 1,0 0,5 0,5 V y y 4Fe(OH)2 + O2 ⃗ 2Fe 2O3 + 4H2O t y y/2 Khèi lîng chÊt r¾n: M = 40x + 160y/2 = 40 0,1 + 80.0,1 =12 gam C¸c ph¶n øng ho¸ häc x¶y HCl + AgNO3 → AgCl + HNO3 (1) HCl + NaOH → NaCl + H2O (2) 2,25 1,0 0,5 71, 75 nHCl nAgNO3  0,5mol 143,5 Theo (1) theo (2) nHCl nNaOH 0, 75.0, 0,3mol 0,5  0,3 0, M Vậy nồng độ mol dung dịch Z là: 2HCl + Fe → FeCl2 + H2 (3) Gọi a, b là nồng độ mol X, Y ta có:0,5/a + 0,3/b = (*) TH1: NÕu lîng H2 tho¸t tõ A lín h¬n tõ B th×: 0,1.a – 0,1b = 0,04 → a – b = 0,4 → a = b + 0,4 (**) b1 0,1  a 0,5  b2  0,3(loai) Giải (*) và (**) ta đợc: Vậy nồng độ mol X là 0,5M Y là 0,1M TH2: NÕu lîng H2 tho¸t tõ B lín h¬n A th×: 0,1b – 0,1a = 0,04 → b – a = 0,4 → b = a + 0,4 (***) a1 0,145  b 0,545  a  0,345(loai ) Giải (*) và (***) ta đợc:  Vậy nồng độ mol X là 0,145M Y là 0,545M 0,5 1,25 0,25 0,5 0,5