Cho 0,15 mol muối của một kim loại hóa trị II và axit có một nguyên tử Hiđro tác dụng dừa đủ với dung dịch NaOH thu được 8,7g kết tủa và phần còn lại có khối lượng 17,55 g.. Xác định côn[r]
(1)PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC THANH OAI NĂM HỌC 2014- 2015 Thời gian làm bài 150 phút (không tính thời gian phát đề) Câu I: (3 điểm) Cho biết tổng số hạt proton, notron, electron nguyên tử nguyên tố A và B là 78, đó số hạt mang điện nhiều số hạt không mang điện là 26 hạt Số hạt mang điện A nhiều số hạt mang điện B là 28 hạt Hỏi A và B là nguyên tố gì ? 2.Chỉ dùng thêm quì tím và ống nghiệm, hãy nêu cách nhận biết các dung dịch đựng các lọ nhãn: NaHSO4; Na2CO3; BaCl2; KOH; MgCl2 Câu II: (5 điểm) Chỉ dùng hoá chất nhất, hãy tách: a Tách FeO khỏi hỗn hợp FeO, Cu, Fe b Ag2O khỏi hổn hợp Ag2O, SiO2, Al2O3 Cho đá vôi tác dụng với dung dịch axit HCl thu 26,88l CO (đo đktc) Dẫn toàn lựợng CO2 thu vào lít dung dịch NaOH 5% Tính khối lựong muối tạo thành biết khối lượng riêng NaOH là1,28g/ml Câu III: (5 điểm) Cho 0,15 mol muối kim loại hóa trị II và axit có nguyên tử Hiđro tác dụng dừa đủ với dung dịch NaOH thu 8,7g kết tủa và phần còn lại có khối lượng 17,55 g Xác định công thức hóa học muối trên Hỗn hợp Mg, Fe có khối lương m gam hòa tan hoàn toàn dung dịch HCl Dung dịch thu hòa tan vào dung dịch NaOH dư Kết tủa sinh sau phản ứng đem nung không khí đến khối lượng không đổi khối lượng giảm a gam so với trước nung a/ Xác định thành phần% khối lượng kim loại theo m, a b/ Áp dụng với m = 8g a = 2,8g Câu IV: ( điểm) Hỗn hợp A gồm BaO, FeO, Al 2O3 Hoà tan A lượng nước dư dung dịch D và phần không tan B Sục khí CO dư vào D, phản ứng tạo kết tủa Cho khí CO dư qua B nung nóng chất rắn E Cho E tác dụng với dung dịch NaOH dư, thấy tan phần và còn lại chất rắn G Hoà tan hết G lượng dư dung dịch H 2SO4 loãng rồi cho dung dịch thu tác dụng với dung dịch KMnO Giải thích thí nghiệm trên bằng các phương trình phản ứng Chia hỗn hợp gồm kim loại A, B có hoá trị n, m làm phần bằng Phần 1: Hoà tan hết axit HCl thu 1,792 lit H2 (đktc) Phần 2: Cho tác dụng với dung dịch NaOH dư thu 1,344 lit khí (đktc) và còn lại chất rắn không tan có khối lượng bằng 4/13 khối lượng phần Phần 3: Nung oxi dư thu 2,84g hỗn hợp gồm oxit là A2On và B2Om Tính tổng khối lượng phần và xác định kim loại A và B CâuV: (4 điểm) Có dung dịch X chứa muối cùng kim loại (2) TN1 : Lấy 100 ml dung dịch X cho tác dụng với dung dịch BaCl dư thu kết tủa A chứa muối Nung toàn kết tủa A đến khối lượng không đổi thu 0,224 lít khí B (đktc) có tỉ khối hiđro là 22 ; khí B có thể làm đục nước vôi TN : Lấy 100ml dung dịch X cho tác dụng với dung dịch Ba(OH) (lượng vừa đủ) thu 2,955 gam kết tủa A và dung dịch chứa NaOH Tìm công thức và nồng độ mol các muối dung dịch X PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HSG HÓA HỌC THANH OAI NĂM HỌC 2014- 2015 TRƯỜNG THCS XUÂN DƯƠNG Thời gian làm bài 150 phút (không tính thời gian phát đề) Câu I :( 3điểm) Ý (1,5điểm) Gọi Z, N, E và Z', N', E' là số hạt proton, notron, electron hai nguyên tố A, B Ta có các phương trình: Z + N + E + Z' + N' + E' = 78 hay : ( 0,25đ) (2Z + 2Z' ) + (N + N') = 78 (1) (0,25đ) (2Z + 2Z' ) - (N + N') = 26 (2) (0,25đ) (2Z - 2Z' ) = 28 hay : (Z - Z' ) = 14 (3) (0,25đ) Lấy (1) + (2) sau đó kết hợp với (3) ta có : Z = 20 và Z' = (0,25đ) Vậy các nguyên tố : A là Ca ; B là C (0,25đ) Ý 2: ( 1,5điểm ) - Trích mẫu thử và đánh số - Cho quì tím vào các mẫu thử nhận được: + NaHSO4: Làm quì tím chuyển sang màu đỏ (Nhóm I) + Na2CO3 và KOH: Làm quì tím chuyển sang màu xanh (Nhóm II) + BaCl2 và MgCl2: Không làm quì tím chuyển màu (Nhóm III) (0,5đ) - Dùng NaHSO4 cho tác dụng với chất nhóm (II): Có khí thoát là dung dịch Na2CO3 Còn lại là dung dịch KOH Na2CO3 + NaHSO4 2Na2SO4 + H2O + CO2 KOH + 2NaHSO4 Na2SO4 + K2SO4 + 2H2O (0,5đ) - Dùng NaHSO4 cho tác dụng với chất nhóm (III): Có kết tủa trắng là dung dịch BaCl2 Còn lại là MgCl2 BaCl2 + NaHSO4 BaSO4 + NaCl + HCl (0,5đ) Câu II:( 5điểm) Ý 1(2 điểm) a Tách FeO khỏi hổn hợp FeO, Cu, Fe FeO Cu Fe Pt : Cu, Fe phản ứng + FeCl FeO không tan thu đựơc FeO Cu + FeCl3 CuCl2 + 2FeCl2 (1,0đ) (3) Fe + 2FeCl3 b Tách Ag2O Ag2O SiO2 Al2O3 3FeCl2 Ag2O không tan thu Ag2O + NaOH to Pt: SiO2 + 2NaOH Al2O3 + 2NaOH SiO2 phản ứng Al2O3 Na2SiO3 + H2O 2NaAlO2 + H2O Ý 2: (3điểm) Phương trình phản ứng: CaCO3 + HCl CaCl2 + CO2 + H2O ❑ nCO = 26,88 : 22,4 = 1,2 mol mNaOH = V.D =1000.1,28 = 1280 g 1280 x nNaOH = 100 x 40 = 1,6 mol (1,0đ) (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) Xét tỉ lệ mol CO2 và NaOH ta thấy: nCO ❑2 : nNaOH = 0,75 (0,25đ) 1: < 0,75 < 1:1 Vậy phản ứng tạo muối: muối trung hòa và muối axit Phương trình phản ứng: (0,25đ) CO2 + NaOH 1mol 1mol NaHCO3 1mol (0,25đ) CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O 1mol 2mol 1mol (0,25đ) Gọi x là số mol CO2 phản ứng tạo muối axit Gọi y là số mol CO2 phản ứng tạo muối trung hòa Dựa vào phưong trình ta có: Tổng số mol CO2 : x + y = 1,2 (1) (0,25đ) Tổng số mol NaOH: x + 2y = 1,6 (2) (0,25đ) Giải hệ phương trình (1) và (2) ta được: x = 0,8 ; y = 0,4 (0,25đ) Vậy: -Khối lượng muối NaHCO3 là: mNaHCO ❑3 = 0,8 x 84 = 67,2 g (0,25đ) -Khối lượng muối Na2CO3 MNa ❑2 CO ❑3 = 0,4 x 106 = 42,4g (0,25đ) Câu III: (5 điểm) Ý 1: (2điểm) - Đặt A là kim loại hóa trị II, a là khối lượng phân tử A - Đặt X là gốc axit hóa trị I, b là khối lượng phân tử X (0,25đ) Vậy công thức hóa học muối là AX2 (0,25đ) Phương trình phản ứng: AX2 + NaOH A(OH)2 + NaX (0,25đ) .(0,25đ) (4) 1mol 0,15 mol 1mol 0,15mol Ta có MA(OH) ❑2 = a + 34 MNaX = 23 + b mA(OH) = 0,15 x (a + 34) 8,7 = 0,15 a + 5,1 a = 3,6 : 0,15 a = 24 *Vậy A là Mg (1) mNaX = 0,3 x (23 + b) 17,55 = 6,9 + 0,3 b b = 10,65 : 0,3 b = 35,5 * Vậy X là Cl (2) 2mol 0,3 mol (0,25đ) (0,25đ) (0,25đ) (1) và (2) => Công thức hóa học muối là MgCl2 (0,25đ) Ý 2: (3 điểm) Do lượng HCl dư nên Mg, Fe tan hết (0,25đ) Mg + 2HCl MgCl2 + H2 (1) Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (2) Dung dịch thu trên tác dụng với dung dịch NaOH dư xuất kết tủa FeCl2 + 2NaOH 2NaCl + Fe(OH)2 (3) MgCl2 + 2NaOH NaCl + Mg(OH)2 (4) (0,25đ) Khi đem nung kết tủa không khí đến khối lượng không đổi xảy các phản ứng t Mg(OH)2 MgO + H2O (5) t 4Fe(OH)2 + O2 2Fe2O3 + 4H2O (6) ( 0,25đ) Gỉa sử hỗn hợp ban đầu có x mol Mg và y mol Fe, theo giả thiết ta có phương trình 24x + 56y = m (*) (0,25đ) Mặt khác theo định luật bảo tòan suy số phân tử gam Mg(OH) là x; số phân tử gam Fe(OH)2 là y Khi nung khối lượng chất rắn giảm lượng o o y 18x + 18y - 32=a (**) Giải hệ phương trình gồm (*) và (**) (0,25đ) ¿ 24 x 6+56 y 6=6 m 18 x 8+10 y 8=8 a ¿{ ¿ (0,25đ) 256y = 6m - 8a y = (0,5đ) Vậy khối lượng Fe = m−8 a 256 m−8 a 56 256 (0,25đ) Kết % khối lượng Fe (6 m− a)56 100 % =α % 256 m (0,25đ) (5) % khối lượng Mg 100% - % = % b/ Áp dụng bằng số: %Fe : % = (6 −8 2,8).56 100 % =70 % 256 (0,25đ) (0,25đ) % Mg : % = 100% - 70% = 30% (0,25đ) Câu IV: (3 điểm) Ý 1: (1điểm) Hoà tan hỗn hợp A vào lượng dư nước có các phản ứng: BaO + H2O Ba(OH)2 (0,25 đ) Al2O3 + Ba(OH)2 Ba(AlO2)2 + H2O Phần không tan B gồm: FeO và Al 2O3 dư (do E tan phần dung dịch NaOH) dung dịch D có Ba(AlO2)2 * Sục khí CO2 dư vào D: (0,25 đ) Ba(AlO2)2 + 2CO2 + 4H2O 2Al(OH)3 + Ba(HCO3)2 * Sục khí CO dư qua B nung nóng có phản ứng: t FeO + CO Fe + CO2 chất rắn E gồm: Fe và Al2O3 * Cho E tác dụng với dung dịch NaOH dư: Al2O3 + NaOH 2NaAlO2 + H2O (0,25 đ) chất rắn G là Fe * Cho G tác dụng với H2SO4: Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 (0,25 đ) o Và dung dịch thu tác dụng với dung dịch KMnO4 10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O Ý 2: (2điểm) Gọi a, b là số mol A, B phần Phần 1: Viết PTHH: Số mol H2 = na + mb = 1,792 : 22,4 = 0,08 mol > na + mb = 0,16 (I) (0,5đ) Phần 2: Tác dụng với NaOH dư có kim loại tan, giả sử A tan A + (4 – n)NaOH + (n – 2)H2O -> Na4 – nAO2 + n/2 H2 a (mol) na/2 (mol) Số mol H2 = na/2 = 1,344 : 22,4 -> na = 0,12 (II) Thay vào (I) > mb = 0,04 Mặt khác khối lượng B phần: mB = 4/13.m1/3 hh Phần 3: Viết PTHH: (0,5đ) (6) mhh oxit = (2MA + 16n).a/2 + (2MB + 16m).b/2 = 2,84 = MA + MB + 8(na + mb) = 2,84 -> MA + MB = 1,56 (g) (*) mB = 4/13 1,56 = 0,48 (g) > mA = 1,08 (g) (0,5đ) -> MA = 1,08n : 0,12 = 9n > n = và MA = 27 là phù hợp Vậy A là Al -> MB = 0,48m : 0,04 = 12m > m = và MB = 24 là phù hợp Vậy B là Mg (0,5đ) Câu V: (4 điểm) Từ TN1 và TN2, ta thấy đây có thể là hai muối kim loại Na Từ TN1, kết tủa A có thể là muối Ba (vì muối Na thì tan) ( 0,5đ) Khi nung A cho khí B có M = 22 = 44 và B làm đục nước vôi trong, B là CO2 Do đó kết tủa A là muối BaCO3 Trong dung dịch X có chứa muối Na2CO3 ( 0,5đ) Từ TN 2, X tác dụng với Ba(OH)2 tạo BaCO3 và dung dịch NaOH, nên dụng X, ngoài Na2CO3 còn có chứa muối NaHCO3 (0,5đ) Các phương trình phản ứng : Na2CO3 + BaCl2 BaCO3 + 2NaCl (1) t BaCO3 BaO + CO2 (2) (0,5đ) Na2CO3 + Ba(OH)2 BaCO3 + 2NaOH (3) NaHCO3 + Ba(OH)2 BaCO3 + NaOH + H2O ( 4) ( 0,5đ) Theo (1) và (2) : số mol CO2 = số mol BaCO3 = số mol Na2CO3 = 0,01 mol Theo (3) và (4) : số mol BaCO3 = 0,015 mol Số mol NaHCO3 = số mol BaCO3 tạo từ (4) = 0,015 – 0,01 = 0,005 mol (0,5đ) Kết luận : Nồng độ mol Na2CO3 0,1 M (0,5đ) Nồng độ mol NaHCO3 0,05M (0,5đ) o (7)