Cho tiếp 80 gam bột Pb vào dung dịch A, phản ứng xong đem lọc tách thì thu được dung dịch D chỉ chứa một muối duy nhất và 67,05 gam chất rắn E... Tính nồng độ mol của dung dịch AgNO 3 và[r]
(1)PHÒNG GD&ĐT THANH OAI TRƯỜNG THCS THANH CAO ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP NĂM HỌC 2015 -2016 MÔN: HÓA Thời gian làm bài:150 phút Câu 1(3đ): a/ Trong phân tử MX2 có tổng số hạt p,n,e 164 hạt, đó số hạt mang điện nhiều số hạt không mang điện là 52 hạt Tổng số hạt hạt nhân của nguyên tử M lớn tổng số hạt hạt nhân nguyên tử X là Tổng số hạt p, n, e nguyên tử M lớn nguyên tử X là hạt Xđ CTHH phân tử trên b/ Chỉ dùng CO2 và H2O hãy nhận biết chất bột màu trắng đựng các lọ hóa chất nhãn sau: NaCl, Na2CO3, Na2SO4, BaCO3, BaSO4 Câu (5đ): a/ Có hỗn hợp chất rắn gồm: Al, Fe 2O3, Cu, Al2O3 Hãy nêu cách tách các chất trên khỏi mà không làm thay đổi lượng chất Viết các phương trình hóa học xảy b/ Cho 11,2 lít hỗn hợp khí X: gồm CO2, SO2 có tỉ khối so với H2 là 26 Đem toàn hỗn hợp X trên tác dụng hoàn toàn với lượng O vừa đủ (có mặt chất xúc tác) thu hỗn hợp Y gồm hai hợp chất Hấp thụ hết lượng hỗn hợp Y 170,8 g dung dịch NaOH 18,74% thu dung dịch Z Tính nồng độ phần trăm các chất tan dung dịch Z Câu 3(5đ): a/ Khử 3,48 g oxit kim loại cần vừa đủ 1,344 lít CO (đktc).Toàn kim loại thu đươc cho tác dụng với dung dịch HCl dư thu 1,008 lít H (đktc) Xác định công thức hóa học oxit kim loại b/ Hòa tan 13,2 g hỗn hợp A gồm hai kim loại có cùng hóa trị vào 400 ml dung dịch HCl 1,5 M Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu 32,7 g hỗn hợp muối khan - Chứng minh hỗn hợp A không tan hết - Tính thể tích khí H2 sinh đktc Câu (3đ): a/ Vôi sống để lâu ngày không khí bị giảm chất lượng Hãy giải thích tượng này và minh họa phương trình phản ứng hóa học b/ Cho 20,1 gam hỗn hợp A chứa Al, Mg, Al 2O3 tác dụng với dung dịch NaOH dư thu 6,72lit H2(đktc) Mặt khác, hoà tan hết 20,1gam A vào V lít dung dịch HCl 1M thu 15,68lit H2(đktc) và dung dịch B Cần phải dùng hết 300ml dung dịch KOH 1M trung hoà hết lượng axit còn dư B Tính V Câu (4đ): Cho 80 gam bột Cu vào 200 ml dung dịch AgNO 3, sau thời gian phản ứng, đem lọc thu dung dịch A và 95,2 gam chất rắn B Cho tiếp 80 gam bột Pb vào dung dịch A, phản ứng xong đem lọc tách thì thu dung dịch D chứa muối và 67,05 gam chất rắn E Cho 40 gam bột kim loại R (2) (có hóa trị II) vào 10 dung dịch D, sau phản ứng hoàn toàn đem lọc tách thì 44,575 gam chất rắn F Tính nồng độ mol dung dịch AgNO và xác định kim loại R (Thí sinh không sử dụng Bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học) ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM CHẤM Câu 1a b 2a Nội dung Gọi pM, nM, eM, pX, nX, eX là các hạt nguyên tử M, X p=e Ta có hệ phương trỉnh: (2pM + 4pX) + (nM + 2nX) = 164 (1) (2PM + 4pX) – (nM + 2nX) = 52 (2) (pM + nM) – (pX + nX) = (3) (2pM + nM) – (2pX + nX) = (4) Cộng (1) + (2); lấy (4) – (3) ta có hệ 4pM + 8pX = 216 P M - pX = Giải pM = 20 , pX = 17 M: Ca ; X: Cl CTHH: CaCl2 - Trích mẫu thử - Dùng H2O để phân biệt hai nhóm, tan H2O là : NaCl, Na2CO3, Na2SO4; không tan là: BaCO3, BaSO4 - Cho khí CO2 sục vào BaCO3, BaSO4 có mặt H2O: chất tan là BaCO3, còn lại là BaSO4: BaCO3 + CO2 + H2O Ba(HCO3)2 - Lấy Ba(HCO3)2 vừa tạo cho vào ống nghiệm chứa các chất NaCl, Na2CO3, Na2SO4: + Ống nghiệm nào không xuất kết tủa: NaCl + Còn hai ống nghiệm xuất kết tủa: Na2CO3 và Na2SO4 Ba(HCO3)2 + Na2CO3 BaCO3 ↓ + 2NaHCO3 Ba(HCO3)2 + Na2SO4 BaSO4 ↓ + 2NaHCO3 - Sau đó lại phân biệt BaCO3, BaSO4 trên để suy hai muối ban đầu là Na2CO3, Na2SO4 - Đốt hỗn hợp chất rắn khí clo dư, cho hỗn hợp chất rắn vào nước t0 2Al + 3Cl2 2AlCl3 t0 Cu + Cl2 CuCl2 Lọc tách chất rắn, hỗn hợp chất rắn Al2O3, Fe2O3 và hỗn hợp dung dịch AlCl3, CuCl2 - Cho dd NaOH dư vào hỗn hợp dung dịch thu chất rắn Cu(OH)2, hỗn hợp gồm các dung dịch: NaAlO2, NaCl, NaOH Điểm 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0.25 0.25 0.25 0,25 0.25 0,25 (3) Lọc tách chất rắn nung không khí, sau đó khử khí H2 AlCl3 + 3NaOH 3NaCl + Al(OH)3 NaOH + Al(OH) NaAlO2 + 2H2O t0 Cu(OH)2 CuO + H2O t0 CuO + H2 Cu + H2O Sục CO2 dư vào phần dung dịch thu được, lọc kết tủa, nung không khí đến khối lượng không đổi, điện phân nóng chảy Al2O3: NaAlO2 + CO2 + H2O Al(OH)3 + NaHCO3 2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O t , criolit 2Al2O3 4Al + 3O2 - Cho hỗn hợp chất rắn: Al2O3, Fe2O3 vào dd NaOH dư, lọc tách thu Fe2O3 Sục CO2 dư vào phần dung dịch thu được, lọc kết tủa, nung không khí đến khối lượng không đổi, thu Al2O3 Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O NaAlO2 + CO20 + H2O Al(OH)3 + NaHCO3 t Al(OH)3 Al2O3 + H2O 2b x (mol): CO2 44 0,25 0.25 0.25 0.25 0.25 12 26.2 y (mol): SO2 64 x : y = 12 : = : , mặt khác: x + y = 11,2 :22,4 = 0,5 mol => x = 0,3 mol ; y = 0,2 mol Hỗn hợp X tác dụng với O2 : 2SO2 + O2 t , V2O5 2SO3 (1) (mol) 0,2 0,2 Hỗn hợp Y gồm 0,3 mol CO2 và 0,2 mol SO2 0,25 0.25 0.25 170 , 18 , 74 Y tác dụng với NaOH, nNaOH = 40 100 = 0,8 mol SO3 + 2NaOH Na2SO4 + H2O (2) (mol) 0,2 0,4 => nNaOH tác dụng với CO2 = 0,8 – 0,4 = 0,4 (mol) Xét tỉ lệ: nNaOH 0.25 0,4 < nCO = 0,3 < Nên sản phẩm tạo thành là hỗn hợp hai muối: CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O (3) (mol) a 2a a CO2 + NaOH NaHCO3 (4) (mol) b b b 0,25 0.25 (4) Ta có hệ phương trình: a + b = 0,3 0.25 2a + b = 0,4 Giải ta được: a = 0,1 mol: b = 0,2 mol 0.25 Dung dịch Z gồm Na2SO4, Na2CO3, NaHCO3 0,25 mddZ = mY + mddNaOH = 0,3 44 + 0,2 80 + 170,8 = 200 gam Theo (2) nNa2SO4 = nSO3 = 0,2 mol => mNa2SO4 = 0,2.142 = 28,4 28 , 0,25 gam => C%dd Na2SO4 = 200 100% = 14,2% Theo (3) nNa2CO3 = 0,1 mol => mNa2CO3 = 0,1.106 = 10,6 gam =>C%dd Na2CO3 = 10 , .100% = 5,3% 200 0,25 Theo (4): nNaHCO3 = 0,2 mol => mNaHCO3 = 0,2.84 = 16,8 gam 16 , 3a => C%dd NaHCO3 = 200 100% = 8,4% nCO = 1,344 : 22,4 = 0,06 (mol); nH2 = 1,008 : 22,4 = 0,045 mol Gọi công thức chung oxit RxOy PTHH: RxOy + yCO xR + yCO2 0,25 (mol) 0.25 ,06 y ,06 x y n RCln + H2 ↑ 0,06 R + nHCl (mol) ,09 n Ta có phương trình: 0,045 ,06 x = y ,09 n (1) 0,25 0.25 0.25 Mặt khác ta có phương trình khối lượng oxit: ,06 ( Rx + 16y) = 3,48 (2) y 0.25 Thế (1) vào (2): Ta có: 0,09R = 2,52n Biện luận với n = 1,2,3 Thấy nghiệm n = 2, R = 56 thỏa mãn Theo PTHH nO ( oxit ) = nCO = 0,06 mol => mO = 0,06 16 = 0.25 0,96 (g) => mFe = 3,48 – 0,96 = 2,52 => nFe = 0,045 mol x ,045 0.25 => = = Vậy CTHH oxit là Fe3O4 y 3b ,06 0.25 0.25 nHCl = 0,4 1,5 = 0,6 mol Goi M và N là hai kim loại hỗn hợp A có hóa trị x, a, b là số mol M, N PTHH : 2M + 2xHCl 2MClx + xH2 ↑ 0,25 (mol) a xa a 0,5xa 2N + 2xHCl 2NClx + xH2 ↑ (mol) b xb b 0,5xb 0.25 Theo PTHH: nHClx = x.(a + b) = 0,6 (1) 0.25 (5) Ta có: mMClx + mNClx = (M + 35,5x).a + (N + 35,5x).b = 32,7 Hay: (Ma + Nb) + 35,5x.(a + b) = 32,7 (2) (1) vào (2) => Ma + Nb = 11,4 hay mM + mN = 11,4 < 13,3 (theo đề bài) Do đó hỗn hợp A không tan hết - Theo PTHH: nH2 = 0,5x (a + b) = 0,5.0,6 = 0,3 mol => VH2 = 0,3 22,4 = 6,72 ( l) 4a 4b Trong thành phần không khí có: CO2, nước…nếu để vôi sống lâu không khí thì vôi sống không còn giữ nguyên phẩm chất ( phần bị biến đổi thành chất khác) có các phản ứng hóa học: CaO + CO2 CaCO3 CaO + H2O Ca(OH)2 Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O Hỗn hợp A tác dụng với dd NaOH: nH2 = 6,72 : 22,4 = 0,3 mol 2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2 (1) (mol) 0,2 0,3 Hỗn hợp A tác dụng với dd HCl, nH2 = 15,68 :22,4 = 0,7 mol 2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 (2) (mol) 0,2 0,3 Mg + 2HCl MgCl2 + H2 (3) Al2O3 + 6HCl AlCl3 + H2O (4) nH2 (p.ư 3) = 0,7 – 0,3 = 0,4 mol Theo (3) => nMg= 0,4 (mol) => mAl2O3 = 20,1 – (0,2.27 + 0,4.24) = 5,1 (gam) =>nAl2O3= 5,1 : 102 = 0,05 (mol) dd HCl dư trung hòa dd KOH, nKOH = 0,3 = 0,3 mol HCl + KOH KCl + H2O (5) (mol) 0,3 0,3 Tổng nHCl phản ứng (2), (3), (4),(5) = 0,2.3 + 0,4.2 + 0,05.6 + 0,3 = (mol) =>VddHCl = : = lít Phương trình hóa học Cu + 2AgNO3 Cu(NO3)2 + 2Ag ↓ (1) (mol) x 2x x 2x Ta có phương trình độ tăng khối lượng chất rắn: 108.2x – 64x = 95,2 – 80 => x = 0,1 (mol) Pb + Cu(NO3)2 Pb(NO3)2 + Cu ↓ (2) (mol) 0,1 0,1 0,1 0,1 Theo (2) thì độ giảm khối lượng kim loại là (207 – 64).0,1 = 14,3(g) > 80 – 67,05 = 12,95 (g) Điều này chứng tỏ dung dịch A còn muối AgNO dư để phản ứng: 0.5 0.25 0.25 0.25 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 0,25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 (6) Pb + 2AgNO3 Pb(NO3)2 + 2Ag ↓ (3) 0.25 (mol) y 2y y 2y - Theo (3) ta có độ tăng khối lượng chất rắn: 216.y – 207.y = 9.y Ta có phương trình độ giảm khối lượng chất rắn cho Pb vào dung dịch A: 14,3 – 9y = 80 – 67,05 = 12,75 => y = 0,15 0.5 Từ (1) và (3) ta có số mol AgNO3 = 2x + 2y = 0,1.2 + 0,15.2 = 0,5 (mol) 0.5 0,5 => CMddAgNO3 = 0,2 = 2,5 (M) 0.25 Dung dịch D chứa Pb(NO3)2, nPb(NO3) = 0,1 + 0,15 = 0,25 (mol) 0.25 1 Vậy dung dịch D có số mol là 0,25 = 0,025 (mol) 0.25 10 10 R + Pb(NO3)2 R(NO3)2 + Pb ↓ (4) (mol) 0,025 0,025 0,025 0,025 Theo (4) độ tăng khối lượng kim loại là: 0,025.207 - 0,025.R = 44,575 – 40 = 4,575 (g) => R = 24 (g) Vậy R là Mg (magiê) Giáo viên đề Lê Thị Minh Nguyệt 0.25 0.25 0.25 (7)