Cho dd NaOH dư vào dung dịch thu được, lọc kết tủa nung trong bình kín đến khối lượng không đổi.. Điện phân Criolit.[r]
(1)UBND HUYỆN QUẢNG XƯƠNG PHÒNG GD & ĐT QUẢNG XƯƠNG ĐỀ THI KHẢO SÁT ĐỘI TUYỂN HSG LỚP NĂM HỌC 2014 – 2015 Môn: Hóa học (Thời gian: 150 phút) Câu (2 điểm): Nung nóng Cu không khí Sau thời gian thu chất rắn A Hòa tan A dung dịch H2SO4 đặc, nóng (dư) dung dịch B và khí C Cho khí C hấp thụ vào dung dịch KOH thu dung dịch D Dung dịch D vừa tác dụng với dung dịch BaCl vừa tác dụng với dung dịch NaOH Cho B vào dung dịch NaOH thu kết tủa E Nung E đến khối lượng không đổi thu chất rắn F Hãy xác định các chất A, B, C, D, E, F và viết các phương trình hóa học xảy Câu (2 điểm) Từ Pirit sắt, nước biển, không khí, các thiết bị và xúc tác cần thiết Hãy viết các phương trình hóa học điều chế các chất sau: Nước Javen, FeSO4, FeCl3 Câu (2 điểm) Chỉ dùng thêm nước và các dụng cụ thí nghiệm cần thiết hãy phân biệt gói bột trắng sau: NaCl, Na2CO3, Ba(HCO3)2, MgCl2, Na2SO4 Câu (2 điểm) Để khử hoàn toàn 3,48 gam oxit kim loại R cần vừa đủ 1,344 lít H (đktc) Toàn lượng kim loại thu cho tác dụng với dung dịch H 2SO4 loãng, dư thấy thoát 1,008 lít H (đktc) Xác định kim loại R và oxit nó Câu (2 điểm) 1) X, Y, Z là muối các kim loại Na, K và Ba thỏa mãn các điều kiện sau: - X tác dụng với Y tạo chất khí A - X tác dụng với Z tạo chất khí A và kết tủa C - Y tác dụng với Z tạo kết tủa B - Biết khí A làm màu dung dịch brom và kết tủa C không tan dung dịch HCl Chọn các muối X, Y, Z phù hợp và viết các phương trình hóa học minh họa 2) Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp A gồm: CH 4, C2H4, C2H2 và C2H6 thì thu 8,96 lít CO2 (đktc) và gam H2O Tính m và thể tích khí oxi cần dùng (đktc) Câu (2 điểm) Cho các hỗn hợp bột các kim loại: Cu, Fe, Ag, Al Bằng phương pháp hóa học hãy tách riêng kim loại khỏi hỗn hợp Câu (2 điểm) Nêu tượng và viết các phương trình hóa học các phản ứng xảy các thí nghiệm sau: 1) Cho Na vào dung dịch CuSO4 2) Cho từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl3 3) Cho bột Cu vào dung dịch FeCl3 4) Cho từ từ đến dư dung dịch HCl vào dung dịch Na2CO3 Câu (2 điểm) Cho mẫu quặng Apatit (chứa 77,5% khối lượng là Ca 3(PO4)2, còn lại là tạp chất trơ không chứa photpho) tác dụng với H2SO4 đặc (vừa đủ) Làm khô hỗn hợp sau phản ứng thu phân lân super photphat đơn Tính hàm lượng P2O5 loại phân bón này Câu (2 điểm) Cho 5,28 gam hỗn hợp kim loại Mg, Fe và Al vào 250 ml dung dịch hỗn hợp axit H 2SO4 0,5M và HCl 1M Sau phản ứng thu 3,92 lít khí H (đktc) Cô cạn dung dịch thu m gam chất rắn khan Tính m Câu 10 (2 điểm) Cho 5,04 lít hỗn hợp khí A (đktc) gồm C 2H2 và H2 qua xúc tác Ni nung nóng Sau phản ứng thu hỗn hợp khí B gồm hidrocacbon có tỉ khối so với H 14,25 Cho hỗn hợp khí B phản ứng hoàn toàn với dung dịch Brom (dư) Tính số mol Br2 đã tham gia phản ứng Cho biết: H = 1; O = 16; C = 12; Fe = 56; Ca = 40; P = 31; S = 32; Cl = 35,5 (2) (Thí sinh sử dụng máy tính theo quy định Bộ Giáo dục & đào tạo) HƯỚNG DẪN CHẤM - MÔN HÓA HỌC Câu Đáp án Điểm điểm t O 2Cu + O2 2CuO Chất rắn A: Cu, CuO Cu + 2H2SO4 đặc, nóng → CuSO4 + SO2↑ + 2H2O CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O Dung dịch B: CuSO4, H2SO4 Khí C: SO2 SO2 + KOH → K2SO3 SO2 + KOH → KHSO3 K2SO3 + BaCl2 → 2KCl + BaSO3↓ 2KHSO3 + 2NaOH → K2SO3 + Na2SO3 +2H2O CuSO4 + 2NaOH → Na2SO4 + Cu(OH)2↓ H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O Kết tủa E: Cu(OH)2 Viết đúng PTHH 0,13 điểm Xác định đúng chất 0,1 điểm O t Cu(OH)2 CuO + H2O Chất rắn F: CuO điểm - Điều chế nước Javen: Điện phân 2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑ + Cl2↑ Màng ngăn - Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O Điều chế FeSO4: O t 4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2↑ O t 2SO2 + O2 V 2O 2SO3 Mỗi PTHH đúng 0,25 điểm SO3 + H2O → H2SO4 O t Fe2O3 + 3H2 2Fe + 3H2O - Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑ Điều chế FeCl3: O t 2Fe + 3Cl2 2FeCl3 - Lấy mẫu thử Hòa tan các mẫu thử vào nước đun nóng các dung dịch Mẫu nào bị vẩn đục là Ba(HCO3)2: điểm 0,1 0,4 O t Ba(HCO3)2 BaCO3↓ + CO2↑ + H2O - Cho dd Ba(HCO3)2 vào các dung dịch còn lại Mẫu nào xuất kết tủa trắng là Na2CO3 và Na2SO4: Ba(HCO3)2 + Na2CO3 → BaCO3↓ + 2NaHCO3 Ba(HCO3)2 + Na2SO4 → BaSO4↓ + 2NaHCO3 - Nung nóng các kết tủa thu được, sau đó hòa tan sản phẩm vào nước: Sản phẩm nào tan thì mẫu thử ban đầu là Na 2CO3, sản phẩm 0,5 0,5 (3) nào không tan thì mẫu thử ban đầu là Na2SO4 t - O BaCO3 BaO + CO2 BaO + H2O → Ba(OH)2 Cho dung dịch Na2CO3 vào mẫu thử còn lại, mẫu nào xuất kết tủa trắng là MgCl2, mẫu không có kết tủa là NaCl Na2CO3 + MgCl2 → MgCO3↓ + 2NaCl 0,5 điểm Đặt CTHH oxit là RxOy, hóa trị R phản ứng với axit là a (Với x, y N*; a = {1; 2; 3}) PTHH: O t RxOy + yH2 xR + yH2O 2R + aH2SO4 → R2(SO4)a + aH2↑ Theo gt: (1) (2) 1,344 0, 06(mol ) 22, nH2(1) = 1, 008 0, 045( mol ) 22, nH2 (2) = Theo (1): nH2O = nH2 = 0,06 mol mO = 0,06 16 = 0,96 (g) mR = 3,48 – 0,96 = 2,52 (g) 2 0, 09 Theo (2): nR = a nH2 = a 0,045= a 2,52 0, 09 MR = a = 28a Nếu a = MR = 28 (loại) Nếu a = MR = 56 (Fe) Nếu a = MR = 84 (loại) Vậy kim loại R là sắt (Fe) 2,52 0, 045(mol ) Ta có: nFe = 56 x 0, 045 y 0, 06 0,1 0,2 0,2 0,1 0,1 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,1 Oxit là Fe3O4 1) X: NaHSO4 Y: K2SO3 Z: Ba(HSO3)2 điểm 0,1 0,1 0,1 PTHH: 2NaHSO4 + K2SO3 → Na2SO4 + K2SO4 + H2O + SO2↑ 2NaHSO4+ Ba(HSO3)2 → BaSO4↓+Na2SO4 + 2H2O + SO2↑ K2SO3 + Ba(HSO3)2 → BaSO3↓+KHSO3 SO2 + Br2 + 2H2O → H2SO4 + 2HBr 2) PTHH: 0,2 0,2 0,2 0,1 điểm O t CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O 0,1 O t C2H4 + 3O2 2CO2 + 2H2O O t 2C2H2 + 5O2 4CO2 + 2H2O O t 2C2H6 + 7O2 4CO2 + 6H2O 0,1 0,1 0,1 0,2 (4) Theo gt: 8,96 0, 4( mol ) nCO2 = 22, mC = 0,4.12 = 4,8 (g) 0,5(mol ) nH2O = 18 0,2 mH = 0,5 = (g) Theo Định luật BTKL: m = mC + mH = 4,8 + = 5,8 (g) - Hòa tan hỗn hợp vào dung dịch NaOH dư Phần không tan: Cu, Fe, Ag Phần tan: Al Sục khí CO2 vào dung dịch thu Lọc kết tủa và nung đến khối lượng không đổi Điện phân Al 2O3 nóng chảy thu Al: 2Al + 2NaOH + 2H2O → 3NaAlO2 + H2↑ 2NaAlO2 + CO2 + 3H2O → Na2CO3 + 2Al (OH)3↓ 0,2 điểm 0,2 0,1 0,1 O t 2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O Al + 3O2 0,1 Hòa tan phần Cu, Fe, Ag vào dung dịch HCl dư Phần không tan: Cu, Ag Phần tan: Fe Cho dd NaOH dư vào dung dịch thu được, lọc kết tủa nung bình kín đến khối lượng không đổi Sau đó, dẫn khí H2 dư qua thu Fe: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑ FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2↓+ 2NaCl 0,2 2Al2O3 - Điện phân Criolit O t Fe(OH)2 FeO + H2O O t - FeO + H2 Fe + H2O Nung phần không tan Cu và Ag ngoài không khí Hòa tan chất rắn thu dung dịch HCl dư Lọc phần không tan thu Ag O t 2Cu + O2 2CuO - CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O Cho dung dịch NaOH dư vào phần nước lọc Sau đó, lọc lấy kết tủa nung đến khối lượng không đổi và cho khí H dư qua ta Cu: CuCl2 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ + 2NaCl O t Cu(OH)2 CuO + H2O O t CuO + H2 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,2 0,1 0,1 0,1 Cu + H2O 1) Cho Na vào dung dịch CuSO 4: Có khí không màu thoát ra, xuất kết tủa xanh lam Sau đó, kết tủa chuyển sang màu đen 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑ CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ + Na2SO4 t 0,1 0,1 0,1 điểm 0,5 O Cu(OH)2 CuO + H2O 2) Cho từ từ đến dư dd NaOH vào dd AlCl 3: Xuất kết tủa trắng Sau đó, kết tủa tan dần 3NaOH + AlCl3 → Al(OH)3↓ + 3NaCl NaOH + Al(OH)3 → NaAlO2 + 2H2O 3) Cho bột Cu vào dung dịch FeCl3: Cu tan vào dung dịch, dung dịch 0,5 0,5 (5) chuyển dần sang màu xanh lam Cu + 2FeCl3 → CuCl2 + 2FeCl2 4) Cho từ từ đến dư dung dịch HCl vào dung dịch Na 2CO3: Lúc đầu không thấy bọt khí thoát ra, lúc sau thấy có bọt khí thoát ra: HCl + Na2CO3 → NaCl + NaHCO3 HCl + NaHCO3 → NaCl + H2O + CO2↑ 0,5 điểm PTHH: Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 → CaSO4 + 2Ca(H2PO4)2 Đặt khối lượng quặng Apatit là 100g Khối lượng Ca3(PO4)2 = 77,5 gam Số mol Ca3(PO4)2 = 77,5 : 310 = 0,25 (mol) Theo PTHH: Số mol H2SO4 = 0,25 = 0,5 (mol) Khối lượng H2SO4 = 0,5 98 = 49 (g) Khối lượng super photphat đơn = 100 + 49 = 149 (g) Số mol P = 0,25 = 0,5 (mol) Số mol P2O5 = 0,5 : = 0,25 (mol) Khối lượng P2O5 = 0,25 142 = 35,5 (gam) 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 35,5.100% 23,83% 149 % P2O5 = 0,2 điểm PTHH: Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2↑ Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑ 2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2↑ Mg + 2HCl → MgCl2 + H2↑ Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑ 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑ 3,92 0,175(mol ) nH = 0,175.2 = 0,35 (mol) Theo gt: nH2 = 22, nH2SO4 = 0,25 0,5 = 0,125 (mol) nHCl = 0,25 = 0,25 (mol) nH axit = 0,125.2 + 0,25 = 0,5 (mol) > nH H2 Sau phản ứng, axit còn dư nH dư = 0,5 – 0,35 = 0,15 (mol) Khi cô cạn dụng dịch xảy phản ứng: 0,2 0,2 0,1 0,1 0,1 O t MgCl2 + H2SO4 MgSO4 + 2HCl↑ O t FeCl2 + H2SO4 FeSO4 + 2HCl↑ t 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,2 O 0,2 2AlCl3 + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 6HCl↑ Vậy cô cạn nHCl bay = nH dư = 0,15 mol m = mkim loại + m(SO4) + m (Cl) muối = 5,28 + 0,125 96 + 35,5 (0,25 - 0,15) = 20,83 (gam) 0,2 0,1 10 điểm PTHH: O C2H2 + H2 t C2H4 O , Ni t C2H2 + 2H2 , Ni C2H6 (1) 0,1 (2) 0,1 (6) Hỗn hợp khí B gồm: C2H4, C2H6 và C2H2 Đặt công thức chung B là C2Hx Ta có: MB = 14,25 = 28,5 (g/mol) C2Hx = 28,5 x = 4,5 Khi cho A qua Ni nung nóng: 0,2 0,2 0,2 O t , Ni C2H2 + 1,25H2 C2H4,5 (3) Khi B phản ứng với Br2 dư: C2H4,5 + 0,75Br2 → C2H4,5Br1,5 (4) 5, 04 Theo gt: nA = 22, 0,225 mol Theo (3): nH2 = 1,25 nC2H2 Ta có: nH2 + nC2H2 = 0,225 nH2 – 1,25nC2H2 = Theo (3): nB = nC2H2 = 0,1 mol Theo (4): nBr2 = 0,75nB = 0,75 0,1 = 0,075 (mol) nH2 = 0,125 mol nC2H2 = 0,1 mol 0,2 0,2 0,4 0,2 0,2 (7)