PHỊNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM MƠN HÓA HỌC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TRUNG HỌC CƠ SỞ CẤP QUẬN - NĂM HỌC: 2015-2016 Câu 1: (5,0 điểm) Cho hỗn hợp gồm Zn, Fe tác dụng với dung dịch hỗn hợp gồm AgNO Cu(NO3)2 ta dung dịch B (chứa hai muối) chất rắn D (gồm kim loại) Cho D tác dụng với dung dịch HCl dư thấy có khí a Xác định thành phần B D Viết phương trình hóa học phản ứng b Người ta lấy kim loại D đem nung nóng khơng khí thời gian lấy sản phẩm thu cho tác dụng với dung dịch H 2SO4 đậm đặc, đun nóng thu dung dịch X, khí Y Cho Y tác dụng với dung dịch KOH ta dung dịch Z, Z vừa tác dụng với dung dịch NaOH, vừa tác dụng với dung dịch BaCl Cho X tác dụng với dung dịch KOH ta kết tủa T màu xanh Hãy xác định X, Y, Z, T viết phương trình hóa học phản ứng Bài Bài 1.1 Hướng dẫn chấm a Các phản ứng xảy theo thứ tự sau: Điểm (1)Zn + 2AgNO3 → Zn(NO3)2 + 2Ag ↓ 0,25 đ (2) Zn + Cu(NO3)2 → Cu(NO3)2 + 2Ag ↓ 0,25 đ Nếu phản ứng (1) (2) Zn hết Fe tiếp tục phản ứng với AgNO 0,25 đ với Cu(NO3)2 (3)Fe+ 2AgNO3 → F e(NO3)2 + 2Ag ↓ 0,25 đ (4) Fe+ Cu(NO3)2 → Fe(NO3)2 + 2Ag ↓ Do tính khử Zn>Fe, sau kết thúc phản ứng thu kim loại ⇒ Rắn D chứa kim loại Fe (dư), Cu, Ag Cho D tác dụng với dung dịch HCl, có Fe phản ứng (5) Fe + 2HCl → FeCl + H2 ↑ Do sau phản ứng Fe dư, nên AgNO3 Cu(NO3)2 phải hết Vậy muối dung dịch B gồm: Zn(NO3)2, Fe(NO3)2 b Rắn D gồm kim loại: Fe (dư), Cu, Ag X tác dụng với dung dịch KOH tạo kết tủa màu xanh ⇒ Kim loại D đem nung Cu to (6) 2Cu + O → 2CuO Do nung khơng khí thu chất rắn cho tác dụng với dung dịch H 2SO4 đặc có tạo khí ⇒ Sau nung Cu dư (7) Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 ↑ + 2H2O 0,25 đ (8) CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O Vậy khí Y SO2 Dung dịch X gồm: CuSO4, H2SO4 dư Cho Y (SO2) tác dụng với dung dịch KOH ta dung dịch Z, Z vừa tác dụng với dung dịch NaOH, vừa tác dụng với dung dịch BaCl ⇒ Dung dịch Z phải chứa hỗn hợp muối K2SO3 KHSO3 (9) SO + 2KOH → K 2SO3 + H 2O 0,25 đ 0,25 đ (10) SO + KOH → KHSO3 0,25 đ (11) 2KHSO3 + 2NaOH → Na 2SO3 + K 2SO + 2H 2O 0,25 đ 0,25 đ (12) K 2SO3 + BaCl → BaSO3 ↓ +2KCl Trang 1/5 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ Cho X tác dụng với dung dịch KOH ta kết tủa T màu xanh (13) CuSO + 2KOH → Cu(OH) ↓ + K 2SO 0,25 đ Bài 2: (5,0 điểm) 2.1 (2,0 điểm) Hòa tan Fe3O4 lượng dư dung dịch H2SO4 loãng, thu dung dịch X Chia dung dịch X thành 04 mẫu thử riêng biệt Cho với Cu, Br 2, MgSO4, Al vào mẫu thử dung dịch X Hãy viết phương trình hóa học phản ứng xảy (nếu có) 2.2 (3,0 điểm) Cho 0,1 mol O2 tác dụng hết với 14,4 gam kim loại R (hóa trị khơng đổi), thu chất rắn X Hịa tan tồn X dung dịch HCl dư, thu 13,44 lít H (đktc) Hãy xác định kim loại R Bài Bài 2.1 Bài 2.2 Hướng dẫn chấm Hòa tan Fe3O4 vào dung dịch H2SO4 loãng, dư Fe3O4 + 4H2SO4 → FeSO4 + Fe2(SO4 )3 + 4H2O Dung dịch X gồm: FeSO4, Fe2(SO4)3, H2SO4 dư Khi cho Cu vào X xảy phản ứng Cu + Fe2(SO4 )3 → 2FeSO4 + CuSO4 Khi cho Br2 vào X xảy phản ứng 3Br2 + 6FeSO4 → 2Fe2(SO4 )3 + 2FeBr3 Khi cho MgSO4 vào X không xảy phản ứng Khi cho Al vào X xảy phản ứng 2Al + 3Fe2(SO4)3 → 2FeSO4 + Al 2(SO4 )3 Điểm 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 2Al + 3H2SO4 → Al 2(SO4 )3 + 3H2 ↑ Nếu Al dư tiếp tục xảy phản ứng sau 2Al + 3FeSO4 → FeSO4 + Al 2(SO4)3 Nung R O2 4R + nO2 → 2R 2On 0,25 đ 0,4 0,2 ¬ 0,1 → (mol) n n R Rắn X gồm R2On 0,5 đ 0,25 đ 0,25 đ Hòa tan rắn X vào dung dịch HCl dư 13,44 nHCl = = 0,6mol 22,4 2R + 2nHCl → 2RC l n + nH2 ↑ 0,25 đ 1,2 ¬ 0,6 (mol) n R 2On + 2nHCl → 2RC l n + nH2O 0,5 đ 1,2 ¬ 0,6 (mol) n Ta có phương trình khối lượng kim loại 1,2 0,4 n + n ÷× M R = 14,4 ⇒ M R = 9n 0,5 đ Trang 2/5 0,5 đ 0,25 đ Với n = 3⇒ M R = 27 Vậy kim loại Al 0,25 đ Bài 3: (3,5 điểm) Chia 17,8 gam hỗn hợp hai kim loại Mg Zn thành hai phần Phần 1: Cho tác dụng với 200 ml dung dịch H2SO4 aM thu 3,36 lít H2 (đktc) Phần 2: Cho tác dụng với 300 ml dung dịch H2SO4 aM thu 4,48 lít H2 (đktc) Biết phản ứng xảy hồn tồn Hãy tính thành phần phần trăm kim loại xác định giá trị a Bài Bài Hng dn chm im 17,8 3,36 4,48 m hỗn hợ p phần = = 8,9gam; nH2 phÇn1= = 0,15 mol;nH2 ë phÇn 2= = 0,2 mol 0,25 đ 22,4 22,4 Gọi x, y số mol Mg Zn phần Ta có phương trình khối lượng: 24x + 65y = 8,9 (1) 0,25 đ Qua thí nghiệm ta thấy: Số mol H 2SO4 phần gấp 1,5 lần số mol H 2SO4 phần số mol H2 thu phần gấp 1,33 lần số mol H 0,5 đ phần ⇒ Ở phần kim loại chưa tan hết, phần H2SO4 dư Để xác định số mol kim loại ta phải dựa vào thí nghiệm phần 0,25 đ Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2 ↑ 0,25 đ x → x x x (mol) Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2 ↑ y → y y y (mol) Phương trình số mol H2: x + y = 0,2 (2) Giải (1) (2) ta được: x = 0,1;y = 0,1 0,1× 24 %mMg = × 100 = 26.966% 8,9 %mZn = 100− %mMg = 100 − 26.966 = 73,034% 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ Để xác định giá trị a, ta tính số mol H 2SO4 dựa vào thí nghiệm phần 0,25 đ (tính theo H2) nH2SO4 = nH2 (ë phÇn 1) =0,15 mol 0,25 đ 0,15 a = CM (H2SO4 ) = = 0,75mol 0,25 đ 0,2 Bài 4: (3,0 điểm) Trộn 11,2 gam Fe gam bột S, đem nung nóng điều kiện khơng có khơng khí thu hỗn hợp rắn A (hiệu suất phản ứng đạt 80%) Cho rắn A vào 500 ml dung dịch HCl 1M, đến phản ứng xảy hoàn toàn thu dung dịch B, V lít (đktc) khí m gam chất rắn khơng tan a Tính giá trị V m Viết phương trình hóa học phản ứng xảy b Tính nồng độ mol/lít chất dung dịch B Giả sử thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể Hướng dẫn chấm 11,2 = 0,2 mol; nS = = 0,125 mol.; nHCl = 0,5× 1= 0,5 mol a nFe = 56 32 Phương trình phản ứng to Fe + S → FeS Trang 3/5 Điểm 0,25đ 0,25đ Phản ứng theo tỉ lệ mol 1:1 nên sản phẩm tính theo S 80 = 0,1mol Số mol S tham gia phản ứng: nS = 0,125× 0,25đ 100 to Fe + S → FeS 0,25đ T : 0,2 0,125 (mol) S: 0,1 0,025 0,1 (mol) Cho hỗn hợp sau phản ứng vào dung dịch HCl xảy phản ứng (S không tác dụng 0,25đ HCl) Fe + 2HCl → FeCl + H2 ↑ 0,25đ 0,1 → 0,2 0,1 0,1 FeS + 2HCl → FeCl + H2S ↑ 0,1 → 0,2 0,1 0,1 Thể tích khí thu : V = VH2 + VH2S = (0,1+ 0,1) × 22,4 = 4,48 lít Chất rắn khơng tan S: mS = 0,025× 32 = 0,8gam 0,2mol FeCl b Trong 500 ml dung dịch sau phản ứng gồm: HCl (0,5− 0,4) = 0,1mol 0,1 CM(HCl) = = 0,2M 0,5 0,2 CM(FeCl2 ) = = 0,4M 0,5 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ Bài 5: (3,5 điểm) Nung m gam sắt khơng khí thời gian thu 12 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 (số mol FeO với số mol Fe2O3) Cho hỗn hợp X tác dụng hoàn toàn với lượng dư dung dịch H2SO4 đặc, đun nóng thu 3,36 lít (đktc) khí SO (sản phẩm khử nhất) Hãy xác định giá trị m tính khối lượng muối có dung dịch sau phản ứng Bài Hướng dẫn chấm Bài Nung Fe oxi xảy phản ứng to 2Fe + O → 2FeO Điểm 0,25 đ o t 4Fe + 3O → 2Fe 2O3 0,25 đ o t 0,25 đ 3Fe + 2O → Fe3O Do hỗn hợp số mol FeO với số mol Fe 2O3 ⇒ Ta qui đổi hỗn hợp thành hai chất Fe Fe3O4 a (mol) Fe 12 gam hỗn hợp X 0,25 đ Fe3O b (mol) Ta có phương trình khối lượng hỗn hợp: 56a + 232b = 12 (1) 0,25 đ Khi cho hỗn hợp tác dụng với lượng dư dung dịch H2SO4 đặc, đun nóng xảy phản ứng to 0,5 đ 2Fe+ 6H SO → Fe (SO ) + 3SO +6H O a 4(đ ặ c) → 0,5a 1,5a Trang 4/5 (mol) o t 2Fe3O4 + 10H2SO4(đặc) 3Fe2(SO4 )3 + SO2 ↑ +10H2O b → 1,5b 0,5b 3,36 (2) Phương trình số mol SO2: 1,5a + 0,5b = 22, Giải (1) (2) ta được: a = 0,09; b = 0,03 Theo định luật bảo toàn nguyờn t ta cú: nFe(ban đầu) =nFe (trong hỗn hợ p) +3nFe3O4 (trong hỗn hợ p) (mol) = 0,09+ 3ì 0,03 = 0,18 mol Giá trị m: m = 0,18× 56 = 10,08 gam Khối lượng muối có dung dịch mFe2 (SO4 )3 = 400× (0,5a + 1,5b) = 400× (0,5× 0,09 + 1,5× 0,03) = 36gam HẾT Trang 5/5 0,5 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ