Kì thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh môn Hóa học

ản ứng minh hoạ. 2/ Cho các sơ đồ phản ứng hoá học sau đây: X1 + X2 → Na2CO3 + H2O điện phân dung dịch có màng ngăn X3 + H2O X2 + X4 + H2 X5 + X2 → X6 + H2O X6 + CO2 + H2O → X7 + X1 điện phân nóng chảy Criolit X5 X8 + O2 Chọn các chất X1, X2, X3, X5, X6, X7, X8 thích hợp và hoàn thành các phương trình hoá học của các phản ứng trên. 3/ Chỉ được dùng thêm 1 thuốc thử, hãy phân biệt các lọ dung dịch đựng riêng biệt các chất sau đây bị mất nhãn. MgCl2; ZnCl2; AlCl3; CuSO4; CrCl3; FeCl2; FeCl3; AgNO3; NH4NO3 Câu 2: (4 điểm) 1/ Cho từ từ a mol NaOH vào dung dịch chứa b mol AlCl3. Hãy biện luận, vẽ đồ thị về sự phụ thuộc của số mol kết tủa vào số mol NaOH. Lập biểu thức tính số mol kết tủa theo a, b. 2/ Hỗn hợp A chứa Al2O3, Fe3O4 và CuO. Hòa tan A trong dung dịch HNO3 loãng dư, thu được dung dịch C và khí NO duy nhất. Thêm từ từ bột Sắt vào dung dịch C cho đến khi phản ứng kết thúc được dung dịch D và chất rắn E. Thêm từ từ NaOH tới dư vào D thu được kết tủa F. Nung F hoàn toàn trong không khí thu được chất rắn G. Khử G bằng Hidro ta thu được H. Viết các phương trình phản ứng xảy ra. Câu 3: (3 điểm) 1/ Đốt cháy hoàn toàn 1g Sắt trong khí Oxi, sau 1 thời gian khối lượng chất rắn thu được đã vượt quá 1,41g. Xác định CTHH của oxit Sắt. Biết sản phẩm phản ứng chỉ tạo ra 1 ôxit duy nhất. 2/ Cho 26,91 (g) kim loại M hóa trị I vào 700 ml dung dịch AlCl3 0,5M, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được V lít H2 (đktc) và 17,94 (g) kết tủa. Xác định kim loại M và giá trị của V. Câu 4: (5 điểm) Chia 80 (g) hỗn hợp X gồm sắt và một oxit của sắt thành hai phần bằng nhau: Hoà tan hết phần I vào 400 (g) dung dịch HCl 16,425% được dung dịch A và 6,72 lít khí H2 (đktc). Thêm 60,6 (g) nước vào A được dung dịch B, nồng độ % của HCl dư trong B là 2,92%. a/ Tính khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp X và xác định công thức của oxit sắt. b/ Cho phần II tác dụng vừa hết với H2SO4 đặc nóng rồi pha loãng dung dịch sau phản ứng bằng nước, ta thu được dung dịch E chỉ chứa Fe2(SO4)3. Cho 10,8 (g) bột Mg vào 300 ml dung dịch E khuấy kĩ, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 12,6 (g) chất rắn C và dung dịch D. Cho dung dịch D tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư, lọc kết tủa và nung đến khối lượng không đổi được m (g) chất rắn F. Tính CM của dung dịch E và giá trị m. Câu 5: (4 điểm) Cho 27,4 gam kim loại Ba vào 500 gam dung dịch hỗn hợp gồm (NH4)2SO4 1,32% và CuSO4 1,92%. Sau khi kết thúc tất cả các phản ứng ta thu đựơc khí A, kết tủa B và dung dịch C. Tính thể tích khí A (đktc). Lấy kết tủa B đem nung ở nhiệt độ cao tới khối lượng không đổi thì được bao nhiêu gam chất rắn. Tính nồng độ % của các chất tan trong dung dịch C. ĐÁP ÁN – BIỂU ĐIỂM Bài 1 Hướng dẫn giải Điểm Ý1 1,5đ Các chất rắn có thể chọn lần lượt là: Zn; FeS; Na2SO3; CaCO3; MnO2; CaC2; Al4C3 Các ptpư: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S Na2SO3 + 2HCl → 2NaCl + SO2 + H2O CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O MnO2 + 4HCl MnCl2 + Cl2 + H2O CaC2 + 2HCl → CaCl2 + C2H2 Al4C3 + 12HCl → 4AlCl3 + 3CH4 HS có thể chọn các chất khác, nếu đúng vẫn cho điểm 0.8 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 Ý 2 1,5 đ Các chất thích hợp lần lượt có thể là X1: NaHCO3, X2: NaOH, X3: NaCl, X5: Al2O3, X6: NaAlO2, X7: Al(OH)3, X8: Al Các phương trình hóa học lần lượt là: NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 + H2O 2NaCl + 2H2O → 2NaOH + Cl2 + H2 Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O NaAlO2 + CO2 + 2H2O → Al(OH)3 + NaHCO3 2Al2O3 4Al + 3O2 0.8 0.1 0.1 0.2 0.2 0.1 Ý 3 1đ Thuốc thử cần dùng là dung dịch kiềm (vd: NaOH) Trình bày được phương pháp nhận ra từng chất, viết PTHH, giải thích hiện tượng mỗi chất được 0,2đ VD: Nhỏ từ từ dung dịch NaOH tới dư vào từng mẫu thử + Mẫu thử chứa dd MgCl2 sẽ tạo kết tủa trắng không tan MgCl2 + 2NaOH → Mg(OH)2↓ + 2NaCl + Mẫu thử chứa dd ZnCl2 tạo ra kết tủa trắng , sau đó lại tan ZnCl2 + 2NaOH → Zn(OH)2↓ + 2NaCl Zn(OH)2 + 2NaOH → Na2ZnO2 + 2H2O + Mẫu thử chứa dd AlCl3 tạo ra kết tủa keo, sau đó tan ngay AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3↓ + 3NaCl Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + H2O + Mẫu thử chứa dd CuSO4 tạo ra kết tủa xanh, không tan CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ + Na2SO4 + Mẫu thử chứa dd CrCl3 tạo ra kết tủa xanh, sau đó tan ngay CrCl3 + 3NaOH → Cr(OH)3↓ + 3NaCl Cr(OH)3 + NaOH → NaCrO2 + H2O + Mẫu thử chứa dd FeCl2 sẽ tạo kết tủa trắng, hóa nâu đỏ trong kk FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2↓ + 2NaCl 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 → 4Fe(OH)3↓ (nâu đỏ) + Mẫu thử chứa dd FeCl3 sẽ tạo kết tủa nâu đỏ. FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3↓ + 3NaCl + Mẫu thử có chứa dd AgNO3 tạo ra kết tủa đen 2AgNO3 + 2NaOH → Ag2O↓ + H2O + 2NaNO3 + Mẫu thử có chứa dd NH4NO3 có khí mùi khai thoát ra NH4NO3 + NaOH → NaNO3 + NH3 ↑ + H2O 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 Bài 2 Hướng dẫn giải Điểm Ý 1 2đ Các phương trình phản ứng lần lượt xảy ra theo thứ tự là: 3NaOH + AlCl3 Al(OH)3 + 3NaCl (1) sau đó NaOH + Al(OH)3 NaAlO2 + 2H2O (2) Trường hợp 1: Nếu a 3b tức là thì lúc đó chỉ xảy ra phản ứng (1) không xảy ra phản ứng (2) do vậy được tính theo vậy = (mol). 0 3b 4b b nNaOH Trường hợp 2: Nếu 3b < a < 4b thì lúc đó phản ứng (1) xảy ra hoàn toàn và phản ứng (2) đã xảy ra nhưng Al(OH)3 vẫn còn dư do vậy = b- (a-3b) = 4b-a (mol). Trường hợp 3: Nếu a 4b thì lúc đó phản ứng (1), (2) đều xảy ra hoàn toàn do vậy không còn kết tủa, = 0. Đồ thị sự phụ thuộc số mol kết tủa Al(OH)3 theo số mol NaOH như sau: 0.25 0.25 0.25 0.5 0.25 0.5 Ý 2 2đ Các PTHH xảy ra: Al2O3 + 6HNO3 → 2Al(NO3)3 + 3H2O CuO + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O 3Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe(NO3)3 + NO↑ + 14H2O Fe + Cu(NO3)2 → Fe(NO3)2 + Cu ↓ Fe + 2Fe(NO3)3 → 3Fe(NO3)2 3NaOH + Al(NO3)3 → Al(OH)3 + 3NaNO3 Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + H2O Fe(NO3)2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2NaNO3 4Fe(OH)2 + O2 2Fe2O3 + 4H2O Fe2O3 + H2 2Fe + 3H2O 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 Bài 3 Hướng dẫn giải Điểm 1 1đ Đặt CTHH của oxit Sắt tạo ra là FexOy PTHH: 2xFe + yO2 2FexOy 112xg 2(56x+16y)g Bài ra 1g > 1,41 Lập được phương trình toán có chứa x và y => x : y < 0,69 Xét Oxit FeO Fe2O3 Fe3O4 x : y 1: 1 >0,69 2:3 <0,69 3: 4 > 0,69 Kết luận: CTHH cần xác định là Fe2O3 0.5 0.25 0.25 Ý 2 2 đ Các phương trình hóa học:(n là hoá trị của R; Đặt khối lượng mol của M là M). 2M + 2n H2O 2M(OH)n + nH2 (1) 3M(OH)n + n AlCl3 n Al(OH)3 + 3MCln (2) Có thể: M(OH)n + n Al(OH)3 M(AlO2)n + 2n H2O (3) = 0,7.0,5 = 0,35 (mol), = = 0,23 (mol) Bài toán phải xét 2 trường hợp: TH1: AlCl3 chưa bị phản ứng hết ở (2) không có phản ứng (3) Từ (2): = Từ (1): ta có pt: Với n = 1 M = 39 M là: K Với n = 2 M = 78 loại Theo (1): (mol) V = 7,728 lít TH2: AlCl3 phản ứng hết ở (2), M(OH)n dư có phản ứng (3) Từ (2): (mol) Từ (2): đã phản ứng Theo bài ra bị tan ở (3) = 0,35 – 0,23 = 0,12 (mol) Từ (3): dư (mol) Tổng (mol) ta có pt: n = 1 M = 23 M là Na n = 2 M = 46 loại Theo (1): V = 13,104 lít 0.1 0.1 0.1 0.2 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 Bài 4 Hướng dẫn giải Điểm Ý a 1,5 đ Đặt công thức của oxit sắt là FexOy Các phương trình hoá học: Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (1) FexOy + 2yHCl + yH2O (2) nHCl ban đầu (mol); (mol) mddB = 400 + 40 – 0,3.2 + 60,6 = 500 (g) nHCl dư (mol). nHCl đã phản ứng ở (1) và (2) = 1,8 – 0,4 = 1,4 (mol) Từ (1): nHCl = = 2.0,3 = 0,6 (mol) Từ (1): nFe = = 0,3 (mol) mFe = 0,3.56.2 = 33,6 (g) = (40 – 16,8)2 = 46,4 (g) nHCl ở (2) = 1,4 – 0,6 = 0,8 (mol) Từ (2): ta có: Vậy công thức của FexOy là Fe3O4 0.25 0.25 0.25 0.25 0.5 Ý b 3.5 đ Các pthh: 2Fe + 6H2SO4đ Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (1) 2Fe3O4 + 10H2SO4đ 3Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O (2) Fe2(SO4)3 + Mg 2FeSO4 + MgSO4 (3) FeSO4 + Mg Fe + MgSO4 (4) Ba(ỌH)2 + MgSO4 BaSO4 + Mg(OH)2 (5) Có thể: Ba(OH)2 + FeSO4 BaSO4 + Fe(OH)2 (6) không có oxi Mg(OH)2 MgO + H2O (7) không khí Có thể: Fe(OH)2 FeO + H2O (8) hoặc: 4Fe(OH)2 + O2 2Fe2O3 + 4H2O (9) (mol) Xét trường hợp 1: Mg chưa phản ứng hết Đặt: trong 300ml ddE là x Từ (3), (4): nMg đã phản ứng = 3x nMg còn lại = 0,45 – 3x Từ (3), (4): nFe = 2x mFe = 2x.56 Ta có pt: (0,45 – 3x).24 + 2x.56 = 12,6 x = 0,045 (mol) CM của Fe2(SO4)3 trong ddE Khi đó trong ddD chỉ có: MgSO4 và kết tủa gồm BaSO4 và Mg(OH)2 Từ (3): (mol) Từ (5): (mol) Từ (7): (mol) Giá trị của m trong trường hợp này = 0,135.233 + 0,135.40 = 36,855 (g) Xét trường hợp 2: Mg hết Thì chất rắn C là Fe: nFe = 12,6/56 = 0,225 mol Từ (4): nMg = nfe = 0,225 (mol) Từ (3): nMg pư 3 = 0,45 – 0,225 = 0,225 (mol) = 0,225 (mol) Vậy của dung dịch E Khi đó: Kết tủa thu được khi cho dung dịch D phản ứng với Ba(OH)2 gồm: BaSO4, Mg(OH)2, Fe(OH)2. Với : ở (3) = nMg = 0,45 (mol) Từ (4): = 3nFe= 3.0,075 = 0,225 (mol) Từ (5): (mol) Từ (6): (mol) Số mol trong kết tủa lần lượt là: = 0,45 + 0,225 = 0,675 (mol) = 0,225 (mol), = 0,45 (mol) Khi nung kết tủa trên ta lại phải xét 2 trường hợp: a) Nếu nung trong chân không: Từ (7): (mol) Từ (8): (mol) Giá trị của m trong trường hợp này = 0,675.233 + 0,45.40 + 0,225.72 = 191,475 (g) b) Nếu nung trong không khí: Từ (9): (mol) Vậy giá trị của m trong trường hợp này là: 0,675.233 + 0,45.40 + 0,1125.160 = 193,275 (g) Mỗi PT cho 0,1đ 0.1 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 Bài 5 Hướng dẫn giải Điểm Các PTHH xảy ra: Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + 2H2 ↑ (1) Ba(OH)2 + (NH4)2SO4 → BaSO4 ↓+ 2NH3 ↑ + 2H2O (2) Ba(OH)2 + CuSO4 → BaSO4↓ + Cu(OH)2↓ (3) Cu(OH)2 CuO + H2O (4) Tính được ; ; a, Theo PT (1) và (2) tìm được khí gồm: 0,2 mol H2 và 0,1 mol NH3 V = 0,3.22,4 = 6,72 lit b, Theo PT (2), (3) ta tìm được B gồm: 0,11 mol BaSO4; 0,06 mol Cu(OH)2 Khi nung hoàn toàn, theo PT (4), chất rắn gồm 0,11 mol BaSO4 và 0,06mol CuO. Khối lượng chất rắn là: 233.0,11 + 80.0,06 = 30.43 gam c, Khối lượng dung dịch sau phản ứng là: = 29.4 + 500 – (0,2.2 + 0,1.17) – (0,11.233 + 0,06.98) = 495.79gam Khối lượng Ba(OH)2 dư là: 0,09.171 = 15.39 gam 0.25 0.25 0.25 0.25 0.5 0.5 0.75 0.75 0.5