Bài tập dành cho học sinh giỏi hóa lớp 8

Câu 1 Cho các dung dịch muối A, B, C, D chứa các gốc axit khác nhau. Khi trộn 2 trong số các dung dịch này với nhau ta thu được sản phẩm như sau: a. A tác dụng với B thu được dung dịch muối tan, kết tủa trắng không tan trong nước và axit mạnh, giải phóng khí không màu, không mùi, nặng hơn không khí. b. C tác dụng với B cho dung dịch muối tan không màu và khí không màu, mùi hắc, gây ngạt, nặng hơn không khí. c. D tác dụng với B khi đun nóng tạo thành dung dịch muối tan chứa kết tủa trắng và giải phóng chất khí không màu Y có tỷ khối hơi so với hiđro là 18,25. Hãy tìm các dung dịch muối trên và viết các phương trình phản ứng xảy ra. 2. Để đốt cháy hoàn toàn m gam hiđrocacbon A cần vừa đủ 6,72 lít O2. Sau phản ứng thu được 4,48 lít CO2. Mặt khác khi có mặt của Ni đun nóng thì m gam A tác dụng vừa đủ với 2,24 lít H2 (các thể tích khí đều đo ở đktc). Công thức phân tử của A là công thức nào ? Giải thích ? Giải: A: Ba(HCO3)2; B: NaHSO4; C: Na2SO3; D: BaCl2 a, Ba(HCO3)2 + 2NaHSO4 đ BaSO4 +Na2SO4 + 2CO2 + 2H2O b, Na2SO3+ 2NaHSO4 đ Na2SO4 + SO2 + H2O c, BaCl2 + 2NaHSO4 đ BaSO4 + Na2SO4 + 2HCl * Giải thích: nO2 = 0,3 mol; nCO2 = 0,2 mol; nH2 = 0,1 mol áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho nguyên tố oxi ta có. nO(H2O) + nO(CO2) = nO(O2 phản ứng) Suy ra: nO(H2O) = nH2O = 0,3 .2 - 0,2.2 = 0,2 mol * Giải thích: nO2 = 0,3 mol; nCO2 = 0,2 mol; nH2 = 0,1 mol áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho nguyên tố oxi ta có. nO(H2O) + nO(CO2) = nO(O2 phản ứng) Suy ra: nO(H2O) = nH2O = 0,3 .2 - 0,2.2 = 0,2 mol Ta có mA = mC + mH = 0,2.12 + 0,2.2 = 2,8 gam. MA = 2,8: 0,1 = 28 gam. Vậy 14n = 28 đ n = 2 CTPT của A là C2H4 (Đáp án B: C2H4) Câu 2 A là hỗn hợp gồm M2CO3, MHCO3, MCl (M là kim loại hóa trị I trong hợp chất). Cho 43,71 gam hỗn hợp A tác dụng hết với V ml dung dịch HCl 10,52% (D = 1,05 g/ml) lấy dư thu được dung dịch B và 17,6 gam khí C. Chia dung dịch B thành 2 phần bằng nhau: - Phần 1: Phản ứng vừa đủ với 125 ml dung dịch KOH 0,8M. Cô cạn dung dịch thu được m gam muối khan. - Phần 2: Tác dụng hoàn toàn với dung dịch AgNO3 dư thu được 68,88 gam kết tủa trắng. a. Xác định tên kim loại M và phần trăm khối lượng mỗi chất trong A. b. Tìm m và V. Giải: Gọi x,y,z lần lượt là số mol của M2CO3, MHCO3, MCl trong hỗn hợp. (x,y,z > 0) Các phương trình phản ứng: M2CO3 + 2HCl đ 2MCl + CO2 + H2O (1) MHCO3 + HCl đ MCl + CO2 + H2O (2) Dung dịch B chứa MCl, HCl dư . - Cho 1/2 dd B tác dụng với dd KOH chỉ có HCl phản ứng: HCl + KOH đ KCl + H2O (3) - Cho 1/2 dd B tác dụng với dd AgNO3 HCl + AgNO3 đ AgCl + HNO3 (4) MCl + AgNO3 đ AgCl + MCl (5) Từ (3) suy ra: nHCl(B) = 2nKOH = 2.0,125.0,8 = 0,2 mol Từ (4),(5) suy ra: ồn(HCl + MCl trong B) = 2nAgCl = nMCl (B) = 0,92 - 0,2 =0,76 mol Từ (1) và (2) ta có: ồn(M2CO3, MHCO3) = nCO2 = 17,6 : 44 = 0,4 mol Vậy nCO2 = x + y = 0,4 (I) nMCl(B) = 2x + y + z = 0,76 (II) mA = (2M + 60).x + (M + 61).y + (M + 35,5).z = 43,71 Û 0,76M + 60x + 61y + 35,5z = 43,71 (*) Lấy (II) - (I) ta được: x +z = 0,36 suy ra z = 0,36 - x; y = 0,4 - x. Thế vào (*) được: 0,76M - 36,5x = 6,53 Suy ra: 0 < x = < 0,36 Nên 8,6 < M < 25,88. Vì M là kim loại hóa trị I nên M chỉ có thể là Na.* Tính % khối lượng các chất: Giải hệ pt ta được: x = 0,3; y = 0,1; z = 0,06. %Na2CO3 = %NaHCO3 = %NaCl = 100 - (72,75 + 19,22) = 8,03% * nHCl(B) = 2x + y +0,2 = 0,9 mol V = * mNaCl = 0,76.58,5 = 22,23 gam Cõu 3 a. Một nguyờn tố X cú thể tạo thành với Al hợp chất kiểu AlaXb, mỗi phõn tử gồm 5 nguyờn tử, khối lượng phõn tử 150 đvC. Xỏc định X, gọi tờn hợp chất AlaXb. b. Y là một oxit kim loại chứa 70% kim loại (về khối lượng). Cần dựng bao nhiờu ml dung dịch H2SO4 24,5% (d = 1,2g/ml) để hũa tan vừa đủ 40,0gam Y. Giải: a, Ta có : 27a + Xb = 150 a + b = 5 Biện luận a, b X (Chọn a = 2; b = 3; X = 16 (S)) Tờn: nhụm sunfua b, CTPT dạng RxOy Lập pt toỏn học: = R = .= .n (n = : là húa trị của R) Biện luận n R. Chọn n = 3, R = 56 (Fe) * Fe2O3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3H2O 0,25mol 0,75mol mdd = =300gam Vdd = =250ml Cõu 4 Trộn hai số mol bằng nhau của C3H8 và O2 rồi cho vào một bỡnh kớn cú dung tớch V lớt ở 250C đạt ỏp suất P1 atm, sau đú bật tia lửa điện để đốt chỏy hỗn hợp. Sau khi kết thỳc phản ứng, hỗn hợp sản phẩm được đưa về điều kiện nhiệt độ ban đầu, ỏp suất trong bỡnh lỳc này đạt giỏ trị P2 atm. Tớnh tỉ lệ (giả sử chỉ xảy ra phản ứng C3H8 + O2 CO2 + H2O). Giải: Ta cú pthh: 1C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O 0,2amol amol 0,6amol Theo bài toỏn C3H8 dư, O2 hết hỗn hợp sau phản ứng (ở 250C) gồm CO2 và C3H8 dư Trong cựng đk đẳng nhiệt, đẳng tớch: = Vỡ ở 250C nờn H2O ở trạng thỏi lỏng n1=2a mol; n2=0,8a+0,6a = 1,4amol (với a = nO2 bđ = nC3H8 bđ) = 0,7 Cõu 5 Dẫn H2 đến dư đi qua 25,6gam hỗn hợp X gồm Fe3O4, MgO, CuO (nung núng) cho đến khi phản ứng xảy hoàn toàn. Sau phản ứng thu được 20,8gam chất rắn. Mặt khỏc 0,15mol hỗn hợp X tỏc dụng vừa đủ với 225ml dung dịch HCl 2,0M. a. Viết cỏc phương trỡnh phản xảy ra. b. Tớnh % số mol cỏc chất trong hỗn hợp X Giải: a, H2 + CuO Cu + H2O (1) 4H2 + Fe3O4 3Fe + 4H2O (2) H2 + MgO ko phản ứng 2HCl + MgO MgCl2 + H2O (3) 8HCl + Fe3O4 FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O (4) 2HCl + CuO CuCl2 + H2O (5) b,* Đặt nMgO = x (mol); nFe3O4 = y (mol); nCuO = z (mol) trong 25,6gam X Ta cú 40x + 232y + 80z = 25,6 (I) 40x + 168y + 64z = 20,8 (II) * Đặt nMgO=kx (mol); nFe3O4=ky (mol); nCuO=kz (mol) trong 0,15mol X Ta cú k(x + y + z) = 0,15 (III) 2kx + 8ky + 2kz = 0,45 (IV) Giải hệ gồm (I), (II), (III) và (IV) x=0,15mol; y=0,05mol; z=0,1mol %nMgO = .100 = 50,00(%); %nCuO = .100 = 33,33(%) %nFe3O4 =100 – 50 – 33,33 = 16,67(%) Cõu 6 Cho một mẩu đỏ vụi (CaCO3) vào ống nghiệm cú chứa 10,0ml dung dịch HCl 1,0M. Cứ sau 30 giõy người ta đo thể tớch khớ CO2 thoỏt ra (ở điều kiện tiờu chuẩn), được kết quả như sau: Thời gian (giõy) 0 30 60 90 120 150 180 200 Thể tớch khớ CO2 (cm3) 0 30 52 78 80 88 91 91 a. Kết quả đo ở thời điểm nào được nghi ngờ là sai lầm? Giải thớch? b. Giải thớch tại sao phản ứng dừng lại ở thời điểm 180 giõy? c. Khoảng thời gian nào phản ứng xảy ra nhanh nhất? Cú những biện phỏp nào để phản ứng xảy ra nhanh hơn? d. Ở thớ nghiệm trờn, nếu thay 10,0ml dung dịch HCl 1,0M bằng 10,0ml dung dịch H2SO4 0,5M thỡ thể tớch khớ CO2 thoỏt ra trong cỏc thời điểm cú giống nhau khụng? Giải thớch? Giải: a, ở thời điểm 90 giõy: pư (3) = 0,867 (cm3/giõy) > pư (2) = = 0,733; ngược quy luật (tốc độ phản ứng sẽ càng giảm khi lượng chất phản ứng càng ớt) b,CaCO3 + 2HCl CaCl2 + 1CO2 + H2O Ta nhận thấy nếu HCl pư hết VCO2 = 22,4.0,005 = 0,112lớt = 112,0cm3 > VCO2 (tt) CaCO3 hết, HCl dư phản ứng dừng khi mẩu CaCO3 hết. c, - ở phỳt đầu tiờn. - tỏn nhỏ mẩu CaCO3 hoặc đun núng hệ phản ứng d, Khụng giống nhau. Vỡ: CaCO3 + H2SO4 CaSO4 + CO2 + H2O CaSO4 là chất ớt tan, bỏm vào mẩu đỏ vụi ngăn cản sự va chạm của H2SO4 với CaCO3. Phản ứng xảy ra chậm dần rồi dừng lại. Cõu 7. Đốt chỏy một hidrocacbon X ở thể khớ với 0,96gam khớ oxi trong một bỡnh kớn rồi cho cỏc sản phẩm sau phản ứng lần lượt đi qua bỡnh (1) chứa CaCl2 khan (dư); bỡnh (2) chứa dung dịch Ca(OH)2 dư. Sau thớ nghiệm thấy ở bỡnh (2) thu được 1,5gam kết tủa và cuối cựng cũn 0,112lớt (đktc) một chất khớ duy nhất thoỏt ra. Xỏc định cụng thức phõn tử của hidrocacbon X. Biết cỏc phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giải * X cú dạng CxHy (x,y≥1; x,y) - nO2 bđ = 0,03mol; nO2 dư = 0,005mol nO2 pư = 0,025mol (nO pư = 0,05mol) - nCO2 = nCaCO3 = 0,015mol nC = 0,015mol nO (CO2) = 0,015.2 = 0,03mol nO(H2O) = 0,05 – 0,03 = 0,02mol nH = 2nH2O = 2.0,02 = 0,04mol * Lập tỉ lệ x:y = 0,015:0,04 = 3:8 CTPT dạng (C3H8)n CTPT X là C3H8