Kỳ thi chọn học sinh giỏi huyện năm học 2012 – 2013 môn: hóa học

PHÒNG GD&ĐT NGHĨA ĐÀN ĐỀ THI CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI HUYỆN NĂM HỌC 2012 – 2013 Môn: Hóa học (Đề gồm có 01 trang) Thời gian: 120 phút (Không kể thời gian giao đề) Câu1(3,5 điểm): 1. Hãy xác định các chất có trong A,B,C,D,E,F,G và viết phương trình phản ứng xảy ra trong thí nghiệm sau: Nung nóng kim loại Al trong không khí, sau một thời gian được chất rắn A. Hoà tan chất rắn A trong H2SO4 đặc nóng (vừa đủ) được dung dịch B và khí C có mùi sốc. Cho Natri kim loại vào dung dịch B thu được khí D, dung dịch E và kết tủa G; Cho khí D tác dụng với dung dịch KOH thu được dung dịch F, F vừa tác dụng với dd BaCl2 vừa tác dụng với dd NaOH. Câu 2( 3,5điểm):Thí sinh bảng B không phải làm ý b của câu này a. Từ quặng pirit sắt , muối ăn, nước, chất xúc tác và các điều kiện thí nghiệm cần thiết khác hãy điều chế : dd FeCl3, FeSO4, Fe2(SO4)3 và Fe(OH)3. b. Bằng phương pháp hóa học hãy tách riêng từng kim loại ra khỏi hỗn hợp gồm Mg, Al, Cu. Câu 3(4,5điểm):Thí sinh bảng B không phải làm ý 2 của câu này. Cho 3,28 gam hỗn hợp A gồm Fe và Mg vào 400ml dung dịch CuSO4. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 4,24 gam chất rắn B và dung dịch C. Thêm dung dịch NaOH dư vào dung dịch C , lọc lấy kết tủa nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi được 2,4 gam chất rắn D. 1. Tính nồng độ mol/lit của dung dịch CuSO4 . 2. Tính thành phần phần trăm khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp A. Câu 4(5,5điểm): Dùng V lít khí CO khử hoàn toàn 4 gam một oxit kim loại, phản ứng kết thúc thu được kim loại và hỗn hợp khí X. Tỷ khối của X so với H2 là 19. Cho X hấp thụ hoàn toàn vào 2,5 lít dung dịch Ca(OH)2 0,025M người ta thu được 5 gam kết tủa. a. Xác định kim loại và công thức hoá học của oxit đó. b. Tính giá trị của V và thể tích của SO2 (đktc) tạo ra khi cho lượng kim loại thu được ở trên tan hết vào dung dịch H2SO4 đặc, nóng dư. Câu 5(3,0điểm): Nung hoàn toàn 15g một muối cacbonat của một kim loại hóa trị II không đổi. Toàn bộ khí thoát ra cho hấp thụ hết vào 100 ml dung dịch Ba(OH)2 1M thấy thu được 9,85 gam kết tủa. Xác định công thức hóa học của muối cacbonat ? Cho: Mg = 24; Zn = 65; Fe = 56;Cu = 64; S = 32; O = 16; N = 14; Na = 23; C = 12; H = 1; Ca = 40; S =32; Cl = 35,5 -----------------------------------Hết-------------------------------- Họ và tên thí sinh:…………………………………………….SBD:…………………... PHÒNG GD&ĐT NGHĨA ĐÀN ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI HUYỆN CẤP HUYỆN NĂM HỌC 2012 – 2013 Môn: Hóa học Nội dung Điểm Câu 1 3,5đ A: Al, Al2O3; B: Al2(SO4)3 ; C: SO2 ; D: H2; E: Na2SO4, NaAlO2; G: 2Al(OH)3; F: KHSO3, K2SO3 4Al + 3O2 2Al2O3 (1) Do A tác dụng với H2SO4 đđ thu được khí D: Chứng tỏ chất rắn A có Al dư. 2Aldư + 6H2SO4 Đ/N Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (2) 2Al2O3+ H2SO4 Đ/N Al2(SO4)3 + H2O (3) 2Na + 2H2O 2NaOH + H2 (4) Al2(SO4)3 + 6NaOH 2Al(OH)3 + 3Na2SO4 (5) Al(OH)3 + NaOH à NaAlO2 + 2H2O (6) Do dd F vừa tác dụng được với dd BaCl2, tác dụng với dd NaOH: Chứng tỏ dd F có chứa 2 muối SO2 + KOH KHSO3 (7) SO2 + 2KOH K2SO3 + H2O (8) ( hoặc : KHSO3 + KOH dư K2SO3 + H2O ) 2KHSO3 + 2NaOH K2SO3 + Na2SO3 + 2H2O (9) K2SO3 + BaCl2 BaSO3 + 2KCl (10) 0,5 Mỗi pư đúng cho 0,25đ. 0,5 Câu 2 3,5đ a. Đpmn Điều chế 2. đp 2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl2 + H2 (1) 2H2O 2H2 + O2 (2) 4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 (3) 2SO2 + O2 2SO3 (4) V2O5, SO3 + H2O H2SO4 (5) Fe2O3 + 3H2 2Fe + 3H2O (6) FeCl3 : 2Fe + 3Cl2 2FeCl3 cho vào H2O (7) FeSO4: Fe + H2SO4(loãng) FeSO4 + H2 (8) Fe2(SO4)3: Fe2O3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 +3H2O (9) Fe(OH)3: FeCl3 + 3NaOH Fe(OH)3 + 3NaCl (10) b. Hoà tan hỗn hợp trong dd NaOH dư, Al tan theo phản ứng: 2Al + 2NaOH + 2H2O ® 2NaAlO2 + 3H2. - Lọc tách được Mg, Cu không tan. Thổi CO2 dư vào nước lọc: NaAlO2 + CO2 + 2H2O ® Al(OH)3 + NaHCO3 - Lọc tách kết tủa Al(OH)3, nung đến khối lượng không đổi thu được Al2O3, điện phân nóng chảy thu được Al: 2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O 2Al2O3 4Al + 3O2 - Hoà tan hỗn hợp kim loại trong dd HCl dư, tách được Cu không tan và dung dịch muối: Mg + 2HCl ® MgCl2 + H2 cô cạn dung dịch và đem điện phân nóng chảy. MgCl2 Mg + Cl2 Mỗi pư đúng cho 0,2đ.Thí sinh bảng B cho 0,35đ. Tách được mỗi chất cho 0,5 điểm Câu 3 4,5đ Mg + CuSO4 à MgSO4 + Cu (1) Fe + CuSO4 à FeSO4 + Cu (2) MgSO4 +2 NaOH à Mg(OH)2 + Na2SO4 (3) FeSO4 +2 NaOH à Fe(OH)2 + Na2SO4 (4) Mg(OH)2 à MgO + H2O (5) 4Fe(OH)2 + O2 à 2Fe2O3 + 4 H2O (6) Theo đề bài mFe+Mg = 3,28(g) Theo phương trình (1,2,3,4,5,6) thì m Fe2O3 + MgO = 2,4(g) vô lý Vậy CuSO4 thiếu ,kim loại dư. * Giả sử chỉ có Mg phản ứng , gọi số mol của Mg đã phản ứng là a mol. Mg + CuSO4 à MgSO4 + Cu (1) a= ( 4,24 – 3,28) : (64 - 24) = 0,024 (mol) MgSO4 +2 NaOH à Mg(OH)2 + Na2SO4 (3) Mg(OH)2 à MgO + H2O (5) Theo phương trình (1),(3),(5) thì nMgO = 0,024 mol => mMgO = 0,024. 40 = 0,96 vô lý. Vậy Mg phản ứng hết và sắt có phản ứng 1 phần. Gọi số mol của Mg có trong hỗn hợp là x, số mol của sắt ban đầu là y, số mol của sắt đã phản ứng là z mol. Theo phương trình (1,2,3,4,5,6) và số liệu ra trong đề bài ta có : 24x + 56y = 3,28 (7) 64x + 64z + 56(y-z) = 4,24 (8) 40x + 160z/2 = 2,4 (9) Giải (7,8,9) ta được : x= 0,02 mol y= 0,05 mol z= 0,02 mol 1. CM(CuSO4) = 0,04/0,4 = 0,1 M 2.Ta có: mMg = 0,02. 24 = 0,48 (g) => %mMg = (0,48/3,28).100% = 14,63% %mFe = 100% - 14,63% = 85,37% Đúng cho 0,125đ 0,25 0,25 0,5 0,5 1,0 0,25 0,5 0,5 Câu 4 5,5đ Đặt công thức của oxit kim loại là: A2Ox Các PTHH: A2Ox + xCO à 2 A(r) + xCO2 (k) (1) CO2 + Ca(OH)2 à CaCO3 + H2O (2) Có thể: CaCO3 + CO2 + H2O à Ca(HCO3)2 (3) nCa(OH)2 = 2,5 . 0,025 = 0,0625 (mol); nCaCO3 = 5/100 = 0,05 (mol) Bài toán phải xét 2 trường hợp 1.TH1: Ca(OH)2 dư ® phản ứng (3) không xảy ra Từ (2): nCO2 = n CaCO3 = 0,05 mol ® theo (1) n A2Ox = 1/x . 0,05 mol Ta có pt: 2(MA + 16x) . 0,05/x = 4 Giải ra ta được: MA/x = 32 với x = 2; MA = 64 thoả mãn Vậy A là Cu Đặt n CO dư trong hh khí X là t ta có phương trình tỉ khối ® t = 0,03 mol ® giá trị của VCO ban đầu = (0,03 + 0,05) . 22,4 = 1,792 (lít) PTHH khi cho Cu vào dd H2SO4 đặc, nóng Cu + 2H2SO4 đn àCuSO4 + SO2 + 2 H2O (4) Từ (1): n Cu = n CO2 = 0,05 mol. Theo (4): n SO2 = 0,05 mol SO2 ® V = 0,05 . 22,4 = 1,12 (lít) 2. TH2: CO2 dư ® phản ứng (3) có xảy ra Từ (2): n CO2 = n CaCO3 = n Ca(OH)2 = 0,0625 mol Bài ra cho: n CaCO3 chỉ còn 0,05 mol ® n CaCO3 bị hoà tan ở (3) là: 0,0625 – 0,05 = 0,0125 (mol) Từ (3): n CO2 = n CaCO3 bị hoà tan = 0,0125 mol ® Tổng n CO2 = 0,0625 + 0,0125 = 0,075 (mol) Từ (1): n A2Ox = 1/x . 0,075 (mol) Ta có pt toán: (2MA + 16x) . 0,075/x = 4 ® MA/x = 56/3 Với x = 3; MA = 56 thoả mãn. Vậy A là Fe Tương tự TH 1 ta có phương trình tỷ khối: Giải ra ta được t = 0,045 ® V = (0,075 + 0,045) . 22,4 = 2,688 (lít) PTHH khi cho Fe vào dd H2SO4 đn: 2Fe(r) + 6 H2SO4 đn (dd) à Fe2(SO4)3 (dd) + 3 SO2 (k) + 6 H2O(l)(5) nFe = 0,025 . 2 = 0,05 (mol) ® n SO2 = 0,05 . 3/2 =0,075 mol SO2 ® V = 0,075 . 22,4 = 1,68 (lít) 1,0 0,5 0,5 0,5 1,0 0,5 1,0 0,5 Câu 5 3,0đ nBaCO3=9,85197=0,05 mol nBaOH2=0,1.1=0,1 mol Gọi CT của muối cacbonat cần tìm là MCO3 MCO3 to MO + CO2 (1) Vì nBaCO3 < nBaOH2 nên ta xét 2 trường hợp: Trường hợp 1: Tạo muối BaCO3 Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3 + H2O 0,05 0,05 Từ (1) => M + 60 = 150,05= 300 => M = 240 (loại) Trường hợp 2: Tạo 2 muối BaCO3 và Ba(HCO3)2 Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3 + H2O 0,05 0,05 0,05 Ba(OH)2 + 2CO2 → Ba(HCO3)2 0,05 0,1 => nCO2=0,05+0,1=0,15 (mol) Từ (1) => M + 60 = 150,15= 100 => M = 40 => M là Ca Vậy CTHH của muối cần tìm là CaCO3 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Chú ý: Nếu thí sinh có cách giải khác mà đúng thì vẫn cho điểm tối đa. có màng đpdd đp