Kỳ thi học sinh giỏi trung học cơ sở đề thi môn : hóa học khóa ngày 25 tháng 12 năm 2011

SỞ GD&ĐT KỲ THI HỌC SINH GIỎI THCS ĐỀ THI MÔN : HÓA HỌC Khóa ngày 25 tháng 12 năm 2011 ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian làm bài : 150 phút (Đề gồm 2 trang) ( không kể thời gian phát đề) ------------- ------------------------ Câu I: (2,5 điểm) Bằng phương pháp hoá học, hãy tách các oxít ra khỏi hỗn hợp Al2O3, MgO, CuO ( Khối lượng các oxít trước và sau quá trình tách là không đổi ). Câu II: (4 điểm) 1) Cho A là oxít, B là muối, C và D là các kim loại. Hãy chọn chất thích hợp với A,B,C,D và hoàn thành các phản ứng sau: A + HCl à 2 Muối + H2O B + NaOH à 2 Muối + H2O C + Muối à 1 Muối D + Muối à 2 Muối 2) Có 3 kim loại riêng biệt là nhôm, sắt, bạc. Hãy nêu phương pháp hoá học để nhận biết từng kim loại. Các dụng cụ hoá chất coi như có đủ. Viết các phương trình hoá học. 3) Trình bày phương pháp hoá học nhận biết 3 dung dịch không màu đựng trong 3 lọ mất nhãn : HCl, Na2CO3, NaCl mà không được dùng bất kỳ thuốc thử nào khác. Câu III: (2,5 điểm) a) Cho một mẩu natri kim loại vào dung dịch CuCl2 , nêu hiện tượng và viết các phương trình hoá học. b) A, B, C là các hợp chất vô cơ của một kim loại. Khi đốt nóng ở t0 cao cho ngọn lửa màu vàng. Biết A + B C B C + H2O + D (D là hợp chất của cacbon) D + A B hoặc C - Hỏi A, B, C là các chất gì? Viết phương trình hoá học giải thích quá trình trên ? - Cho A, B, C tác dụng với CaCl2 viết các phương trình hoá học. Câu IV: (1,5 điểm) Một nguyên tố A có tổng số hạt nhân trong nguyên tử bằng 40, tổng số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện bằng 12. 1) Xác định tên nguyên tố A. 2) Viết phương trình hoá học điều chế A từ oxít của nó. Biết số p của các nguyên tố sau lần lượt là: Số p 11 12 13 19 20 Nguyên tố Na Mg Al K Ca Câu V: (2,5 điểm) Hỗn hợp A chứa 3 kim loại: Fe, Ag, Cu. Ngâm hỗn hợp A trong dung dịch B (chỉ chứa 1 muối), khuấy kĩ cho đến khi phản ứng kết thúc, nhận thấy Fe và Cu trong hỗn hợp tan hết. 1) Cho biết dung dịch B chứa chất gì, nếu sau phản ứng kim loại thu được chỉ có Ag, với lượng Ag thu được bằng lượng Ag lúc ban đầu trong hỗn hợp A? Giải thích và viết phương trình phản ứng. 2) Cho biết dung dịch B chứa chất gì, nếu sau phản ứng kim loại thu được chỉ có Ag, với lượng Ag thu được nhiều hơn lượng Ag lúc ban đầu có trong hỗn hợp A? Giải thích và viết phương trình phản ứng Câu VI: (3 điểm) Cho 7,8g hỗn hợp 2 kim loại là R hoá trị II và Nhôm tác dụng với dung dịch axit sunfuric loãng, dư. Khi phản ứng kết thúc thu được dung dịch 2 muối và 8,96 lít khí (đktc) 1) Viết phương trình phản ứng hoá học xảy ra? 2) Tính khối lượng muối thu được sau thí nghiệm và thể tích dung dịch H2SO4 2M tối thiểu cần dùng? 3) Xác định R. Biết rằng trong hỗn hợp ban đầu tỉ lệ số mol R : Al là 1 : 2 Câu VII: (4 điểm) Cho m1 g hỗn hợp Mg và Fe ở dạng bột tác dụng với 300 ml dung dịch AgNO3 0,8M khi khuấy kĩ để phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch A1 chứa kết tủa A2 có khối lượng là 29,28 g gồm 2 kim loại. Lọc, rửa kết tủa để tách A1 khỏi A2. a) Viết các PTHH của các phản ứng xảy ra. b) Hoà tan hoàn toàn kết tủa A2 trong dung dịch H2SO4 đặc, đun nóng. Hãy tính thể tích khí SO2 (đktc) được giải phóng ra. Thêm vào A1 lượng dư dung dịch NaOH, lọc rửa kết tủa mới tạo thành nung nó trong không khí ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi, thu được 6,4 g chất rắn. Tính % theo khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp Mg và Fe ban đầu. ( Cho Al=27, Mg=24, Ag=108, Na=23, H=1, S=32, O=16, Fe=56, Zn=65, Cu=64) ---------------- HẾT -------------- HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN HÓA HỌC Câu Đáp án Điểm I (2,5đ) Cho hỗn hợp tác dụng với dung dịch NaOH dư thì MgO, CuO không phản ứng còn Al2O3 tan. Al2O3 + 2NaOH à 2NaAlO2 + H2O Sục CO2 dư vào dung dịch sản phẩm, được Al(OH)3 NaOH + CO2 à NaHCO3 NaAlO2 + 2H2O + CO2 à Al(OH)3 + NaHCO3 . Lọc kết tủa rồi nung đến khối lượng không đổi ta thu được lượng Al2O3 ban đầu. Cho H2 dư đi quaa hỗn hợp CuO và MgO nung nóng, MgO không phản ứng còn CuO biến thành Cu à thu được hỗn hợp mới : Cu + MgO . Cho hỗn hợp Cu, MgO tác dụng với dung dịch HCl dư, Cu không phản ứng, thu được Cu, Cho Cu tác dụng với O2 dư thì thu được lượng CuO ban đầu. CuO + H2 Cu + H2O MgO + 2HCl à MgCl2 + H2O 2Cu + O2 2CuO Lấy dung dịch sản phẩm cho tác dụng với NaOH dư, thu được Mg(OH)2↓, lọc kết tủa và nung nóng đến khối lượng không đổi thì thu được lượng MgO ban đầu. HCl + NaOH à NaCl + H2O MgCl2 + 2NaOH à Mg(OH)2↓ + 2NaCl Mg(OH)2 MgO + H2O 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 II (4đ) 1) a) Fe3O4 + 8HCl à FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O b) Ca(HCO3)2 + 2NaOH à CaCO3 + Na2CO3 + 2H2O c) Fe + 2FeCl3 à 3FeCl2 d) Cu + 2FeCl3 à CuCl2 + 2FeCl2 2) Cho từng kim loại tác dụng với dd NaOH dư, Al bị tan hoàn toàn còn sắt và bạc không bị tan. 2Al + 2NaOH + 2H2O ® 2NaAlO2 + 3H2 - Lấy 2 kim loại còn lại cho tác dụng với dd HCl, kim loại không tan là Ag. Phương trình hoá học: Fe + 2HCl FeCl2 + H2 3) Dùng 1 lượng nhỏ hoá chất Láy 1 mẫu thử cho tác dụng lần lượt với các mẫu thử còn lại, 2 mẫu thử nào có xuất hiện bọt khí là HCl và Na2CO3. 2HCl + Na2CO3 à 2NaCl + CO2 + H2O Không có hiện tượng gì là NaCl. Đun đến cạn hai mẫu còn lại, mẫu không để lại gì ở đáy ống nghiệm là HCl, mẫu còn đọng lại chất rắn màu trắng là Na2CO3 1,5 0,5 0,5 0,75 0,75 III (2,5) a) Hiện tượng: miếng natri tan dần, có sủi bọt khí, màu xanh của dd nhạt dần, có kết tủa màu xanh lơ xuất hiện. Phương trình hoá học: 2Na + 2H2O 2NaOH + H2 2NaOH + CuCl2 Cu(OH)2 (xanh) + 2NaCl b) A, B, C là các hợp chất của Na vì khi đốt nóng cho ngọn lửa màu vàng. Để thoả mãn điều kiện của đầu bài: A là NaOH; B là NaHCO3 và C là Na2CO3 Phương trình hoá học: NaOH + NaHCO3 Na2CO3 + H2O 2NaHCO3 Na2CO3 + H2O + CO2 CO2 + NaOH NaHCO3 Hoặc: CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O - Cho A, B ,C tác dụng với CaCl2 Na2CO3 + CaCl2 à CaCO3 + 2NaCl 0,5 0,5 0,75 0,25 IV (1,5) 1) Goi n, p, e lần lượt là số nơtron, proton và electron của A. Theo đề bài ta có: n + p + e = 40 (1) Vì nguyên tử trung hoà điện nên p = e (1) ó 2p + n = 40 (*) Tổng số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 12è 2p – n = 12 (**) Giải (*) và (**) ta được p = 13, n = 14 è A là nguyên tố Al 2) Điều chế từ oxít của nó : 2Al2O3 4Al + 3 O2. 1 0,5 V (2,5đ) 1) Do Fe và Cu đều tan hết, kim loại thu được sau phản ứng chỉ có Ag và lượng Ag không tăng so với lúc đầu à trong B phải chứa muối có khả năng hoà tan được Fe, Cu nhưng không phải là muối Ag vì nếu là muối Ag thì lượng Ag sau phản ứng sẽ tăng, cũng không thể là muối của kim loại khác đứng sau Cu, vì sẽ tạo ra kim loại mới khác Ag à trong dung dịch B phải chứa muối Fe (hoá trị III). Ví dụ : FeCl3 Fe + 2FeCl3 à 3FeCl2 Cu + 2FeCl3 à 2FeCl2 + CuCl2 Ag không tác FeCl3 nên còn nguyên. 2) Do Fe và Cu đều tan hết, kim loại thu được sau phản ứng sẽ có Ag và lượng Ag tăng so với lúc đầu à trong B phải có chứ muối Ag , muối Ag có khả năng hoà tan được Fe, Cu tạo ra Ag nên lượng Ag sau phản ứng sẽ tăng à trong dung dịch B phải chứa muối Ag hoà tan. Ví dụ: AgNO3 Fe +3AgNO3 à Fe(NO3)3 + 3Ag↓ Hoặc Fe +2AgNO3 à Fe(NO3)2 + 2Ag↓ Chỉ yêu cầu bài làm chỉ viết 1 trong 2 PTPƯ Cu + 2AgNO3 à Cu(NO3)2 + 2Ag↓ Ag sinh ra cộng lượng Ag có trong A không phản ứng nên lượng Ag tăng lên 0,75 0,75 0,5 0,5 VI (3đ) nH2 = 8,96/ 22,4 = 0,4 (mol) a) R + H2SO4 à RSO4 + H2 (1) 2Al + 3H2SO4 à Al2(SO4)3 + 3H2 (2) b) Từ (1) và (2) ta có nH2SO4 = nH2 = 0,4 mol Theo ĐLBTKL ta có : m muối = m hỗn hợp kim loại + m H2SO4 – m H2 . = 7,8 + 0,4 x 98 – 0,4 x2 = 46,2 (g) Thể tích dung dịch H2SO4 : V = 0,4/2 = 0,2 (lít) c) Gọi a là số mol của kim loại R thì số mol của Al là 2a Theo đề bài ta có hệ phương trình. axR + 2a x 27 = 7,8 a + 3a = 0,4 Suy ra : a= 0,1 ; R = 24 (Mg) 0,75 0,5 0,5 0,25 0,75 VII (4đ) Đặt số mol Mg và Fe trong m1 g hỗn hợp lần lượt là x và y. Vì Mg là kim loại hoạt động hơn Fe và Fe là kim loại hoạt động hơn Ag nên theo đề bài sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được kết tủa gồm 2 kim loại thì 2 kim loại đó phải là Ag và Fe dư. Các PTHH của các phản ứng xảy ra : Mg + 2AgNO3 ® Mg(NO3)2 + 2Ag (1) x 2x x 2x Fe + 2AgNO3 ® Fe(NO3)2 + 2Ag (2) a 2a a 2a Vì Fe dư nên AgNO3 phản ứng hết, Mg phản ứng hết dung dịch chứa Mg(NO3)2, Fe(NO3)2 và kết tủa gồm Ag và Fe dư Mg(NO3)2 + 2NaOH ® Mg(OH)2 + 2NaNO3 (3) x x Fe(NO3)2 + 2NaOH ® Fe(OH)2 + 2NaNO3 (4) a a Mg(OH)2 MgO + H2O (5) x x 4Fe(OH)2 + O2 2Fe2O3 + 4H2O (6) a 0,5a Hoà tan A2 bằng H2SO4 đặc : 2Fe + 6H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (7) y-a 1,5(y-a) 2Ag + 2H2SO4 Ag2SO4 + SO2 + 2H2O (8) (2x+2a) (x+a) Theo các PTHH trên và đề bài, ta có hệ phương trình : Giải hệ phương trình ta được : x = 0,08 ; a = 0,04 ; y =0,1 Đáp số : = (0,15-0,02+0,08).22,4 = 4,709 (lít) %Mg = 25,53 ; %Fe = 74,47. 0,75 1 1 0,75 0,5