Phần 1: Khử hỗn hợp bằng khí CO dư ở nhiệt độ cao rồi hòa tan hết sản phẩm bằng dung dịch H2SO4 loãng dư thu được 12,80 gam chất không tan.. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn.. b/ Tính
Trang 1ĐỀ THI HS GIỎI HUYỆN THÁI THỤY - 16 B
Năm học 2017 – 2018 - Thời gian - 120 phút
Bài 1: (5,5 điểm)
1/ Hoàn thành phương trình và cân bằng:
Zn + O2 → ; P + → P2O5
Al + H2SO4 → + H2 ; FexOy + HCl → + H2O KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + .
Fe + HNO3 → Fe(NO3)3 + N2O + H2O
2/ Trong phòng thí nghiệm, để điều chế hidro người ta dùng những hóa chất nào? Vẽ
sơ đồ đơn giản, ghi chú thích hóa chất, cách điều chế và thu khí oxi bằng cách đẩy không khí? (Nêu, vẽ đúng nội dung sgk hóa học 8 nhà xuất bản giáo dục năm 2004) Trước khi đốt khí hidro cần làm gì? Nêu ngắn gọn thao tác cần thực hiện?
Bài 2: (4 điểm)
1/ Có m gam hỗn hợp gồm Mg, CuO hòa tan trong dịch dịch H2SO4 loãng, dư đến khi hỗn hợp tan hoàn toàn, thấy vừa hết 58,80 gam H2SO4 Lúc đó dung dịch sau phản ứng chỉ tăng thêm (m – 0,48) gam so với ban đầu
a/ Tính giá trị của m?
b/ Tính phần trăm khối lượng mỗi chất có trong hỗn hợp ban đầu?
2/ Đốt cháy hoàn toàn V lít hỗn hợp khí gồm CO và H2 (ở đktc) phải dùng vừa hết 10,08 lít khí oxi (ở đktc)
a/ Tính giá trị của V?
b/ Làm lạnh sản phẩm sau phản ứng rồi đưa về 4oC, 1 atm thu được 10,8 ml nước
Tính tỉ khối của hỗn hợp ban đầu đối với khí oxi?
Bài 3: (4 điểm) Có 78,40 gam hỗn hợp gồm CuO và một loại sắt oxit được chia làm 2 phần bằng nhau Phần 1: Khử hỗn hợp bằng khí CO dư ở nhiệt độ cao rồi hòa tan hết sản phẩm bằng dung dịch H2SO4 loãng dư thu được 12,80 gam chất không tan Phần 2: Hòa tan trong dung dịch HCl thấy vừa hết 43,8 gam HCl Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn a/ Viết các p.trình phản ứng, tính % khối lượng mỗi chất có trong hỗn hợp ban đầu?
b/ Cho biết tên của sắt oxit?
Bài 4: (3,5 điểm) Cho 8,30 gam hỗn hợp Al và Fe vào dung dịch chứa m gam HCl để thực hiện thí nghiệm 1, sau phản ứng thu được 21,6125 gam hỗn hợp muối khan
và V1 lít hidro (đktc) Nếu cũng cho 8,30 gam hỗn hợp Al và Fe nói trên vào vào dung dịch chứa 2m gam HCl để thực hiện thí nghiệm 2, sau phản ứng thu được 26,05 gam hỗn hợp muối khan và V2 lít hidro (đktc) Các phản ứng xảy ra hoàn toàn
a/ Chứng tỏ rằng trong TN1 lượng HCl hết, kim loại dư, TN2 lượng HCl dư, kim loại hết? b/ Tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu và V1, V2?
Bài 5: (3 điểm) Nicotin là một chất gây nghiện có trong thuốc lá, có hại cho sức khỏe Đốt cháy hoàn toàn 6,48 gam nicotin cần dùng 12,096 lít oxi ở đktc, thu được 1,12 gam khí N2, khí CO2, H2O Trong đó, số mol khí CO2 = 10/7 số mol H2O
a/ Tính khối lượng H2O thu được, tính thể tích khí CO2 thoát ra ở đktc?
b/ Tìm công thức phân tử của nicotin, biết 122 < M nicotin < 203
Trang 2GIẢI ĐỀ THI HS GIỎI HUYỆN THÁI THỤY - 16 B
Năm học 2017 – 2018 - Thời gian - 120 phút
Bài 1: (5,5 điểm)
1/ Hoàn thành phương trình và cân bằng:
P + → P2O5
Al + H2SO4 → + H2
FexOy + HCl → + H2O
Fe + HNO3 → Fe(NO3)3 + N2O + H2O
Mỗi PT 0,5 Thiếu đk trừ 0,25 đ, chưa cân bằng trừ 0,25 đ
2Zn + O 2
o
t
4P + 5O 2 →t o 2P 2 O 5
2Al + 3H 2 SO 4 → Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2↑
Fe x O y + 2yHCl → x 2 y
x
FeCl + yH 2 O 2KMnO 4
o
t
8Fe + 30HNO 3 → 8Fe(NO 3 ) 3 + 3N 2 O + 15H 2 O
2/ Trong phòng thí nghiệm, để điều chế hidro người ta dùng những hóa chất nào? Vẽ
sơ đồ đơn giản, ghi chú thích hóa chất, cách điều chế và thu khí oxi bằng cách đẩy không khí? (Nêu, vẽ đúng nội dung sgk hóa học 8 nhà xuất bản giáo dục năm 2004) Trước khi đốt khí hidro cần làm gì? Nêu ngắn gọn thao tác cần thực hiện?
Nêu KL 0,5 đ Vẽ sơ đồ, chú thích 1 đ (thiếu 1 chú thích – 0,125 đ)
Trước khi đốt phải thử độ tinh khiết của H 2 0,25 đ
Thao tác 0,75 đ
Cầm đáy ống nghiệm nhỏ úp ngược lên ống thoát khí, thu lượng nhỏ khí hidro rồi đưa nhanh vào ngọn lửa đèn cồn Làm vài lần như trên, đến khi tiếng nổ nhỏ, lúc đó khí hidro đã tinh khiết mới được đốt cháy khí hidro.
Bài 2: (4 điểm)
1/ Có m gam hỗn hợp gồm Mg, CuO hòa tan trong dịch dịch H2SO4 loãng, dư đến khi hỗn hợp tan hoàn toàn, thấy vừa hết 58,80 gam H2SO4 Lúc đó dung dịch sau phản ứng chỉ tăng thêm (m – 0,48) gam so với ban đầu
a/ Tính giá trị của m?
b/ Tính phần trăm khối lượng mỗi chất có trong hỗn hợp ban đầu?
98
H SO
n = = (mol)
Mg + H 2 SO 4 → MgSO 4 + H 2↑ (1) 0,25 đ
CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 O (2) 0,25 đ
Trang 3Nếu không có khí thoát ra thì hòa tan m gam hỗn hợp trong dung dịch H 2 SO 4
loãng, dư đến khi hỗn hợp tan hoàn toàn thì dung dịch sau phản ứng phải tăng thêm m gam so với ban đầu Nhưng vì phản ứng (1) có khí H 2 thoát ra nên dung dịch sau phản ứng chỉ tăng thêm (m – 0,48) gam so với ban đầu Tức là giảm so với khi không thoát khí
là 0,48 gam Vậy 0,48 gam đó là khí H 2 2 0, 48 0, 24
2
H
n = = (mol) 0,5 đ
Theo PTHH (1): n Mg =n H SO2 4 =n H2 = 0, 24 (mol) ⇒ m Mg = 0,24.24 = 5,76 (g)
Số mol H 2 SO 4 tham gia phản ứng (1) = 0,24 mol
⇒ Số mol H 2 SO 4 tham gia PƯ (2) = 0,6 – 0,24 = 0,36 (mol)
Theo PTHH (2): n CuO =n H SO2 4 = 0,36 (mol) ⇒ m CuO = 0,36.80 = 28,8 (g)
Vậy m = m Mg + m CuO = 5,76 + 28,8 = 34,56 (gam) 0,5 đ
⇒ % 5,76 .100 16,67%
34,56
Mg
m = ≈ ; % 28,8 .100 83,33%
34,56
CuO
2/ Đốt cháy hoàn toàn V lít hỗn hợp khí gồm CO và H2 (ở đktc) phải dùng vừa hết 10,08 lít khí oxi (ở đktc)
a/ Tính giá trị của V?
b/ Làm lạnh sản phẩm sau phản ứng rồi đưa về 4oC, 1 atm thu được 10,8 ml nước
Tính tỉ khối của hỗn hợp ban đầu đối với khí oxi?
10, 08
0, 45
22, 4
O
Đặt số mol CO và H 2 trong hỗn hợp là x, y mol (x, y > 0) Ta có:
2CO + O 2
o
t
x mol 0,5x mol x mol 2H 2 + O 2
o
t
y mol 0,5y mol y mol
Số mol khí O 2 phản ứng là: 0,5x + 0,5y = 0,45 0,125 đ
Theo 2 PTHH, ta có: n CO+n H2 = + (x y) 2 n = O2 = 2,0, 45 0,9 = mol 0,25 đ
⇒ V hỗn hợp = 22,4.0,9 = 20,16 (lít) 0,25 đ
b/ Ở 4 o C, 1 atm thì D H O2 = 1 g/ml 0,5 đ
⇒ m H O2 =V D = 10,08.1 10,08 = (gam) ⇒ 2 10,08 0,6
18
H O
n = = (mol)
Theo PTHH (2): n H2 =n H O2 = 0,6 (mol) ⇒ n CO = 0,9 – 0,6 = 0,3 (mol) 0,25
đ
0,6.2 0,3.28
10,67 0,6 0,3
TB
10,67
0,33 32
hh O
đ
Bài 3: (4 điểm) Có 78,40 gam hỗn hợp gồm CuO và một loại sắt oxit chia làm 2 phần
= nhau Phần 1: Khử hỗn hợp bằng khí CO dư ở to cao rồi hòa tan hết sản phẩm bằng dd
H2SO4 loãng dư thu được 12,80 g chất không tan Phần 2: Hòa tan trong dd HCl thấy vừa hết 43,8 g HCl a/ Viết các PTPƯ, tính % khối lượng mỗi chất có trong hỗn hợp đầu?
Trang 4b/ Cho biết tên của sắt oxit?
Giải:
a/ Đặt CTHH của oxi sắt là Fe x O y (x, y ∈ N * )
78,40 gam hỗn hợp chia làm 2 phần = nhau ⇒Mỗi phần có khối lượng 39,2 (gam)
Ta có:
Fe x O y + yCO →t o xFe + yCO 2 (2)
Cu + H 2 SO 4 loãng → Không phản ứng
Fe + H 2 SO 4 loãng → FeSO 4 + H 2↑ (3) 0,75 đ
12,80 g chất không tan là Cu ⇒ 12,80 0, 2
64
Cu
n = = (mol)
Theo PTHH (1): n CuO =n Cu = 0, 2 (mol) ⇒ m CuO = 0,2.80 = 16 (gam) 0,5 đ
⇒ m Fe O x y = 39, 2 16 23, 2 − = (gam)
Vậy hỗn hợp đầu có: m CuO = 16.2 = 32 (g) ; m Fe O x y = 23, 2.2 46, 4 = (g) 0,25đ
⇒ % 32 .100 40,82%
78, 4
CuO
m = = ; % 46, 4.100 59,18%
78, 4
x y
Fe O
b/ Phần 2: 43,8 1, 2
36,5
HCl
n = = (mol)
0,2 mol 0,4 mol
⇒ Số mol axit HCl PƯ với Fe x O y là 1,2 – 0,4 = 0,8 (mol)
Fe x O y + 2yHCl → x 2 y
x
0,8
2y mol 0,8 mol
Ta có: 0,8.(56 16 ) 23, 2
2y x+ y = Vì 23, 2
x y
Fe O
⇔ 0,8.(56x + 16y) = 23,2.2y ⇔ 44,8x + 12,8y = 46,4y
⇔ 44,8x = 33,6y ⇔ 3,6 3
44,8 4
x
⇔ Chọn x = 3 ; y = 4 CTHH oxit sắt là Fe 3 O 4 1 đ
Sắt từ oxit 0,25 đ
Bài 4: (3,5 điểm) Cho 8,30 gam hỗn hợp Al và Fe vào dung dịch chứa m gam HCl để thực hiện thí nghiệm 1, sau phản ứng thu được 21,6125 gam hỗn hợp muối khan
và V1 lít hidro (đktc) Nếu cũng cho 8,30 gam hỗn hợp Al và Fe nói trên vào vào dung dịch chứa 2m gam HCl để thực hiện thí nghiệm 2, sau phản ứng thu được 26,05 gam hỗn hợp muối khan và V2 lít hidro (đktc) Các phản ứng xảy ra hoàn toàn
Trang 5a/ Chứng tỏ rằng trong TN1 lượng HCl hết, kim loại dư, TN2 lượng HCl dư, kim loại hết? b/ Tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu và V1, V2?
Trang 6Giải: a/ 1,25 điểm
2Al + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2↑
đ
Cho 8,30 gam hỗn hợp Al và Fe vào dung dịch chứa m gam HCl để thực hiện TN 1 Giả sử ở TN 1 , kim loại Al, Fe phản ứng hết, axit HCl dư Khối lượng hỗn hợp muối khan tính theo kim loại = 21,6125 gam
Mặt khác, cũng cho 8,30 gam hỗn hợp Al và Fe nói trên vào vào dung dịch chứa 2m gam HCl để thực hiện TN 2 Lượng axit HCl gấp đôi ở TN 1 thì axit càng dư nên kim loại Al, Fe vẫn phản ứng hết Khối lượng muối khan vẫn tính theo kim loại và vẫn không thay đổi Điều này trái với đề bài: “thí nghiệm 2, sau phản ứng thu được 26,05 gam hỗn hợp muối khan”
Ta lại có khối lượng muối khan ở TN 2 chỉ nhiều hơn khối lượng muối khan ở TN 1
là 26,05 – 21,6125 = 4,4375 gam trong khí đó lượng axit ở TN 2 gấp 2 lần lượng axit ở
TN 1 Nếu ở TN 2 chúng phản ứng vừa đủ với nhau thì khối lượng muối khan ở TN 2 phải gấp 2 lần khối lượng muối khan ở TN 1
Vậy chứng tỏ ở TN 1 hỗn hợp kim loại Al, Fe dư, axit HCl hết và ở TN 2 axit HCl dư, hỗn
TN 2 : Đặt số mol Al và Fe lần lượt là x, y mol (x, y > 0) Ta có:
2Al + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2↑
x mol 3x mol x mol 1,5x mol
Fe + 2HCl → FeCl 2 + H 2↑
đ
Khối lượng hỗn hợp kim loại là 8,3 gam, ta có: 27x + 56y = 8,3 (I)
Hỗn hợp kim loại phản ứng hết, axit dư Khối lượng muối khan thu được là 26,05 gam
Ta có: 133,5x + 127y = 26,05 (II) 0,5 đ
Giải hệ phương trình đại số (I) và (II), ta được: x = 0,1 ; y = 0,1
m Al = 27x = 27.0,1 = 2,7 (gam) ; m Fe = 56y = 56.0,1 = 5,6 (gam)
2,7
% 100 32,53%
8,3
Al
m = = ; % 5,6.100 67, 47%
8,3
Al
đ
Ở TN 2 , hỗn hợp kim loại phản ứng hết, axit dư nên ta có:
m Cl = m muối khan – m kim loại = 26,05 – 8,3 = 17,75 (gam) ⇒ 7,75 0,5
35,5
Cl
n = = (mol)
Theo PTHH: 2 1 0,5 0, 25
n = n = = (mol) ⇒ V H2 =V2 = 22, 4.0, 25 5,6 = (lít) 0,75
đ
Ở TN 2 : Có 26,05 gam hỗn hợp muối khan được tạo thành thì thoát ra 5,6 lít H 2
Vậy Ở TN 1 : Có 21,6125 gam hỗn hợp muối khan được tạo thành thì thoát ra x lít H 2
Trang 7⇒ 1
21,6125.5,6
4,65 26,05
Trang 8Bài 5: (3 điểm) Nicotin là một chất gây nghiện có trong thuốc lá, có hại cho sức khỏe Đốt cháy hoàn toàn 6,48 gam nicotin cần dùng 12,096 lít oxi ở đktc, thu được 1,12 gam khí N2, khí CO2, H2O Trong đó, số mol khí CO2 = 10/7 số mol H2O
a/ Tính khối lượng H2O thu được, tính thể tích khí CO2 thoát ra ở đktc?
b/ Tìm công thức phân tử của nicotin, biết 122 < M nicotin < 203
Giải:
Nicotin + O 2
o
t
2
2,096
0,54
22, 4
O
n = = (mol) ⇒ m O2 = 0,54.32 17, 28 = (gam)
Theo định luật bảo toàn khối lượng, ta có: m nicotin+m O2 =m N2 +m CO2 +m H O2
⇒ m CO2 +m H O2 =m nicotin +m O2 −m N2 = 6, 48 17, 28 1,12 22,64 + − = (gam) 0,5 đ
Số mol khí CO 2 = 10/7 số mol H 2 O nên ta có:
Gọi số mol H 2 O là a mol (a > 0) ⇒ Số mol CO 2 = 10
7
a
(mol) Thay vào ta có: 18 10 .44 22, 64
7
a
a+ = ⇔ 18 7 10 44 22,64.7a + a =
⇔ 126a + 440a = 158,48 ⇔ 566a = 158,48 ⇔ a = 0,28 (mol)
Khối lượng H 2 O thu được là: m H O2 = 18a= 18.0, 28 5,04 = (gam)
2
10 10.0, 28 2,8
0, 4
CO
a
⇒ Thể tích khí CO 2 thu được là: V CO2 = 22, 4.0, 4 8,96 = (lít) 0,5 đ
Nicotin + O 2
o
t
⇒ CTHH của Nicotin có chứa nguyên tố N, C, H và có thể có O hoặc không có O.
N
m = (gam) ⇒ 1,12 0,08
14
N
CO
n = (mol) ⇒ n C =n CO2 = 0, 4 ⇒ m C = 0, 4.12 4,8 = (gam)
2 0, 28
H O
n = =a (mol) ⇒ n H = 2n H O2 = 2.0, 28 0,56 = ⇒ m H = 0,56.1 0,56 = (gam)
m N + m C + m H = 1,12 + 4,8 + 0,56 = 6,48 (gam) = 6,48 gam Nicotin đem đốt
⇒ CTHH của Nicotin có chứa nguyên tố N, C, H không chứa O.
Đặt CTHH của Nicotin là C x H y N z (x, y, z ∈ N * ) Ta có:
x : y : z = n C : n H : n N = 0,4 : 0,56 : 0,08 = 5 : 7 : 1 ⇒ x = 5 ; y = 7 ; z = 1
Công thức đơn giản nhất của Nicotin là C 5 H 7 N
Công thức thực nghiệm là (C 5 H 7 N) n (n ∈ N * ) Mà 122 < M nicotin < 203
Nên ta có: 122 < 81n < 203 ⇒ 1,506 < n < 2,5 và n ∈ N * Vậy n = 2
Công thức phân tử của Nicotin là C 10 H 14 N 2