Trong phòng thí nghiệm chỉ có: Bình chứa khí CO2, NaOH rắn, nước, đèn cồn và các cốc đong giống nhau có vạch đo thể tích.. Trình bày phương pháp điều chế dung dịch Na2CO3 không lẫn chất
Trang 1SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC KÌ THI CHỌN HSG LỚP 9 NĂM HỌC 2013-2014
ĐỀ THI MÔN: HÓA HỌC
Thời gian làm bài: 150 phút, không kể thời gian giao đề
Câu 1 (2,5 điểm)
1 Trong phòng thí nghiệm chỉ có: Bình chứa khí CO2, NaOH rắn, nước, đèn cồn và các cốc đong giống nhau có vạch đo thể tích Trình bày phương pháp điều chế dung dịch Na2CO3 (không lẫn chất tan nào khác) bằng hai cách khác nhau
2 Một thí nghiệm được bố trí như hình vẽ Mô tả,
viết các phương trình phản ứng và giải thích hiện
tượng có thể xảy ra trong các bình A, B, C khi mở
khóa K
3 Cho 3 lọ mất nhãn chứa 3 dung dịch X, Y và
Z: dung dịch X chứa hỗn hợp (BaCl2 và NaOH); dung
dịch Y chứa hỗn hợp (NaAlO2 và NaOH); dung dịch Z
chứa hỗn hợp (BaCl2 và NaCl) Chỉ dùng khí CO2, hãy
trình bày cách phân biệt 3 lọ dung dịch kể trên và viết
các phương trình phản ứng
Câu 2 (2,0 điểm)
1 Để 2,52 gam bột sắt trong không khí, sau một thời gian thu được 2,84 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 Để hòa tan hết X cần 500 ml dung dịch HNO3 a (mol/l), sau phản ứng sinh ra 0,56 lít
NO (sản phẩm khử duy nhất, đktc) và dung dịch Y Tính giá trị của a và khối lượng chất tan trong Y
2 Nung m gam hỗn hợp X gồm Cu(NO3)2 và Cu trong một bình kín (không chứa oxi) đến khi phản ứng hoàn toàn, thu được chất rắn Y có khối lượng (m 7,36) gam Cho toàn bộ chất rắn Y tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng dư, sau phản ứng thu được 0,672 lít SO2 (sản phẩm khử duy nhất, đktc) Tính giá trị của m
Câu 3 (1,5 điểm)
Chia hỗn hợp X gồm K, Al và Fe thành hai phần bằng nhau
- Cho phần 1 vào dung dịch KOH (dư) thu được 0,784 lít khí H2
- Cho phần 2 vào một lượng dư H2O, thu được 0,448 lít khí H2 và m gam chất rắn Y Hòa tan Y vào dung dịch H2SO4 loãng dư thu được 0,56 lít khí H2
Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn và các khí đo ở đktc Tính khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp X và giá trị của m
Câu 4 (2,0 điểm)
Xác định các chất X, Y, Z, T, A, B và viết các phương trình phản ứng (ghi rõ điều kiện, nếu có) theo sơ đồ sau:
X
CH4
+H 2 (Pd/PbCO 3 )
Y + O2 (xt) Z+H2 (Ni, t T
0 )
(1)
(7)
(10)
Câu 5 (2,0 điểm)
Chia 3,584 lít (đktc) hỗn hợp gồm 3 chất khí: ankan X, anken Y và ankin Z thành 2 phần bằng nhau Phần
1 cho qua lượng dư dung dịch AgNO3/NH3 thấy thể tích hỗn hợp khí giảm 12,5% và thu được 1,47 gam kết tủa Phần 2 cho qua dung dịch brom dư thấy khối lượng bình dung dịch brom tăng 2,22 gam và có 13,6 gam brom đã tham gia phản ứng Đốt cháy hoàn toàn khí thoát ra khỏi bình dung dịch brom rồi hấp thụ sản phẩm cháy vào dung dịch Ba(OH)2 dư thì thu được 2,955 gam kết tủa Xác định công thức cấu tạo của X, Y và Z
(Cho biết: H = 1, C = 12, O = 16, S = 32, Na = 23, Fe = 56; Cu = 64; Ca = 40; N = 14;
Mg = 24; Al = 27; K = 39; Br = 80; Ag = 108; Ba = 137)
- HẾT -
Họ và tên thí sinh:……… SBD………
(Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm, thí sinh không được sử dụng BTH các nguyên tố hóa học)
ĐỀ CHÍNH THỨC
Trang 2SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC KÌ THI CHỌN HSG LỚP 9 NĂM HỌC 2013-2014
HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN: HÓA HỌC
(03 trang)
Câu 1
2,5 đ
1 Điều chế Na2CO3
Pha NaOH rắn vào nước thu được dung dịch NaOH
* Cách 1:
- Lấy vào 2 cốc, mỗi cốc V ml dung dịch NaOH (đánh số 1, 2)
- Dẫn từ từ khí CO2 đến dư vào cốc 1
2NaOH + CO2 Na2CO3 + H2O
Ta thu được V ml NaHCO3 có số mol bằng số mol NaOH có trong cốc 2
- Đổ từ từ V ml dung dịch NaOH ở cốc 2 vào cốc đựng sản phẩm NaHCO3 đồng thời khuấy đều
NaOH + NaHCO3 Na2CO3 + H2O
Sau phản ứng thu được 2V ml dung dịch Na2CO3 không lẫn chất tan khác
* Cách 2:
- Sục khí CO2 dư vào cốc đựng dd NaOH Cô cạn dung dịch và nung chất rắn thu được đến khối lượng không đổi thu được Na2CO3 nguyên chất
2NaOH + CO2 Na2CO3 + H2O CO2 + Na2CO3 + H2O 2NaHCO3
2NaHCO3 t0
Na2CO3 + H2O +CO2↑ Pha Na2CO3 vào nước thu được dung dịch Na2CO3 không lẫn chất tan khác
2 Hiện tượng
Bình A: FeS tan, tạo khí
FeS + 2HCl FeCl2 + H2S
Bình B: không xuất hiện kết tủa, có khí thoát ra
Bình C: Xuất hiện kết tủa đen
CuSO4 + H2S CuS↓ (đen) + H2SO4
3 Nhận biết
Sục từ từ khí CO2 tới dư vào ba dung dịch trên quan sát hiện tượng xảy ra
- Dung dịch nào xuất hiện kết tủa trắng, sau đó kết tủa tan tạo thành dung dịch trong suốt thì dung dịch đó chứa (BaCl2, NaOH)
CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O
Na2CO3 + BaCl2 BaCO3↓ + 2NaCl
CO2 dư tác dụng với Na2CO3 , BaCO3 làm kết tủa bị hòa tan:
BaCO3 + H2O + CO2 Ba(HCO3)2
Na2CO3 + H2O + CO2 NaHCO3
- Dung dịch nào thấy có kết tủa xuất hiện và không bị hòa tan là dung dịch Y chứa ( NaAlO2 , NaOH)
CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O
2H2O + CO2 + NaAlO2 Al(OH)3↓ + NaHCO3
Na2CO3 + H2 O + CO2 NaHCO3
- Dung dịch còn lại không có hiện tượng gì là Z chứa (BaCl2 và NaCl)
Trang 3Câu 2
2,0 đ
1 Tính a và khối lượng chất tan?
Fe +O2
FeO
Fe2O3
Fe3O4 Fe
+HNO3:0,5a(mol) 0,045(mol)
2,84(g)
NO: 0,025(mol)
Ta có: nFe = 0,045 mol
Theo ĐLBTKL: mO2 =2,84 - 2,25= 0,32 nO2 = 0,01 mol và nNO = 0,025 mol
- Giả sử dung dịch Y chỉ chứa muối Fe(NO3)3, áp dụng định luật bảo toàn khối lượng
ta có: 3nFe = 4nO2 + 3nNO
Nhưng: 3nFe= 0,045.3 = 0,135 > (4nO2 + 3nNO = 0,02.2 + 0,025.3 = 0,115)
Vậy: X hết, HNO3 hết; dung dịch Y gồm 2 muối Fe(NO3)2(x mol); Fe(NO3)3(y mol) Theo BTNT (Fe): x + y = 0,045 (I)
Theo BT(e):
;
0,025 0,075
2x + 3y = 0,01.4 + 0,025.3 = 0,115 (II)
Giải ra : x= 0,02 và y = 0,025
Theo BTNT (N)
naxit = 3nFe(NO3)3 + 2nFe(NO3)2 + nNO = 0,115 + 0,025 = 0,14 a = 0,28 M
- Khối lượng chất tan /Y: mFe(NO3)3 + mFe(NO3)2 = 0,02.180 + 0,025.242= 9,65(g)
2 Tính m?
Đặt số mol của Cu (NO3)2 và Cu trong X lần lượt là a, b
- Phản ứng:
2Cu (NO3)2 2CuO + 4NO2 + O2 t C0
a 2a a/2
2Cu + O2 2CuO t C0
a a/2
Vì Y + H2SO4 đặc sinh ra SO2 Y có CuO: a và Cu dư: b-a
Ptpư: CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O
Cu + 2H2SO4 CuSO4 + SO2 +2 H2O
(b-a) (b-a)
Khối lượng chất rắn giảm chính là khối lượng khí NO2 bay ra:
Mặt khác số mol khí SO2 : b - a = 0,03; b = 0,11 m = 188a + 64b =22,08 gam Câu 3
1,5 đ
Đặt số mol tương ứng của K, Al và Fe trong X là 2x, 2y, 2z
VH2 (phần 1)> VH2 (phần 2) Thí nghiệm 1: Al tan hết, thí nghiệm 2: Al dư
Các ptpư:
TN2: K + H2O KOH + 1/2H2 (1)
x x x/2
Al + KOH + H2O KAlO2 + 3/2H2 (2)
x x 3x/2
nH2/ (phần 1) = 0,035 = x/2 + 3x/2 x = 0,01 (I)
+ Hỗn hợp Y chứa: Fe (z mol) và Al dư: (y-x) mol: m = 56z + 27(y-x) (*)
tác dụng với H2SO4loãng dư:
Fe + H2SO4 FeSO4 + H2;
z z
2Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2
(y-x) 3(y-x)/2
z + 3(y-x)/2 = 0,025 2z+ 3(y-x) = 0,05 (II)
TN1: K + H2O KOH + 1/2H2 (1)
x x/2
Al + KOH + H2O KAlO2 + 3/2H2 (2)
y dư 3y/2
Trang 4Ghi chú: Thí sinh giải theo cách khác, nếu lập luận chặt chẽ và đúng vẫn cho điểm tối đa
- Hết -
nH2/ (phần 1) = 0,035 = x/2 + 3y/2 x + 3y = 0,07 (III)
Giải hệ (I, II, III): x = 0,01; y = 0,02; z = 0,01
* Khối lượng mỗi kim loại trong X:
mK = 0,01.2.39 = 0,78(g); mAl = 0,02.2.27 = 1,08(g); mFe = 0,01.2.56 = 1,12(g)
*Theo(*) Giá trị m = 56z + 27(y-x) = 56.0,01 + 27.0,01 = 0,83(g)
Câu 4
2,0 đ
Các phản ứng
* C2H2 (X); C2H4 (Y); CH3CHO (Z); C2H5OH (T); CH2=CH-CH=CH2 (B);
CH C CH CH2 (A)
1) CaC2 + 2H2O C2H2 + Ca(OH)2
2) 2CH4 C2H2 (X) + 3H2 1500 C, LLN0
3) C2H2 + H2 Pd/PbCO , t 3 0
C2H4 (Y) 4) C2H4 + O2 xt, t0 CH3CHO (Z)
5) CH3CHO + H2 Ni, t0 C2H5OH (T)
6) 2C2H5OH Al O , 450 C 2 3 0
CH2=CH-CH=CH2 (B) + 2H2O + H2 7) C2H2 + H2O Hg2+,80 C0 CH3CHO (Z)
8) 2C2H2 xt, t C0 CH C CH CH2 (A)
9) CH C CH CH2 + H2 Pd/PbCO , t 3 0
CH2=CH-CH=CH2
10) nCH2=CH-CH=CH2 Na, t , P0 CH2 CH CH CH2 n
Câu 5
2,0 Trong một phần, ta có: , ,
1 3,584
0, 08
2 22, 4
X Y Z
Dung dịch AgNO3/NH3 chỉ hấp thụ ankin, đặt công thức ankin là RC≡CH (giả sử không phải là C2H2)
RC≡CH + AgNO3 + NH3 RC≡CAg + NH4NO3 (1)
100
5 , 12 n
R = 15 (CH3-), công thức của ankin là CH3C≡CH
Nếu ankin là C2H2: 0,01 Kết tủa là C2Ag2 có khối lượng là 0,01 240=2,4(g) (khác 1,47 gam của đề bài cho) loại trường hợp này
Thí sinh phải chứng minh ankin không phải là C 2 H 2
Dung dịch brom hấp thụ anken (CnH2n) và ankin
g 82 , 1 40 01 , 0 22 , 2 m
n
n H
160
6 , 13
nBr(2)
Từ
065 , 0
1 82 , 1
n 14
n = 2, công thức của anken là CH2=CH2
Khí ra khỏi bình brom là ankan(CmH2m+2)
2 2 0, 08 0, 01 0, 065 0, 005
m m
C H
CmH2m+2 + O2
2
1 n
nCO2 + (n+1)H2O (4) CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O (5)
015 , 0 197
955 , 2 n
n
3
2 BaCO
Công thức ankan là CH3CH2CH3