Hêy lập biểu thức liín hệ giữa độ tan vă nồng độ % của dung dịch bảo hoă?. Tính khối luợng kết tủa tạo thănh Cđu 4 4điểm 12. A tạo kết tủa trắng với dung dịch BaCl2 ; đế trong không khí
Trang 1SỞ GD- ĐT THỪA THIÍN HUẾ ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI 12
TRƯỜNG THPT PHÚ LỘC MÔN : HOÂ HỌC
(Thời gian 180 phút)
Cđu I (2điểm)
Hợp chất M được tạo thănh từ cation X+ vă anion Y2= Mổi ion đều chứa 5 nguyín tử của 2 nguyín tố Tổng số proton trong X+ lă 11, còn tổng số electron trong Y2- lă 50
Tìm công thức phđn tử , viết công thức cấu tạo của hợp chất M, biết 2 nguyín
tố trong Y thuộc cùng phđn nhóm
Cđu 2 (2điểm)
Hêy chọn 6 dung dịch muối (muối trung hoa ìhoặc muối axit ) A,B,C,D,E,F ứng với 6 gốc axit khâc nhau ,thoả mên câc điều kiện sau :
a) A + B → có khí bay ra
B + C → có kết tủa
A + C → có kết tủa vă có khí bay ra
b) D + E → có kết túa
E + F → có kết tủa
D + F → có kết tủa vă có khí bay ra
Cđu 3 (3điểm )
1 Hêy lập biểu thức liín hệ giữa độ tan vă nồng độ % của dung dịch bảo hoă ?
2 Cho biết độ tan của CaSO4 lă 0,2 gam trong 100 gam H2O (ở 200C) vă khối lượng riíng của dung dịch CaSO4 bảo hoă coi bằng 1g/ml Hỏi khi trộn 50ml dung dịch CaCl2 0,012M với 150ml dd Na2SO4 0,004M (ở 200C) có kết tủa xuất hiện hay không ?
3.Trộn 200 ml dung dịch CaCl2 0,1M với 300ml dung dịch Na2SO4 0,05M Sau phản ứng kết thúc (hệ đạt tới trạng thâi cđn bằng) thì tích số nồng độ [Ca2+][SO42-]
= 6.10-5 Tính khối luợng kết tủa tạo thănh
Cđu 4 (4điểm)
1 Cho hổn hợp gồm FeS vă Cu2S với tỉ lệ số mol 1:1 tâc dụng với HNO3 thu được dung dịch A vă khí B A tạo kết tủa trắng với dung dịch BaCl2 ; đế trong không khí B chuyển thănh khí B1 có mău nđu Cho dung dịch A tâc dụng với dung dịch NH3 taọ dd A1 vă tạo kết tủa A2 Nung A2 ở nhiệt độ cao thu được chất rắn A3 Viết câc phương trình phản ứng dạng ion
2 Chỉ từ câc chất Na2SO3; NH4HCO3 ; Al ; MnO2vă câc dd Ba(OH)2 vă HBr
có thể điều chế được những khí gì ? Cho câc khí đó lần lượt tâc dụng vói câc dung dịch NaOH vă HI
Viết câc phương trình phản ứng xểy ra ( cho biết Br thoât ra ở dạng khí)
Cđu 5 (4điểm)
Dung dịch A chứa a mol Na+ ; b mol NH4+ ; c mol HCO3- ; d mol CO32- vă e mol SO42- Thím dần dần dd Ba(OH)2 f mol /l văo A Người ta nhận thấy rằng khi thím tới V ml dd Ba(OH)2 thì lượng kết tủa đạt tới giâ trị lớn nhất vă nếu thím tiếp Ba(OH)2 thì lượng kết tủa không đổi
Trang 21 Tính thể tích V theo a, b, c, d, e, f
2 Cô cạn dd thu được khi cho V ml dd Ba(OH)2 vào thì được bao nhiêu gam chất rắn khan ?
3 Chỉ có dd HCl và BaCl2 có thể nhận biết được các ion nào trong dd A ?
Câu 6 (5điểm)
Hoà tan hết 4,08 gam hỗn hợp A gồm một kim loại và oxit của nó chỉ có tính bazơ trong một lượng vừa đủ Vml HNO3 4M thu được dung dịch B và 0,672 lit NO duy nhất (đktc) Thêm vào B lượng dư dd NaOH ,lọc, rữa kết tủa nung ở nhiệt độ cao đến khi khối lương không đổi thu được m gam chất rắn C Lấy 1 gam
C để hoà tan hết nó phải dùng vừa đủ là 25 ml HCl 1M
1 Xác đinh kim loại và oxit của nó trong A Tính % khối lượng mỗi chất trong hổn hợp
2 Tính V và m
Cho Cu = 64 ; Ca = 40 ; Mg = 24 ; Fe = 56 ; O =16
-HƯỚNG DẪN ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM
Câu 1 (2đ)
Gọi công thức của X+ là AxBy+ ; trong đó x + y = 5 ;Số proton trung bình của X+ là
Zx= 11/5=2,2 do đó phải có nguyên tố với Z < 2,2, nguyên tố duy nhất tạo hợp chất là
H(Z=1) Do đó ta có 1.x + ZB.y = 11
x + y = 5 ⇒ y(ZB -1) = 6
Vì ĐK x,y thuộc N nên chỉ có nghiệm duy nhất đúng khi y =1 và ZB = 7 (đó là N).Vậy công thức của X+ là NH4+
Gọi công thức của Y2- là RnQm2- với n + m = 5 Số proton trung bình của Y2- là
ZY= 50 - 2 / 5 = 9,6 Như vậy phải có một nguyên tố với Z < 9,6 tức là thuộc chu kì 2
và nguyên tố kia phải là chu kì 3 Xét các cặp nguyên tố trong cùng một phân nhóm thì chỉ có O và S là phù hợp điều kiện cho Vậy công thức của Y2- là :SO4
Công thức phân tử của M : (NH4)2SO4 và CTCT:
Câu 2 (2đ)
Có thể lấy bất kì loại muối nào thoả mãn điều kiện đã cho ví dụ ;
a) 2NaHSO4 + Na2SO3 → 2Na2SO4 + SO2 + H2O
Na2SO3 + Ba(HCO3)2 → BaSO4 + 2 NaHCO3
2NaHSO4 + Ba(HCO3) → BaSO4 + Na2SO4 + 2CO2 + 2H2O
b) Na2CO3 + AgNO3 → Ag2CO3 + 2NaNO3
AlCl3 + 3 AgNO3 → 3 AgCl + Al(NO3)3
3 Na2CO3 + 2AlCl3 + 3H2O → Al(OH)3 + 6NaCl + 3CO2
Câu 3 (3đ)
1 Gọi nồng độ % là x và độ tan là S
ta có m dd = S + 100
x % = 100S / 100 + S
Trang 32 Trước hết ta có nồng độ bảo hoà của các ion [Ca2+] = [SO42-] = 0,2.1000/ 136.100
=1,47.10-2M
Còn khi trộn hai dd CaCl2 và Na2SO4 thì nồng độ các ion :
Vdd = 50 + 150 = 200 ml = 0,2 l
[Ca2+] = 0,012.0,05/0,2 = 3.10-3
[SO42-] = 0,004 0,15 / 0,2 = 3 10-3
Vì cả Ca2+ và SO42- đều chưa đạt tới nồng dd bảo hoà nên không có kết tủa
3 Phương trình phán ứng : Ca2+ + SO42- = CaSO4
Gọi x là số mol CaSO4 kết tủa ta có
[Ca2+][SO42-] = [ 0,02 - x]/ 0,5 x [0,015 - x ] / 0,5 = 6 10-5
hay x2 - 0,035x + 0,000285 = 0
Giải phưong trình bậc 2 lấy nghiệm hợp lí x = 1,29 10-2
mCaSO4 = 1,29.10-2 136 =1,75 gam
Câu 4 (4đ)
1 A + BaCl2 → kết tủa trắng vậy trong dd A phải chứa SO42- và kết tủa trắng là BaSO4 B để ngoài không khí chuyển thành khí màu nâu B1 Vậy B là NO và B1 là NO2
Phản ứng giữa FeS và Cu2Svới HNO3 là :
FeS + Cu2S + H+ + NO3- → Fe3+ + Cu2+ + SO42- + NO + H2O Bằng phương cân bằng phản ứng oxi hoá khử Ta có phương trình ion sau:
3FeS + 3Cu2S + 28H+ + 19NO3- = 3Fe3+ + 6Cu2+ + 6SO42- + 19NO + 14H2O
DD A tác dụng dd NH3
Fe3+ + 3NH3 + 3H2O = Fe(OH)3 + 3NH4+
Cu2+ + 4NH3 = [Cu(NH3)4]2+
2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3 H2O
2 Na2SO3 + 2HBr = 2NaBr + SO2 + H2O
NH4 HCO3 + HBr = NH4Br + CO2 + H2O
2Al + 6HBr = 2AlBr3 + 3H2
MnO2 + 4HBr = MnBr2 + Br2 +2H2O
NH4HCO3 + Ba(OH)2 = BaCO3 + NH3 + 2H2O
Vậy từ chất trên có thể điều chế được các chất khí : SO2 , CO2 , H2 , NH3 ,Br2
Cho các khi tác dụng với NaOH và HI
SO2 + NaOH = NaHSO3
SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O
CO2 + NaOH = NaHCO3
CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O
Br2 + 2NaOH = NaBr + NaBrO + H2O
NH3 + HI = NH4I
Br2 + HI = HBr + I2
Câu 5 ( 4 đ)
Khi cho Ba(OH)2 vào dung dịch xảy ra các phản ứng sau:
Ba(OH)2 = Ba2+ + 2OH
-NH4+ + OH- = NH3 + H2O
HCO3- + OH- = CO32- + H2O
CO32- + Ba2+ = BaCO3
SO42- + Ba2+ = BaSO4
Trang 41 lượng kết tủa lớn nhất là khi tất cả CO32- và SO42- đều kết tủa hết tức là số mol của Ba2+
bằng tổng số mol SO42- ( e mol) và CO32- ( c + d mol) do đó ta có biểu thức:
Số mol của Ba2+ = c + d + e
V dd Ba(OH)2 = ( c + d + e) 1000/f
2 trong dd khi cho Ba(OH)2 vừa đủ thì chỉ còn lại ion Na+ ( a mol) và do đó phải có a mol ion OH- khi cô cạn dd ta được a mol NaOH vaayj khối lượng chất rắn khan = 40a
3 Lấy một ít dd A ( trích mẩu thử) cho BaCl2 dư lúc đó thu được hổn hợp kết tủa BaCO3
và BaSO4
BaCl2 = Ba2+ + 2Cl
-Ba2+ + SO42- = BaSO4
Ba2+ + CO32- = BaCO3
Lọc lấy kết tủa và dd A1
Nhận biết HCO3- bằng cách đun nóng dd A1 thấy tạo thành kết tủa hoặc cho thêm HCl có khí bay ra
HCl = H+ + Cl
-HCO3- + H+ = CO2 + H2O
Tìm SO42- và CO32- hoà tan kết tủa bằng dd HCl dư thấy một phần kết tảu không tan đó là BaSO4 đồng thời có khí bay ra đó là BaCO3
BaCO3 + 2H+ = Ba2+ + CO2 + H2O
Nhận biết ion NH4+ lấy một ít kết tủa BaCO3 và BaSO4 nung ở nhiệt độ cao sau đó hoà tan chất rắn vào nước ( dd BaCl2) ta thu được dd Ba(OH)2 lọc lấy dd Ba(OH)2 cho vào mẩu dd A đun nhẹ có khí mùi khai bay ra
BaSO4 = không
BaCO3 = BaO + CO2
BaO + H2O = Ba(OH)2
2NH4+ + Ba(OH)2 = Ba2+ + 2NH3 + 2H2O
Câu 6 (5đ)
Kim loại M + oxit của nó tác dụng HNO3 tạo thành dd B và NO
Mn+ + nOH- M(OH)n
2M(OH)n t M2On + n H2O
M2On + 2n HCl 2MCln + n H2O
( 2M + 16)g 2n mol
1gam 0,025 1 = 0,025 mol
Ta có : 1/ 2M + 16n = 0,025/ 2n
Suy ra: M = 32n
n = 1 M = 32(loại)
n = 2 M = 64 = Cu
n = 3 M = 96(loại)
n = 4 M = 128(loại)
1 Vậy kim loại là Cu Oxit của nó có thể là Cu2O hoặc CuO
a) Trường hợp Cu + Cu2O
Đặt số mol của kim loại Cu là x và số mol oxit của nó là y
3Cu + 8HNO3 = 3 Cu(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O (1)
x 8/3x 2/3x
3 Cu2O + 14HNO3 = 6 Cu(NO3)2 + 2NO + 7H2O (2)
Trang 5y 14/3y 2/3y
64x + 144y = 4,08 (I)
2/3x + 2/3y = 0,672/22,4 = 0,03 (II)
Giải hệ I, II ta được: x = 0,03 mol Cu : 47,06%
y = 0,015 mol Cu2O : 52,94%
Số mol HNO3 đủ để hoà tan A:
8 0,03/3 + 14.0,015/3 = 0,15 mol
Thể tích HNO3 4M đã dùng:
0,15/4 = 0,0375l hay 37,5ml
b) Trường hợp Cu + CuO
3Cu + 8 HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2 NO + 4H2O
x 2/3x
CuO + 2 HNO3 = Cu(NO3)2 + H2O
x = 3/2 0,03 = 0,045 mol Cu
y = 4,08 - 0,045.64 / 80 = 0,015 mol
% Cu : 70,59
% CuO : 29,41
Số mol HNO3 : 0,45 8/3 + 0,015 2 = 0,15 mol
Thể tích HNO3 đã dùng: V = 0,15/4 = 0,0375l
2 Tính m:
Trong cã hai trường hợp số mol CuO thu được sau khi nung Cu(OH)2 là 0,06 mol;
m = 0,06.80 = 4,8 gam
Nếu học sinh giải các cách khác nhau đúng với kết quả vẫn đúng biểu điểm của câu