b Nếu muốn điều chế một lượng khí Clo nhất định thì chất nào trong ba chất trên tiết kiệm được HCl nhất.. c Nếu các chất trên cĩ cùng số mol tác dụng với HCl thì chất nào tạo được nhiều
Trang 1ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 THCS CẤP TỈNH
NĂM HỌC 2011-2012 MÔN: HÓA HỌC Thời gian: 150 phút (không kể phát đề)
Câu 1 : (3,0 điểm)
1 Nêu hiện tượng và viết phương trình phản ứng xảy ra (nếu cĩ) khi:
dịch đem nung nĩng
2 Trình bày 5 phương pháp hĩa học khác nhau để điều chế Bazơ, mỗi phương pháp cho một ví dụ
3 Hãy dùng các phương trình hĩa học để giải thích vì sao khơng được bĩn chung các loại phân đạm: đạm 2 lá NH4NO3, đạm sunfat (NH4)2SO4 và urê CO(NH2)2 với vơi hoặc tro bếp (chứa K2CO3) Biết
Câu 2 : (4,0 điểm)
1 Cho M là một kim loại Xác định các chất B, C, D, E, M, X, Y, Z và viết các phương trình hĩa học theo dãy biến hĩa sau:
trình phản ứng sau:
KMnO4 + HCl -> KCl + MnCl2 + H2O + Cl2
a) Hãy cân bằng các phản ứng trên
b) Nếu muốn điều chế một lượng khí Clo nhất định thì chất nào trong ba chất trên tiết kiệm được HCl nhất
c) Nếu các chất trên cĩ cùng số mol tác dụng với HCl thì chất nào tạo được nhiều Clo nhất
d) Nếu các chất trên cĩ cùng khối lượng thì chất nào tạo được nhiều Clo nhất
Câu 3 : (2,0 điểm) Khơng dùng thêm thuốc thử nào khác, hãy phân biệt các dung dịch khơng màu:
MgCl2, NaOH, NH4Cl, BaCl2, H2SO4 đựng trong các lọ mất nhãn?
Câu 4 : (2, 0 điểm)
Cho hỗn hợp X có thành phần khối lượng như sau: %MgSO4 = %Na2SO4 = 40%, phần còn lại là
MgCl2 Hòa tan a gam X vào nước được dung dịch Y, thêm tiếp Ba(OH)2 vào Y cho đến dư thu được (a+17, 962) gam kết tủa T
1 Tìm giá trị a
2 Nung T ngòai không khí đến khối lượng không đổi được b gam chất rắn Z Tìm b
Câu 5 : (3,0 điểm)
là 6,028% Xác định kim loại R và thành phần % theo khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp
B
C
+HCl
+NaOH +Z
+ X
+ Y+Z
Trang 2Câu 6 : (3,0 điểm)
sau:
- Thí nghiệm 1: Cho c mol Mg vào bình A, sau khi phản ứng kết thúc dung dịch chứa 3 muối
- Thí nghiệm 2: Cho c mol Mg vào bình A, sau khi phản ứng kết thúc dung dịch chứa 2 muối
- Thí nghiệm 3: Tiếp tục cho thêm c mol Mg vào bình A, sau khi phản ứng kết thúc dung dịch chứa 1 muối
Tìm mối quan hệ giữa a, b và c trong mỗi thí nghiệm
Câu 7 : (3,0 điểm)
Tính thành phần phần trăm khối lượng của mỗi chất có trong hỗn hợp X
( Học sinh được phép sử dụng bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học)
ĐÁP ÁN
Câu1 : (2,0 điểm)
1a)
Cho khí CO2 lội từ từ qua dd Ba(OH)2 cho đến dư CO2, khi phản ứng kết thúc lấy dung dịch đem nung nóng thấy hiện tượng sau:
Dung dịch Ba(OH)2 trong suốt bị vẩn đục, sau đó kết tủa tan được dung dịch trong suốt
CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O
BaCO3 + CO2 + H2O Ba(HCO3)2
Lấy dung dịch đem đun nóng thấy xuất hiện kết tủa trắng (sủi bọt khí, kết tủa trắng)
Ba(HCO3)2
0
t
BaCO3 + CO2 + H2O
1b)
Cho khí SO2 lội từ từ qua dd Br2 thấy màu da cam của Br2 nhạt dần và mất hẳn Sau đó thêm dd BaCl2 vào thì có kết tủa trắng xuất hiện:
SO2 + Br2 + 2H2O 2HBr + H2SO4
H2SO4+ BaCl2 BaSO4 + 2HCl
2)
Các phương pháp điều chế Bazơ
- Kim loại tác dụng với nước
2Na + H2O -> 2NaOH + H2
Ca(OH)2
- Kiềm tác dụng với muối tan
KOH + FeCl2 -> Fe(OH)2 + 2KCl
- Điện phân muối có màng ngăn :
2KCl + 2H2O 2KOH + H2 + Cl2
- Điều chế Hiđrô lưỡng tính cho muối của nguyên tố lưỡng tính tác dụng với NH4OH (hoặc kiềm vừa đủ) AlCl3 + 3NH4OH -> Al(OH)3 + 3NH4Cl
ZnSO4 + 2NaOH - > Zn(OH)2 + Na2SO4 3)
Điện phân
Có màng ngăn
Trang 3* Nếu bón chung với vôi thì :
2NH4NO3 + Ca(OH)2 Ca(NO3)2 + 2NH3 + 2H2O
(NH4)2SO4 + Ca(OH)2 CaSO4 + 2NH3 + 2H2O
(NH4)2CO3 + Ca(OH)2 CaCO3 + 2NH3 + 2H2O
* Nếu chung với tro bếp ( chứa K2CO3)
2NH4NO3 + K2CO3 2KNO3 + H2O + CO2 + 2NH3
(NH4)2SO4 + K2CO3 K2SO4 + H2O + CO2 + 2NH3
(NH4)2CO3 + K2CO3 2KHCO3 + 2NH3
Như vậy bón chung phân đạm với vôi hoặc tro bếp thì luôn bị thất thoát đạm do giải phóng NH3
Câu 2 : (4,0 điểm)
1)
B: AlCl3; C: NaAlO2; D: Al(OH)3; E: Al2O3; M:Al; X: KOH; Y: CO2; Z: H2O
2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2
2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2
AlCl3 + 3KOH Al(OH)3 + 3KCl
NaAlO2 + CO2 + 2H2O Al(OH)3 + NaHCO3
2Al(OH)3
0
t
2Al2O3 + 3H2O
2Al2O3 dpnc 4Al + 3O2
2)
Cân bằng các PTPƯ
MnO2 + 4HCl MnCl2 + 2H2O + Cl2
2KMnO4 + 16HCl 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O + 5Cl2
K2Cr2O7 + 6HCl K2O + Cr2O3 + 3H2O + 3Cl2
a) Lượng HCl cần để tạo ra 1 mol Cl2:
MnO2 : 4; KMnO4 : 16/5; K2Cr2O7 : 6/3
Kết luận : Dùng K2Cr2O7 tiết kiệm HCl nhất ( Trường hợp này không cần cân bắng PTPU cũng giải được) b) Số mol Cl2 tạo thành khi dùng 1 mol mỗi chất
Kết luận: Nếu các chất có cùng số mol thì dùng K2Cr2O7 tạo được nhiều khi Clo nhất
c) Khối lượng mỗi chất cần để tạo ra 1 mol Cl2:
MnO2:(16.2+55)=87; KMnO4: 2(39+55+16.4)/5 = 63,2;
K2Cr2O7 : 39.2 +52.2 + 16.7/ 3 = 98
Kết luận : Để tạo ra cùng 1 mol Cl2 thì KMnO4 cần khối lượng ít nhất hay nếu các chất trên có cùng khối lượng thì KMnO4 tạo nhiều Clo nhất
Câu 3: (2,0 điểm)
Nhỏ 1 dd bất kỳ vào mẫu thử của 4 dung dịch còn lại, sau khi hoàn tất 5 lần thí nghiệm ta được bảng sau:
Từ bảng trên ta thấy:
- Nếu tạo được 1 lần kết tủa và 1 lần khí mùi khai bay ra thì dd nhỏ vào là NaOH Mẫu thử tạo được kết tủa trắng là dd MgCl2 Mẫu thử tạo được khí mùi khai bay ra là NH4Cl
- Còn lại 2 dd BaCl2 và H2SO4 đều cho 1 lần kết tủa trắng
- Dùng kết tủa Mg(OH)2 (sản phẩm khi nhỏ NaOH vào MgCl2), cho vào 2 mẫu còn lại Mẫu nào hòa tan
Trang 4được kết tủa thì đĩ là dd H2SO4 Dung dịch cịn lại là BaCl2.
2NaOH + MgCl2 2NaCl + Mg(OH)2
NaOH + NH4Cl NaCl + NH3 + H2O
BaCl2 + H2SO4 BaSO4 + 2HCl
Mg(OH)2 + H2SO4 MgSO4 + 2H2O
Câu 4 : (2,0 điểm)
1 MgSO4 + Ba(OH)2 BaSO4 + Mg(OH)2
Na2SO4 + Ba(OH)2 BaSO4 + 2NaOH
MgCl2 + Ba(OH)2 BaCl2 + Mg(OH)2
m BaSO4 + mMg(OH)2 = a + 17, 962
2, 33a (40/12000 + 40/142000 + 20/ 9500 = a + 17, 962
Giải phương trình, ta có: a = 24 gam
2 Mg(OH)2
o
t
MgO + H2O
B = (24 + 17, 962) – 18, 24 (40/12000 + 20/9500) = 39, 6 (gam)
Câu 5 : (3,0 điểm)
Phương trình phản ứng
2HCl + MgCO3 MgCl2 + H2O + CO2 (1) 2mol 1mol 1mol
2aHCl + R2(CO3)a 2RCla + aH2O + aCO2 (2)
2amol 2mol amol
nCO2 =3,36/22,4 = 0,15 mol
Từ (1) và (2) ta thấy nHCl =2nCO2 = 2*0,15 =0,3mol
mHCl = 0,3 * 36,5 = 10,95 g
mdd HCl 7,3% đem dùng: (10,95* 100)/7,3=150 g
Theo định luật bảo tồn khối lượng từ (1) và (2) ta cĩ:
= 14,2 + 150 – ( 0,15 x 44) = 157,6g
Khối lượng MgCl2: 6 028
6 , 157
100
MgCl
mMgCl2 = 9,5g ; nMgCl2 = 9,5:95= 0,1mol
Theo (1) nMgCO3 = nMgCl2 = 0,1mol , mMgCO3 = 0,1x 84= 8,4g
mR2(CO3)a = 14,2- 8,4 = 5,8g
nCO2 (1) = nMgCl2 = 0,1mol => nCO2 (2) = 0,15 – 0,1 = 0,05mol
Từ (2) ta cĩ nR2(CO3)a =
mol a
05 , 0
mR2(CO3)a
8 , 5 ) 60 2 ( 05
,
0
R
Biện luận:
2
8 568 848 a
Trang 5Nghiệm hợp lí: a=2 ; R = 56 => R là Fe, tính % đúng
(Giải cách khác đúng và hợp lí vẫn cho trọn điểm)
Câu 6 : (3,0 điểm)
Vì độ hoạt động của kim loại là Mg > Fe > Cu nên các phản ứng xảy ra thứ tự
Mg + CuSO4 = MgSO4 + Cu (1)
a a
Mg + FeSO4 = MgSO4 + Fe (2)
b b
Khi phản ứng kết thúc dung dịch chứa 3 muối là: MgSO4, CuSO4 và FeSO4
Chứng tỏ CuSO4 dư Như vậy trong thí nghiệm 1 chỉ xảy ra phản ứng (1) và c< a
- Khi phản ứng kết thúc dung dịch chứa 2 muối đó là MgSO4,FeSO4.lúc đó CuSO4 hết, FeSO4 dư.Trong thí nghiệm 2 chỉ xảy ra (1) hoặc cả (1) và (2).Lúc đó a ≤ 2c < a + b
- Khi phản ứng kết thúc dung dịch chứa 1 muối đó là MgSO4 lúc đó CuSO4 và FeSO4 đều hết Mg có thể vừa đủ hoặc thừa.Trong thí nghiệm 3 xảy ra cả (1) và (2).Lúc đó 3c ≥ a+b
Câu 7 : (3,0 điểm)
Số mol Ba(OH)2 = 0,18 (mol)
Số mol BaCO3 = 0,17 (mol)
MgCO3 → to MgO + CO2
xmol xmol
CaCO3 → to CaO + CO2
ymol ymol
ta có : 84a + 100b = 16.8 (I )
Vì n BaCO3 n Ba (OH)2 nên bài toán xảy ra 2 trường hợp :
* TH1 : Thiếu CO2, dư Ba(OH)2
CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O
0,17mol 0,17mol
Ta có : x +y = 0,17 (II)
Từ (I) và (II) ta có hệ phương trình :
1575 , 0
0125 , 0 17
,
0
8 , 16 100
84
y
x y
x
y
x
Thành phần % 2 muối :
%MgCO3 = 6.25%; %CaCO3 = 93.75%
* Trường hợp 2: dư CO2, kết tủa tan một phần
CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O
O,18mol 0,18mol 0,18mol
CO2 + BaCO3 + H2O→ Ba(HCO3)2
0,01mol 0,01 mol
Ta có : x +y = 0,19 (III)
0525 , 0
1375 , 0 19
, 0
8 , 16 100
84
y
x y
x
y x
Thành phần % 2 muối :
%MgCO3 = 68.75%; %CaCO3 =31.25%
Lưu ý :
Trang 6- Phương trình phản ứng: nếu sai cân bằng hay thiếu điều kiện thì trừ ½ số điểm dành cho phương
trình phản ứng đó
- Bài toán giải theo cách khác đúng kết quả, lập luận hợp lý vẫn đạt điểm tối đa nếu tính toán
nhầm lẫn dẫn đến kết quả sai trừ ½ số điểm dành cho nội dung đó Nếu dùng kết quả sai để giải tiếp thì không chấm điểm các phần tiếp theo.
Đề tui mới up lên, có gì sai sót mong anh em xá tôi nha , làm gấp quá.