Trình bày các thí nghiệm ñể xác ñịnh thành phần ñịnh tính và ñịnh lượng của nước.. Làm lạnh dung dịch A thu ñược 55,6 gam muối sunfat kết tinh ngậm nước của kim loại M tách ra và còn lạ
Trang 1tr−êng thcs
chu m¹nh Trinh §Ò thi häc sinh giái cÊp tr−êng
n¨m häc 2015 - 2016
M«n: Hãa häc 8
Ngµy thi: 12 th¸ng 05 n¨m 2016
Thêi gian lµm bµi: 120 phót -
Câu 1 (2,0 ñiểm)
1 Trình bày các thí nghiệm ñể xác ñịnh thành phần ñịnh tính và ñịnh lượng của
nước
2 Nêu cách pha chế 500,0 ml dung dịch NaCl 0,9% (d = 1,009g/cm3
) (nước muối sinh lí) từ muối ăn nguyên chất và nước cất Nêu tên các dụng cụ thí nghiệm cần thiết và
mô phỏng cách tiến hành bằng hình vẽ
Câu 2 (2,5 ñiểm)
1 Để hòa tan 7,8 gam kim loại X cần dùng V ml dung dịch HCl thấy có 2,688 lít
khí H2 bay ra ở ñktc Mặt khác ñể hòa tan 6,4 gam oxit kim loại Y cần dùng V ml dung
dịch HCl ở trên Tìm X, Y
2 Hoà tan 16,8 (gam) một kim loại M vào dung dịch HCl dư thu ñược 6,72 lit khí
H2 (ñktc)
a Tìm kim loại M
b Hoà tan 25,2 (gam) kim loại M vào dung dịch H2SO4 10% ( loãng), vừa ñủ Sau khi kết thúc phản ứng thu ñược dung dịch A Làm lạnh dung dịch A thu ñược 55,6 (gam) muối sunfat kết tinh ngậm nước của kim loại M tách ra và còn lại dung dịch muối sunfat bão hoà có nồng ñộ 9,275% Tìm công thức của muối sunfat ngậm nước của kim loại M
Câu 3 (1,5 ñiểm)
Hai nguyên tố A, B có các oxit tương ứng ở thể khí là: AOn; AOm; BOm và BOi Hỗn hợp gồm x mol AOn và y mol AOm có khối lượng phân tử trung bình là 37,6 Hỗn hợp gồm y mol AOn và x mol AOm có khối lượng phân tử trung bình là 34,4 Biết tỉ khối hơi của BOm so với BOi là 0,8 và x < y
1 Xác ñịnh các chỉ số n, m, i và tỉ số x/y
2 Xác ñịnh các nguyên tố A, B và các oxit của chúng
Câu 4 (2,0 ñiểm)
1 Viết các phương trình hóa học theo sơ ñồ sau (ghi rõ ñiều kiện phản ứng, nếu có):
Trang 22 Bằng phương pháp hoá học, làm thế nào có thể nhận ra các chất rắn sau ñựng
trong các lọ riêng biệt bị mất nhãn: Zn; P2O5; K2O; MgO?
Câu 5 (2,0 ñiểm)
Nung mA gam hỗn hợp A gồm KMnO4 và KClO3 ta thu ñược chất rắn A1 và khí O2, lúc ñó KClO3 bị phân hủy hoàn toàn, còn KMnO4 bị phân hủy không hoàn toàn Trong
A1 có 0,894 gam KCl chiếm 8,132% khối lượng Trộn lượng O2 thu ñược ở trên với không khí theo tỉ lệ thể tích
V
2
o : V kk = 1:3 trong một bình kín ta ñược hỗn hợp khí A2 Cho vào bình 0,528 gam cacbon rồi ñốt cháy hết cacbon thu ñược hỗn hợp khí A3 gồm ba khí, trong ñó CO2 chiếm 22,92% thể tích
1 Tính khối lượng mA
2 Tính % khối lượng của các chất trong hỗn hợp A Cho biết: Không khí chứa
80% N2 và 20% O2 về thể tích
Biết: H = 1; C = 12; O = 16; S = 32; Cl = 35,5; Na = 23; Mg = 24; K = 39; Mn = 55; Fe
= 56;
- Hết -
Trang 3tr−êng thcs
chu m¹nh Trinh
H−íng dÉn chÊm
§Ò thi häc sinh giái cÊp tr−êng
n¨m häc 2015 - 2016
M«n: Hãa häc 8
Ngµy thi: 12 th¸ng 05 n¨m 2016
-
Câu 1 (2,0 ñiểm):
1 Trình bày các thí nghiệm ñể xác ñịnh thành phần ñịnh tính và ñịnh lượng của
nước
(1) (2) (3)
Sự phân hủy nước
Lắp thiết bị phân hủy nước như hình (1) Khi cho dòng ñiện một chiều ñi qua nước (ñã có pha thêm một ít dung dịch axit sunfuric
ñể làm tăng ñộ dẫn ñiện của nước), trên bề mặt hai ñiện cực (Pt) xuất hiện bọt khí Các khí này tích tụ trong hai ñầu ống nghiệm thu A và B Đốt khí trong A, nó cháy kèm theo tiếng nổ nhỏ, ñó
là H2 Khí trong B làm cho tàn ñóm ñỏ bùng cháy, ñó là khí oxi 0,5
(1,0ñ)
Sự tổng hợp nước:
Cho nước vào ñầy ống thủy tinh hình trụ Cho vào ống lần lượt 2 thể tích khí hiñro và 2 thể tích khí oxi Mực nước trong ống ở vạch số 4 (hình (2)) Đốt bằng tia lửa ñiện hỗn hợp hi ñro và oxi
sẽ nổ Mức nước trong ống dâng lên Khi nhiệt ñộ trong ống bằng nhiệt ñộ bên ngoài thì mực nước dừng lại ở vạch chia số 1 (Hình (3)), khí còn lại làm tàn ñóm bùng cháy ñó là oxi
Xác ñịnh thành phần ñịnh lượng của H 2 O
Từ các dữ kiện thí nghiệm trên ta có phương trình hóa học tạo thành H2O
2H2 + O2 → 2H2O
Do tỉ lệ về thể tích bằng tỉ lệ về số mol nên ta có
nH2:nO2 = 2:1 → mH2:mO2 = 4:32 = 1:8 Vậy phần trăm khối lượng mỗi nguyên tố trong nước là
0,25
0,25
Trang 4%H = 1*100% 11,1%
1 8 + = → %O = 100%-%H = 88,9%
2 Nờu cỏch pha chế 500 ml dung dịch NaCl 0,9% (d = 1,009g/cm3
) (nước muối sinh lớ) từ muối ăn nguyờn chất và nước cất Nờu tờn cỏc dụng cụ thớ nghiệm cần thiết và
mụ phỏng cỏch tiến hành bằng hỡnh vẽ
(1,0ủ) Khối lượng NaCl cần dựng: 500.1,009.0,9% = 4,54 gam - (1) Cõn lấy 4,54g NaCl rồi cho vào cốc thủy tinh
- (2) Cho từ từ nước cất (lượng nhỏ hơn 500 ml) vào và lắc ủều
- (3) Dựng ủũa thủy tinh khuấy ủều cho muối tan hết
- (4) Đổ dung dịch vừa pha vào bỡnh ủịnh mức 500 ml
- (5) Cho tiếp nước cất vừa ủến vạch 500ml
- (6) Đậy nỳt nhỏp kớn, lắc kĩ ta ủược 500 ml dung dịch nước muối sinh lớ như yờu cầu
Cỏc dụng cụ thớ nghiệm: cõn ủiện tử, cốc thủy tinh, ủũa thủy
tinh, bỡnh ủịnh mức 500 ml cú nỳt nhỏm, ……
H2O
NaCl (4,54 gam)
đũa thủy tinh
(1)
(2) (3)
500 ml
(4), (5), (6)
Chỳ ý: Học sinh cú thể mụ phỏng bằng hỡnh vẽ khỏc nhưng vẫn
ủảm bảo cỏc nội dung này
0,5
0,5
Cõu 2 (2,5 ủiểm):
1 Để hũa tan 7,8 gam kim loại X cần dựng V ml dung dịch HCl thấy cú 2,688 lớt
khớ H2 bay ra ở ủktc Mặt khỏc ủể hũa tan 6,4 gam oxit kim loại Y cần dựng V
ml dung dịch HCl ở trờn Tỡm X, Y
(1,0ủ)
* Gọi húa trị của X là a (a ≥1, nguyờn) PTPƯ: 2X + 2aHCl 2XCla + aH2 (1)
Số mol H2 = 2,688/ 22,4 = 0,12 mol Số mol của X = 0,24/a
- Ta cú pt: X 0,24/a = 7,8 => X= 32,5a
0,25 0,25
Trang 5Vậy a = 2, X= 65 X là Zn
* Hòa tan 6,4 g Oxit kim loại Y cần V ml dd HCl ở trên
- Gọi CTHH của Oxit kim loại Y là:YxOy( x y ≥, 1,nguyên)
Ta có PTPU:YxOy + 2yHCl xYCl2y/x + yH2O
- Ta có PT: (xY + 16y) 0,12/y = 6,4y => Y= 18,7 (2y/x)
- Đặt 2y/x = n
Vậy: n = 3, Y = 56 CTHH của oxit: Fe2O3
0,25
0,25
2 Hoà tan 16,8 (gam) một kim loại M vào dung dịch HCl dư thu ñược 6,72 lit khí
H2 (ñktc)
a Tìm kim loại M
b Hoà tan 25,2 (gam) kim loại M vào dung dịch H2SO4 10% ( loãng), vừa ñủ Sau
khi kết thúc phản ứng thu ñược dung dịch A Làm lạnh dung dịch A thu ñược 55,6 (gam)
muối sunfat kết tinh ngậm nước của kim loại M tách ra và còn lại dung dịch muối sunfat
bão hoà có nồng ñộ 9,275% Tìm công thức của muối sunfat ngậm nước của kim loại M
(1,5ñ)
a Gọi khối lượng mol nguyên tử và hoá trị của kim loại M lần
lượt là M và n ( n ≥1, nguyên)
) ( 3 , 0 4 , 22
72 , 6
n H = =
2M + 2nHCl→ 2MCln + n H2 ↑ 0,6/n 0,3 - 0,6/n M = 16,8→ M= 28n → M là Fe
-
b nFe = 25,2/56 = 0,45 mol ptpư: Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 ↑ 0,45 0,45 0,45 0,45 -
m dd H
2 SO410% = (0,45 98.100%)/10% = 441 (gam)
mddA = mFe + m dd H2SO410% - m H2 = 25,2+ 441 - 0,45.2 = 465,3 (gam)
-
- Khi làm lạnh dung dịch A, tách ra 55,6 gam muối FeSO4.xH2O Vậy dung dịch muối bão hoà còn lại có khối lượng là:
mdd còn lại = 465,3 - 55,6 = 409,7 (gam) theo bài ra: % CFeSO
4 =
7 , 409
4
FeSO
m
.100% = 9,275%
-
→ m
FeSO4 = 38 (gam) →nFeSO
4 = 0,25 mol
→nFeSO4 xH2O = 0,45 - 0,25 = 0,2 mol →(152 + 18x) 0,2 = 55,6
→ x = 7 → Công thức phân tử của muối FeSO4 ngậm nước:
0,25
0,25 0,25
0,25
0,25
0,25
Trang 6FeSO4.7H2O
Câu 3 (1,5 ñiểm)
Hai nguyên tố A, B có các oxit tương ứng ở thể khí là: AOn; AOm; BOm và BOi Hỗn hợp gồm x mol AOn và y mol AOm có khối lượng phân tử trung bình là 37,6 Hỗn hợp gồm y mol AOn và x mol AOm có khối lượng phân tử trung bình là 34,4 Biết tỉ khối hơi của BOm so với BOi là 0,8 và x < y
1 Xác ñịnh các chỉ số n, m, i và tỉ số x/y
2 Xác ñịnh các nguyên tố A, B và các oxit của chúng
1
(1,0ñ)
Xác ñịnh các chỉ số n, m, i và tỉ số x/y
Đặt MA=A, MB=B
Ta có:
) ( 6 , 37 ) (
16
6 , 37 ) 16 ( ) 16 (
a y
x
my nx A
y x
m A y n A x
M I
= +
+ +
⇒
= +
+ + +
=
-
) ( 4 , 34 ) (
16
4 , 34 ) 16 ( ) 16 (
b y
x
ny mx A
y x
m A x n A y
M II
= +
+ +
⇒
= +
+ + +
=
-
Lấy (a)-(b) ta ñược:
) ( 2 , 0 ) )(
( 2 , 3 ) (
16
c y
x
x y n m y
x
ny mx my
+
−
−
⇒
= +
−
− +
Vì x+y > 0 và x < y (theo ñề) Nên m - n >0 ⇒m > n
Mặt khác ta lại có:
i m i
B
m B d i
B
m B
+
+
⇒
= +
+
16
16 )
( 8 , 0 16 16
⇒n < m < i
- Các oxit ở thể khí thường có dạng tổng quát
XOK trong ñó 1≤ K ≤ 3 ⇒ 1 ≤n<m<i≤ 3 ⇒ n=1; m=2; i=3
- Tỉ số x/y:
Thay n=1, m=2 vào (b) ta có:
3
2 2
, 1 8 , 0 2 ,
= +
−
y
x x y y
x
x y
0,25
0,25
0,25
0,25
3
2
(0,5ñ)
Xác ñịnh A, B và các oxit của chúng:
- Thay n=1, m=2 và x y
3
2
= vào (a) ta ñược A=12 Vậy A
là C
- Thay m=2 và i=3 vào (d) ta ñược B=32 Vậy B là S
Vậy các oxit tương ứng của A là CO và CO2 Các oxit của B là
SO2 và SO3
0,25 0,25
Trang 7Câu 4 (2,0 ñiểm):
1 Viết các phương trình hóa học theo sơ ñồ sau (ghi rõ ñiều kiện phản ứng, nếu có):
P2O5 ← ( 1 )
O2 →( 2 )
Fe3O4 →( 3 )
Fe →( 4 )
H2 →( 5 )
H2O →( 6 )
H2SO4
→
( 7 )
Al2(SO4)3
NaOH
Các PTHH xảy ra
1 4P + 5O2
0
t
→ 2P2O5
2 2O2 + 3Fe
0
t
→ Fe3O4
0,25
3 Fe3O4 + 4H2
0
t
→ 3Fe + 4H2O
4 Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
0,25
5 2H2 + O2
0
t
→ 2H2O
6 H2O + SO3 → H
2SO4
0,25
(1,0ñ)
7 3H2SO4 + 2Al → Al
2(SO4)3 + 3H2
2 Bằng phương pháp hoá học, làm thế nào có thể nhận ra các chất rắn sau ñựng
trong các lọ riêng biệt bị mất nhãn: Zn; P2O5; K2O; MgO?
Cho các mẫu thử lần lượt tác dụng với nước
+ Mẫu thử nào không tác dụng và không tan trong nước là Zn và
MgO
0,25
+ Những mẫu thử còn lại ñều tác dụng với nước ñể tạo ra các dung
dịch
PTHH: P2O5 + 3H2O →2H3PO4
K2O + H2O →2KOH
0,25
- Nhỏ lần lượt các dung dịch vừa thu ñược vào quỳ tím
+ Dung dịch làm quỳ tím chuyển thành màu ñỏ => Chất ban ñầu
là P2O5
+ Những dung dịch làm quỳ tím chuyển thành màu xanh là hai
dung dịch bazơ: KOH => Chất ban ñầu là K2O
0,25
- Hòa tan 2 chất không tan trong nước vào dung dịch HCl dư
+ Chất nào tan và sủi bọt khí không màu không mùi thoát ra là Zn
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑
+ Chất nào tan không sủi bọt khí là MgO
MgO + 2HCl →MgCl
2 + H2O
0,25
(8)
Trang 8Câu 5 (2,0 ñiểm):
Nung mA gam hỗn hợp A gồm KMnO4 và KClO3 ta thu ñược chất rắn A1 và khí O2, lúc ñó KClO3 bị phân hủy hoàn toàn, còn KMnO4 bị phân hủy không hoàn toàn Trong
A1 có 0,894 gam KCl chiếm 8,132% khối lượng Trộn lượng O2 thu ñược ở trên với không khí theo tỉ lệ thể tích
Vo2: V kk = 1:3 trong một bình kín ta ñược hỗn hợp khí A2 Cho vào bình 0,528 gam cacbon rồi ñốt cháy hết cacbon thu ñược hỗn hợp khí A3 gồm ba khí, trong ñó CO2 chiếm 22,92% thể tích
1 Tính khối lượng mA
2 Tính % khối lượng của các chất trong hỗn hợp A Cho biết: Không khí chứa
80% N2 và 20% O2 về thể tích
(1,5ñ) 2KClO3 →
o
t
2KCl + 3O2 (1) 2KMnO4 →t o
K2MnO4 + MnO2 + O2 (2) - Gọi n là tổng số mol O2 thoát ra từ (1) và (2)
Sau khi trộn n mol O2 với 3n mol không khí (trong ñó có
=
3n
0, 6n
5 mol O2 và =
4 3n 2, 4n
5 mol N2) ta thấy tổng số mol
O2 bằng (1 + 0,6)n = 1,6n
Vì số mol cacbon =0, 528 =
0, 044
12 (mol), và theo ñiều kiện bài toán, sau khi ñốt cháy thu ñược hỗn hợp 3 khí, nên ta có 2 trường hợp:
-
Trường hợp 1: Nếu oxi dư, tức 1,6n > 0,044, thì cacbon chỉ
cháy theo phản ứng
C + O2 →t o
192 , 0 92 , 22
100 044 , 0 b»ng øng n ph¶
sau khÝ mol sè tæng nµy
- Các khí gồm:
O2dư + N2 + CO2 ⇒ (1,6 n - 0,044) + 2,4n + 0,044 = 0,192 suy
ra n = Khối lượng mA = khối lượng chất rắn còn lại + khối lượng oxi thoát ra
) g ( 53 , 12 048 , 0 32 132
, 8
100 894 , 0
-
Trường hợp 2: Nếu oxi thiếu, tức 1,6 < 0,044, thì cacbon cháy
theo 2 cách:
C + O2 →t o
CO2 (3) 2C + O2 →t o
Các khí trong hỗn hợp có N2 (2,4n), CO2 (n') và CO (0,044 - n')
Như vậy tổng số mol khí = 2,4n + 0,044
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
Trang 9- Theo các phản ứng (3,4) thì số mol O2 bằng:
2
) ' n 044 , 0 ( ' n n 6 ,
) 044 , 0 n 4 , 2 ( 100
92 , 22 044 , 0 n 2 , 3 '
→
Giải ra có n = 0,0204
) g ( 647 , 11 32 0204 , 0 132 , 8
100 894 , 0 ' m
0,25
2
(0,5ñ) Tính % khối lượng các chất trong A Theo ph¶ n øng (1) : n 122 , 5 0 , 012 1 , 47 ( g )
3
Đối với trường hợp 1 :
1, 47
12, 53
-
Đối với trường hợp 2:
1, 47
11, 647
% KClO = x = ⇒% KMnO =
0,25
0,25
Ghi chú: - Học sinh làm cách khác ñúng chấm ñiểm tương ñương
- Phương trình hóa học có chất viết sai không cho ñiểm, thiếu ñiều kiện hoặc không cân bằng trừ 1/2 số ñiểm của pt ñó Nếu tính toán liên quan ñến pt không cân bằng thì không ñược tính ñiểm
- Hết -