Đ.A HSG Hóa THCS Khánh Hòa 2003-2004

Với điều kiện thích hợp, hai khí trên tác dụng và tạo thành 50 mol NH3.. Trộn dung dịch trong hai cốc đó với nhau và lắc đều, sau thời gian đủ lâu, cân cả hóa chất và hai cốc đựng, được

SỞ GIÁO DỤC- ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THCS NĂM HỌC 2003-2004 KHÁNH HÒA Môn : HOÁ HỌC (VÒNG 1)

- Ngày thi : 11 tháng 02 năm 2004

ĐỀ THI CHÍNH THỨC Thời gian làm bài : 150 phút SBD: /P

BẢNG A (Không kể thời gian phát đề) GT1:

- GT2 :

( Học sinh dự thi bảng B không làm những câu có dấu (*)

Câu 1 : 5,00 điểm

1) Tính thể tích dung dịch NaOH 0,5M đủ để hấp thụ hết 5,6 lit CO2 (đktc) để thu được dung dịch hỗn hợp hai muối Na2CO3 và NaHCO3 có tỉ lệ mol là 7 : 3

*2) Trong bình kín chứa 500 mol hỗn hợp khí gồm N2 và H2 theo tỉ lệ 1 : 4 Với điều kiện thích hợp, hai khí trên tác dụng và tạo thành 50 mol NH3

a) Tính hiệu suất phản ứng tạo thành NH3

b) Lấy toàn bộ lượng NH3 tạo thành thì có thể điều chế được bao nhiêu lit dung dịch NH3

25% (d = 0,907 g/l)

Câu 2 : 5,50 điểm

* 1) Hòa tan m 1 gam Na vào m 2 gam H2O, thu được dung dịch B có tỉ khối d Hãy :

a) Tính nồng độ % của dung dịch B theo m 1 và m 2

b) Tính nồng độ mol của dung dịch B theo m 1 , m 2 và d.

2) Cho các dung dịch natri hiđroxit , axit clohiđric Viết các phương trình phản ứng (nếu có) với :

CO2 ; CO ; Fe3O4 ; Al2O3 ; SiO2 ; P2O5 ; BaO

Câu 3 : 5,00 điểm

1) Có hai cốc riêng biệt chứa 2 dung dịch là Na2CO3 và HCl Tổng khối lượng 2 cốc và hóa chất

đựng trong đó là m A Trộn dung dịch trong hai cốc đó với nhau và lắc đều, sau thời gian đủ lâu,

cân cả hóa chất và hai cốc đựng, được khối lượng tổng cộng là m B

a) Hãy xét các mối tương quan có thể có giữa hai trị số m A và m B Giải thích và chứng minh

bằng phản ứng hóa học về các mối tương quan đó

b) Có thể xảy ra m A < m B không ? Tại sao ?

2) Cho 1,00 gam kim loại M tinh khiết tác dụng hoàn toàn với lượng vừa đủ dung dịch axit sunfuric loãng thì thu được 0,40 lít khí H2 (điều kiện tiêu chuẩn) Khi cho 14 gam M tác dụng hoàn

toàn với lượng vừa đủ dung dịch axit sunfuric loãng, nồng độ 24,5% , đun nóng, thu được dung dịch A Khi làm lạnh hoàn toàn A thì thấy có 55,53gam tinh thể ngậm nước của muối sunfat kim loại M kết tinh lắng xuống Biết nồng độ muối sunfat khan đó trong dung dịch bão hòa ở nhiệt độ

30Cù bằng 13,53% Hãy xác định :

a) Kim loại M

b) Công thức muối của kim loại M kết tinh ngậm nước

Câu 4 : 4,50 điểm

1) Chỉ có bình khí CO2 và dung dịch NaOH, cốc chia độ và bếp đun Hãy trình bày hai phương pháp điều chế xoda (Na2CO3) tinh khiết

2) Có hỗn hợp A (gồm MgO + CaO) và hỗn hợp B (gồm MgO + Al2O3) , cả hai hỗn hợp A và B đều có khối lượng là 9,6 gam Cho A và B đều tác dụng với 100ml dung dịch HCl 19,87% (d=1,047g/ml) Số gam MgO trong B bằng 1,125 lần số gam MgO trong A

a) Tính thành phần % về khối lượng của các chất trong A Tính nồng độ % các chất trong dung dịch sau khi A tan hết trong dung dịch HCl, biết rằng sau đó cho tác dụng với Na2CO3 thì thể tích khí thu được là 1,904lit (đktc)

*b) B có tan hết trong dung dịch HCl đó không ?

-Ghi chú : Học sinh được sử dụng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleep Giáo viên

coi thi không giải thích gì thêm.

SỞ GIÁO DỤC- ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THCS

KHÁNH HÒA NĂM HỌC 2003-2004

ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHÍNH THỨC (BẢNG A)

Môn : HOÁ HỌC (VÒNG 1) Câu 1 : 5,00 điểm

Giải 1.1) Theo định luật bảo toàn khối lượng, ta có :

2

5,6 22,4

Theo đề bài ta có : 2 3 0,25 7

10

Na CO

Dựa vào 2 phương trình : CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O

và CO2 + NaOH = NaHCO3 0,50điểm

ta tính được số mol NaOH phải dùng là : 0,425 ==>

Giải 1.2) : Phương trình phản ứng :

Theo phương trình phản ứng thì số mol H2 dư, số mol NH3 tạo thành là 200 mol 0,50điểm

Nhưng thực tế hiệu suất chỉ đạt được : 50 : 200 = 0,25 = 25% 0,50điểm

Thể tích dung dịch NH3 có thể điều chế được :

V = (50.17.100) / 0,907.25 = 3748,62 ml = 3,749 lit dung dịch NH3 25% 0,50điểm

Câu 2 : 5,50 điểm

Giải 2.1) : Phương trình phản ứng : 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑ 0,25 điểm

a) Số mol Na = 1

23

m

==> số mol H2 = 1

46

m

==> lượng dung dịch B = m1 + m2 - 1

23

m

= 22 1 23 2

23

lượng NaOH = 40 1

23

m

==> C% = 1

m

b) Thể tích B : 22 1 23 ( )2

23

d

+

==> CM = 1

.1000

m d

Giải 2.2) :

1) Với CO2 : Tùy thuộc lượng NaOH mà xảy ra các phản ứng :

2) Với Fe3O4 :

3) Với Al2 O3 :

4) Với SiO2 :

5) Với P2O5 :

6) Với BaO :

Câu 3 : 5,00 điểm

Giải 3-1):

1) a/ Có thể xảy ra một trong hai trường hợp sau :

* Trường hợp 1 : mA > mB vì xảy ra phản ứng : Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2 ↑

lượng CO2 ↑ làm giảm khối lượng các chất sau phản ứng 0,25 điểm

* Trường hợp 2 : mA = mB vì xảy ra phản ứng : Na2CO3 + HCl = NaCl + NaHCO3 0,25 điểm

không có chất nào thoát ra khỏi hệ phản ứng nên khối lượng trước và sau phản ứng bằng nhau Cả hai trường hợp trên đều phù hợp với định luật bảo toàn khối lượng

b/ Không thể có mA < mB vì điều này trái với định luật bảo toàn khối lượng 0,25 điểm

Giải 3-2) :

1) Phương trình phản ứng : 2M + nH2SO4 = M2(SO4)n + n H2↑ 0,25 điểm

Từ bài ra ta có : 21M =22,40,4n→M=22,40,8n = 28n 0,50 điểm

n = 2 là thích hợp ==>, M = 56 Kim loại là Fe (sắt) 0,50 điểm

2) Phương trình phản ứng : Fe + H2SO4 = Fe(SO4) + H2↑ 0,25 điểm

Số mol Fe = 14/56 = 0,25 (mol) = số mol FeSO4 0,50 điểm

Số mol H2SO4 tác dụng vừa đủ là 0,25 mol (24,5gam) , nên khối lượng dung dịch axit 24,5% là

Khối lượng dung dịch sau phản ứng là : 100 + 14 - 0,25.2 = 113,5gam 0,25 điểm

Khối lượng dung dịch bão hòa ở 30C là : 113,5 - 55,53 = 57,97 gam 0,25 điểm

Gọi số mol FeSO4 trong dung dịch bão hòa là x, theo bài ra ta có :

152 .100 13,15

57,97

Số mol FeSO4 trong tinh thể ngậm nước được tách ra là : 0,25 - 0,05 = 0,2 mol

Khối lượng mol của tinh thể ngậm nước : 55,53 : 0,2 = 277,65 ≈278 gam

Vậy công thức muối kết tinh ngậm nước là : FeSO4.7H2O 0,75 điểm

Câu 4 : 4,50 điểm

Giải 4-1) : Điều chế (Na2CO3) tinh khiết :

Cách 1 : Chia dung dịch NaOH thành 2 phần bằng nhau 0,75 điểm

Phần 1 : sục khí CO2 dư vào , khi đó tạo thành NaHCO3 :

CO2 + NaOH = NaHCO3

Phần 2 : trộn với NaHCO3 vừa điều chế được :

NaOH + NaHCO3 = Na2CO3 + H2O

Cô cạn, thu được Na2CO3 tinh khiết

Cách 2 : Sục khí CO2 dư vào dung dịch NaOH : 0,75 điểm

CO2 + NaOH = NaHCO3

Sau đó cô cạn dung dịch và nung nóng chất rắn thu được :

NaHCO3 →t C0 Na2CO3 + H2O ↑ + CO2 ↑

Giải 4-2) :

a1) Gọi a , b lần lượt là số mol MgO , CaO trong hỗn hợp A, thì :

mA = 40a + 56b = 9,6 hay 5a + 7b = 1,2 (1) 0,25 điểm

A tan hết trong dung dịch HCl Dung dịch thu được có chứa HCl dư vì khi cho dung dịch này tác dụng với Na2CO3 có khí CO2 bay ra : 2HCl (dư) + Na2CO3 = 2NaCl + H2O + CO2↑

n (CO2) = 1,904 : 22,4 = 0,085 mol ==> nHCl (dư) = 0,17 mol 0,25 điểm

nHCl (ban đầu) = 100.1,047.19,87100.36,5 = 0,57 mol

Các phương trình phản ứng khi cho hỗn hợp A tác dụng với dung dịch HCl :

a 2a

b 2b

nHCl = 2(a + b) = 0,40 ====> a + b = 0,20 (2)

Giải hệ (1) và (2) ta được : a = b = 0,1 mol

a2) Tính nồng độ % các chất trong dung dịch :

Dung dịch thu được sau phản ứng giữa A và HCl chứa : 0,1mol MgCl2 ; 0,1 mol CaCl2 và

Vì phản ứng hòa tan A trong dung dịch HCl không tạo kết tủa hoặc khí nên :

Từ đó tính được : C% MgCl2 = 8,31%

C% CaCl2 = 9,71%

b) Vì số mol tỉ lệ với khối lượng, nên nếu có : mMgO (B) = 1,125 mMgO (A) thì cũng có

số mol : nMgO (B) = 1,125 nMgO (A) = 1,125 x 0,1 = 0,1125 mol

mMgO (B) = 40.0,1125 = 4,5 gam ===> mAl2O3 (B) = 5,1 gam

==> nAl2O3 (B) = 0,05 mol 0,25 điểm

Để biết hỗn hợp B có tan hết trong dung dịch HCl hay không, ta tính số mol HCl cần để hòa tan hết B, sau đó so với số mol HCl ban đầu

MgO + 2HCl = MgCl2 + H2O

0,1125 0,225 0,1125

Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O

Số mol HCl cần dùng : 0,225 + 0,30 = 0,525 mol

Số mol HCl ban đầu = 0,57 mol

-SỞ GIÁO DỤC- ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THCS NĂM HỌC 2003-2004 KHÁNH HÒA Môn : HOÁ HỌC (VÒNG 2)

- Ngày thi : 12 tháng 02 năm 2004

ĐỀ THI CHÍNH THỨC Thời gian làm bài : 150 phút SBD: /P

BẢNG A (Không kể thời gian phát đề) GT1:

- GT2 :

(Thí sinh dự thi bảng B không làm những câu có dấu (*) Câu 1 : (3,50 điểm)

1) Hãy chứng minh rằng 1đvC = N1 gam (N là số Avogađrô) và suy trị số gần đúng của N Biết rằng, cấu tạo hạt nhân nguyên tử 12C gồm 6 proton và 6 notron ; khối lượng 1 proton gần bằng 1,6726.10-24 gam, khối lượng 1 notron gần bằng 1,6742.10-24 gam

2) Từ 6 gam Cacbon có thể điều chế được một lượng tối đa bao nhiêu lít CO (ở điều kiện tiêu

chuẩn)

Câu 2 : (5,50 điểm)

1) Người ta có thể điều chế Cl2 bằng cách cho HCl đặc, dư tác dụng với m 1 gam MnO2 , m 2 gam KMnO4 , m 3 gam KClO3 , m 4 gam K2Cr2O7 trên cơ sở các phản ứng sau :

MnO2 + HCl -> MnCl2 + Cl2 + H2O (1)

KMnO4 + HCl -> KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O (2)

KClO3 + HCl -> KCl + Cl2 + H2O (3)

K2Cr2O7 + HCl -> KCl + CrCl3 + Cl2 + H2O (4)

a) Cân bằng các phương trình phản ứng

b) Tính tỷ lệ m 1 : m 2 : m 3 : m 4 trong trường hợp lượng Cl2 thu được theo các cách trên là bằng nhau

c) Nếu m 1 = m 2 = m 3 = m 4 thì trường hợp nào thu được nhiều Cl2 nhất ; trường hợp nào

ít nhất (yêu cầu không tính toán cụ thể để trả lời)

*2) Có hỗn hợp gồm 2 khí : khí A và khí B

- Nếu trộn cùng số mol A và B thì có d1 (hh/H 2 ) = 15

- Nếu trộn cùng khối lượng A và B thì có d2 (hh/O 2 ) = 1115

Tìm khối lượng mol của A và B

Câu 3: (5.50 điểm)

1) Có 4 ống nghiệm, mỗi ống chứa một dung dịch muối (không trùng kim loại cũng như gốc axit) là : clorua , sunfat , nitrat , cacbonat của các kim loại Ba , Mg , K , Pb

a- Hỏi mỗi ống nghiệm chứa dung dịch của muối nào ?

b- Nêu phương pháp nhận biết 4 ống nghiệm đó

*2) Trong 5 ống nghiệm đựng dung dịch riêng biệt ký hiệu là A , B , C , D , E chứa N2CO3 , HCl , BaCl2 , H2SO4 , NaCl

Biết : + Đổ A vào B thì có kết tủa

+ Đổ A vào C thì có khí bay ra.

+ Đổ B và D thì có kết tủa

Hãy xác định ống nào chứa chất gì trong các chất nói trên và giải thích

Câu 4 : (5,50 điểm)

Nung m 1 gam Cu với m 2 gam O2 thu được chất rắn A 1 Đun nóng A 1 trong m 3 gam H2SO4

98% , sau khi tan hết A 1 thì thu được dung dịch A 2 và khí A 3

Hấp thụ toàn bộ khí A 3 bằng 200ml dung dịch NaOH 0,15M thì tạo ra dung dịch chứa 2,30

gam muối

Khi cô cạn dung dịch A 2 thì thu được 30,00 gam tinh thể CuSO4.5H2O

Nếu cho A 2 tác dụng hết với 300 ml dung dịch NaOH 1M thì tạo ra được lượng kết tủa nhiều nhất

Viết các phương rình phản ứng và tính m 1 , m 2 , m 3

-Ghi chú : Học sinh được sử dụng bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleep Giáo viên

coi thi không giải thích gì thêm.

SỞ GIÁO DỤC- ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THCS

KHÁNH HÒA NĂM HỌC 2003-2004

ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHÍNH THỨC (BẢNG A)

Môn : HOÁ HỌC (VÒNG 2)

Câu 1 : 3,50 điểm

Giải 1/1 :

a) 1 mol nguyên tử có N nguyên tử

1 mol nguyên tử cacbon 12C có 12 gam

Vậy : 1đvC = 121 khối lượng nguyên tử C

gần đúng : 1đvC = 1,67.10-24 gam

b) Khối lượng 1 nguyên tử cacbon gần bằng khối lượng 6 proton + khối lượng 6 notron

mC = 6.1,6726.10-24 + 6.1,6742.10-24

= 20,0808.10-24 gam

1 mol nguyên tử cacbon 12C có 12 gam hay N nguyên tử C có 12gam

12 20,0808.10

g g

Giải 1/2 :

Để điều chế được lượng tối đa CO từ 6 gam C,chỉ có phương pháp là : Cho 6 gam C tác dụng với CO2 khi đó thu được lượng CO theo phản ứng : C + CO2 = 2CO

Và thể tích CO thu được khi đó là 22,4 lit (đktc) (= 1mol) 0,75 điểm

Câu 2 : (5,50 điểm)

Giải 2/1 :

MnO2 + 4HCl -> MnCl2 + Cl2 + 2H2O (1)

2KMnO4 + 16HCl -> 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O (2)

KClO3 + 6HCl -> KCl + 3Cl2 + 3H2O (3)

K2Cr2O7 + 14HCl -> 2KCl + 2CrCl3 + 3Cl2 + 7H2O (4)

b) Tính khối lượng phân tử :

M1 = 87 (của MnO 2 ) M2 = 158 (của KMnO 4 )

M3 = 122,5 (của KClO 3 ) M4 = 294 (của K 2 Cr 2 O 7 )

Giả sử trong các trường hợp đều điều chế 1 mol Cl2 , ta có tỷ lệ :

m1 : m2 : m3 : m4 = M1 : 25M2 : 13M3 : 13M4 = 87 : 63,2 : 40,83 : 97,67 0,75 điểm

c) Căn cứ vào tỷ lệ khối lượng ở câu (a) ta thấy rằng khi điều chế 1 mol Cl2 từ KClO3 là bé nhất

Do đó nếu cùng lượng m1 = m2 = m3 = m4 thì trường hợp KClO3 cho nhiều Cl2 nhất và K2Cr2O7 cho

ít Cl2 nhất

0,75 điểm

Giải 2/2 :

Ta có hỗn hợp I amolA amolB



1

M = aM A2 aM B

a

+

= 2 x 15 = 30 > MA + MB = 60 đvC (1) 0,75 điểm

Ta có hỗn hợp II mgamA mgamB



2

M =

2

m

M +M = 32 x (11/15) =

352

15 >

2

M +M =

15

M M

Từ (1) và (2) ==> MA , MB là nghiệm của phương trình :

Giải phương trình (3) ta được các nghiệm :

hoặc : MA = 16 ; MB = 44 (gam/mol)

Câu 3 : (5,50 điểm)

Giải 3/1 :

a) Theo tính tan của các muối thì 4 dung dịch muối là :

Vì : + Gốc axit CO3 đều tạo kết tủa với Ba , Pb , Mg -> dung dịch K2CO3 0,50 điểm

+ Kim loại Pb đều tạo kết tủa với gốc Cl và SO4 -> dung dịch Pb(NO3)2 0,50 điểm

+ Ba tạo kết tủa với với gốc SO4 -> dung dịch BaCl2 0,50 điểm

b) Dùng dung dịch Na2S (hoặc H2S) nhận ra Pb(NO3)2 -> kết tủa đen 0,50 điểm

Na2S + Pb(NO3)2 = PbS ↓ + 2NaNO3

Dùng dung dịch NaOH nhận ra MgSO4 -> kết tủa trắng 0,50 điểm

2NaOH + MgSO4 = Mg(OH)2 ↓ + Na2SO4

2HCl + K2CO3 = 2KCl + H2O + CO2↑

Giải 3/2 :

+ B có khả năng tạo kết tủa với 2 chất A và D -> B là BaCl2

BaCl2 + Na2CO3 = BaCO3 + 2NaCl

+ A tạo kết tủa với B và tạo khí với C -> Nếu A là H2SO4 và D là Na2CO3 thì chỉ có Na2CO3

mới tạo khí khi tác dụng với axit ( vậy trái với giả thiết)

Vậy A phải là Na2CO3 và D là H2SO4 -> C là HCl 0,75 điểm

Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑

Câu 4 : (5,50 điểm)

2Cu + O2 = 2CuO => A1 ( CuO và Cu dư)

CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O

Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + 2H2O + SO2↑

SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O

SO2 + NaOH = NaHSO3

Nếu chỉ tạo ra2,30 gam muối Na2SO3 nguyên chất hoặc 2,30 gam NaHSO3 nguyên chất thì

không thỏa điều kiện bài ra Vậy 2,3 gam là hỗn hợp của hai muối 0,50 điểm

Gọi số mol Na2SO3 là a ; số mol NaHSO3 là b Ta có :

2a + b = 0,03 (mol) = số mol NaOH (1)

Giải hệ (1) và (2) được ta được : a = b = 0,01 0,50 điểm

Số mol Cu = số mol CuSO4.5H2O = 0,12 (mol) ==> m 1 = 7,68 gam (Cu) 0,75 điểm

Số mol O2 = (Số mol Cu đầu - số mol Cu dư) / 2 = 0,05 ==> m 2 = 1,6 gam (O2) 0,75 điểm

* Tính m 3 :

CuSO4 + 2NaOH= Na2SO4 + Cu(OH)2 ↓ 0,25 điểm

Vì phải dùng đến 300 ml NaOH 1M = 0,3 mol NaOH, nên ta thấy ngay là trước khi tạo kết tủa với CuSO4 thì đã có : 0,3 - 0,24 = 0,06 mol NaOH dự phản ứng trung hòa với

H2SO4 theo phản ứng : H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O

Vậy tổng số mol H2SO4 là : 0,1 + (0.02 x2) + 0,03 = 0,17 mol