Viết các phương trình phản ứng hóa học xảy ra.. Hãy viết các phương trình phản ứng hóa học để điều chế: axit glucomic, natri etylat và polietilen.. Hãy trình bày ba phương pháp điều chế
Trang 1ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 TINHT THỪA THIÊN – HUẾ
Năm học 2017-2018
Thời gian: 150 phút -
Bài 1 (4,0 điểm)
1 Có 6 ống nghiệm được đánh số đựng trong các dung dịch (không theo thứ tự): natri nitrat, đồng (II) clorua,
natri sunfat, kali cacbonat, bari nitrat và canxi clorua Hãy xác định số của từng dung dịch Biết rằng:
-Khi trộn các dung dịch số 1 với số 3, số 1 với số 6, số 2 với số 3, số 2 với số 6, số 4 với số 6 thì cho kết tủa -Nếu cho dung dịch AgNO3 tác dụng với dung dịch số 2 cũng cho kết tủa Viết các phương trình phản ứng hóa học xảy ra
2 Từ C, H2O và không khí Hãy viết các phương trình phản ứng hóa học để điều chế: axit glucomic, natri etylat
và polietilen (Các chất vô cơ, điều kiện và xúc tác khác coi như có đủ)
Bài 2 (4,25 điểm)
1 Từ hỗn hợp CuO, CaCO3, Fe2O3, Al2O3 Được phép sử dụng thêm Fe, Al, dung dịch HCl, nhiệt và các dụng
cụ phòng thí nghiệm khác có đủ Hãy trình bày ba phương pháp điều chế Cu nguyên chất, viết phương trình phản ứng hóa học xảy ra
2 Xác định các chất có trong sơ đồ sau:
a A B +
b B + 3O2 2CO2 + 3H2O
c B + D + H2O
d D + B E + H2O
e E + NaOH F + B
f F + + Na2CO3
Biết A, B, D, E, F đã cho là các chất hữu cơ, các điều kiện cần thiết khác như chất xúc tác, nhiệt độ có đủ Hoàn thành các phương trình phản ứng hóa học trên
Bài 3 (5,0 điểm)
1 Một hỗn hợp A gồm MgO, Al2O3 và MO Nung 16,20 gam hỗn hợp A trong ống sứ, rồi cho luồng khí H2 đi qua Ở điều kiện thí nghiệm, H2 chỉ tác dụng MO với hiệu suất 80%, lượng hơi H2O tạo ra chỉ được hấp thụ 90% bởi 15,30 gam dung dịch H2SO4 90%, kết quả thu được dung dịch H2SO4 86,34% Chất rắn còn lại trong ống được hòa tan trong một lượng vừa đủ dung dịch HCl, thu được dung dịch B và còn lại 2,56 gam chất rắn không tan M Lấy 1/10 dung dịch B cho tác dụng dung dịch NaOH dư, lọc lấy kết tủa đem nung ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi thì thu được 0,28 gam oxit
a Xác định M.
b Tính phần trăm khối lượng các chất có trong hỗn hợp A.
2 Hỗn hợp khí X gồm hidrocacbon M có công thức CnH2n+2, hidrocacbon N và H2 được chứa trong bình kín có sẵn bột Ni, đun nóng bình đến khi phản ứng hoàn toàn thu được 8,96 lít khí Y (ở đktc) Chia Y làm hai phần bằng nhau:
- Phần 1 cho qua dung dịch nước brom thấy dung dịch nhạt màu và thu được duy nhất một hidrocacbon M Đốt cháy hoàn toàn M thu được
2 2
CO H O
n : n 4 : 5
- Phần 2 đem đốt cháy hoàn toàn, sau phản ứng thu được 20,24 gam CO2 và 7,20 gam H2O
a Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo của M và N.
b Tính thành phần phần trăm theo thể tích của các khí trong X.
Bài 4 (3,75 điểm)
Cho 43,71 gam một hỗn hợp X gồm M2CO3, MCl, MHCO3 tác dụng hết với V ml (dư) dung dịch HCl 10,52% (D = 1,05 g/ml) thu được dung dịch A và 17,60 gam một chất khí Chia dung dịch A làm hai phần bằng nhau:
- Phần 1: Phản ứng vừa đủ với 125 ml dung dịch KOH 0,8M, sau đó cô cạn dung dịch thu được m gam muối khan
- Phần 2: Tác dụng hoàn toàn với dung dchj AgNO3 dư thu được 68,88 gam kết tủa trắng
a Xác định M (biết M là kim loại kiềm) và phần trăm khối lượng các chất có trong hỗn hợp X.
b Tính V và m.
Bài 5 (3,0 điểm)
Một hỗn hợp A gồm hai hidrocacbon mạch hở X và Y có tỉ lệ số mol tương ứng 3: 4 Đốt cháy hoàn toàn 7,84 lít (đktc) hỗn hợp A, sau đó dẫn toàn bộ sản phẩm đi vào 1450 gam dung dịch Ca(OH)2 7,4% thấy có 120 gam kết tủa Lọc kết tủa, sau đó nếu đun sôi dung dịch còn lại thì không thấy có thêm kết tủa xuất hiện
a Tìm công thức phân tử của X và Y Biết chúng hơn kém nhau một nguyên tử cacbon Tỉ khối của hỗn hợp A
so với hidro bằng 23,43 và Y có công thức dạng CnH2n -2
b Tính nồng độ phần trăm của dung dịch sau khi lọc bỏ kết tủa.
Trang 2HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI THỪA THIấN – HUẾ
Năm học 2017-2018
-
Bài 1:
Bảng mụ tả:
NaNO3 CuCl2 Na2SO4 K2CO3 Ba(NO3)2 CaCl2 Xỏc định số của mẫu
Theo đề: Mẫu (6) tạo kết tủa với 3 mẫu (1), (2), (4) mẫu (6) là K2CO3
(1),(2),(4) thuộc cỏc chất CuCl2, Ba(NO3)2, CaCl2
Mẫu (2) tỏc dụng với AgNO3 tạo kết tủa (2) là CaCl2 hoặc CuCl2
Mẫu (4) chỉ kết tủa với mẫu (6) mẫu (4) là CuCl2 (2) là CaCl2 ; (3) là Na2SO4
Cỏc phuyong trỡnh húa học:
Ba(NO3)2 + Na2SO4 BaSO4 + 2NaNO3
Ba(NO3)2 + K2CO3 BaCO3 + 2KNO3
CaCl2 + Na2SO4 CaSO4 + 2NaCl
CaCl2 + K2CO3 CaCO3 + 2KCl
CuCl2 + K2CO3 CuCO3 + 2KCl
CaCl2 + 2AgNO3 2AgCl + Ca(NO3)2
2 Điều chế axit glucomic (C6H12O7), Natri etylat (C2H5ONa) và polietilen (-C2H4-)n
C + O2
0 t
CO2
6nCO2 + 5nH2O clorophinas – C6H10O5 – n + 6nO2
– C6H10O5 – n + nH2O t (ax)0 nC6H12O6
C6H12O6 + Ag2O
0
t ( NH )3
C6H12O7 + 2Ag
C6H12O6 men rượu 2C2H5OH + 2CO2
C2H5OH + Na C2H5ONa + ẵ H2
C2H5OH H SO 2 4
o đặc
170 C
C2H4 + H2O
nCH2=CH2
0
t ,xt,P
– CH2=CH2 –n
Lưu ý: Học sinh cú thể chon cỏch khỏc, tuy nhiờn số phương trỡnh phản ứng cú thể nhiều hơn
Bài 2:
1.
* Cỏch 1:
- Cho Al vào đung dịch HCl để điều chế H2:
2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2
- Nung núng hỗn hợp, khử sản phẩm bằng H2 dư Hũa tan chất rắn thu được vào dung dịch HCl dư Lọc kết tủa thu được Cu
CaCO3
0
t
CuO + H2
0 t
Cu + H2O
Fe2O3 + 3H2
0 t
2Fe + 3H2O CaO + 2HCl CaCl2 + H2O
Fe + 2HCl FeCl2 + H2
Al2O3 + 6HCl 2AlCl3 + 3H2O
* Cỏch 2:
-Hũa tan hỗn hợp vào dung dịch HCl dư, thu được dung dịch gồm cỏc muối và HCl
Trang 3CuO + 2HCl CuCl2 + H2O
CaCO3 + 2HCl CaCl2 + H2O + CO2
Fe2O3 + 6HCl 2FeCl3 + 3H2O
Al2O3 + 6HCl 2AlCl3 + 3H2O
- Cho Fe dư vào dung dịch dung dịch, tỏch lấy chất rắn (Fe, Cu) cho vào dung dịch HCl dư Lọc lấy phần rắn khụng tan, thu được Cu
Fe + 2FeCl3 3FeCl2
Fe + CuCl2 FeCl2 + Cu
Fe + 2HCl FeCl2 + H2
2 Mấu chốt từ sơ đồ b BT nguyờn tố C,H,O B: C2H6O
Theo a A: C6H12O6 ; theo c,d D: axit (chọn CH3COOH), E: CH3COOC2H5 ; F: CH3COONa
a C6H12O6
men rượu
2C2H5OH + 2CO2
b C2H5OH + 3O2
0 t
2CO2 + 3H2O
c C2H5OH + O2 men giấmCH3COOH + H2O
d CH3COOH + C2H5OH H SO2 4
o đặc, t
CH3COOC2H5 + H2O
e CH3COOC2H5 + NaOH
0 t
CH3COONa + C2H5OH
f. CH3COONa + NaOH
0
t ,CaO
CH4 + Na2CO3
Bài 3:
1 Gọi a là số mol MO ban đầu
MO + H2
0 t
M + H2O
Chất rắn gồm: MgO, Al2O3, MO, M
Áp dụng quy tắc đường chộo ta cú:
H O2
ddH2SO4
a 0, 05
Al2O3 + 6HCl 2AlCl3 + 3H2O
MgO + 2HCl MgCl2 + H2O
MO + 2HCl MCl2 + H2O
a Chất rắn cũn lại là 2,56 gam kim loại M M = 2, 56
64 0,8.0, 05 g/mol
Kim loại M là Cu
b Dung dịch B: MgCl2, AlCl3, CuCl2, HCl dư
HCl + NaOH NaCl + H2O
AlCl3 + 4NaOH NaAlO2 + 3NaCl + 2H2O
MgCl2 + 2NaOH Mg(OH)2 + 2NaCl
CuCl2 + 2NaOH Cu(OH)2 + 2NaCl
Mg(OH)2
0 t
Cu(OH)2
0
t
CuCl2
n = nCuO(dư) = 0,2.0,05 = 0,01 mol
MgO
n 0, 28.10 0, 01.80 2 (gam)
Phần trăm khối lượng trong hỗn hợp A:
MgO
2
16, 2
16, 2
2 3
2 Đặt cụng thức của hidrocacbon N là CH (x 2)
Trang 4Vì Y qua dung dịch Br2 dư (vì dd chỉ nhạt màu) mà chỉ thu được một hidrocacbon M nên H2 hết Y chỉ toàn các hidrocacbon
CxHy + aH2
0
t (Ni)
CxHy+2a
- Phần 1:
CnH2n+2 + 3n 1
2
O2
0 t
nCO2 + (n+1)H2O
n 4
- Phần 2: Số mol Y = 0,2 mol ;
CO2
n 0, 46(mol); H O
2
n 0, 4 (mol)
C4H10 + 13
2 O2
0 t
4CO2 + 5H2O
CxHy + (x + y
) 4
0 t
xCO2 + y/2H2O
Y
0, 46
0, 2 <4
Mặt khác: Y 0, 4.2
0, 2
< 10 y < 4 (y chẵn) y = 2 thỏa mãn
(Hoặc lý luận:
n n Hỗn hợp X phải có hợp chất có ít nhất 2 liên kết pi N: C2H2)
a Vậy CTPT của M là C4H10 ; N là: C2H2
C4H10 có 2 cấu tạo: CH3-CH2-CH2-CH3 ; CH3-CH(CH3)2
C2H2 có 1 cấu tạo: CHCH
b Theo (1) nM N nY0, 4(mol)
½ X
2 2
4 10
2
2a 10b 2c 0, 4.2 y 0, 08
H : c(mol)
Lưu ý: Có thể sử dụng Quy tắc đường chéo kết hợp bảo toàn mol nguyên tố hidro.
C H
X
n 2 0,17.2 0, 03.10 0, 4.2 n 0,08mol
Bài 4:
a.
CO2
17, 6
44
Gọi x, y, z lần lượt là số mol M2CO3, MHCO3, MCl
M2CO3 + 2HCl 2MCl + H2O + CO2
x 2x 2x x mol
MHCO3 + HCl MCl + H2O + CO2
y y y y mol
Dung dịch B: MCl : 2x+y+z (mol)
HCl
-Phần 1:
KOH
n 0,1 mol
HCl + KOH KCl + H2O
0,1 0,1 0,1 mol
Trang 5-Phần 2: nAgCl 0, 48 mol
HCl + AgNO3 AgCl + HNO3
0,1 0,1 0,1 mol
MCl + AgNO3 AgCl + MNO3
0,38 (0,48 – 0,1) mol
z 0, 36 x
x + y = 0,4
(1) 2x + y + z = 0,38.2 = 0,76
Mặt khác: (2M+60).x + (M+61).(0,4 - x)+ (M+35,5).(0,36 –x) = 43,71
x = 0,76M - 6,53
Vì 0 < x < 0,36 nên từ (2) 0 < 0,76M - 6,53
36,5 < 0,36 8,59 < M < 25,88
Vì M là kim loại kiềm nên M = 23 thỏa mãn M là kali (K)
Với M =23, từ (1,2) x = 0,3 ; y = 0,1 ; z = 0,06
b Bảo toàn số mol clo nHCl(ban đầu) = 0,48.2 – 0,06 = 0,9 mol
V = 0,9.36,5.100
297, 4 10,52.1, 05 ml
Lưu ý: Bài toán trên có thể giải theo những cách khác, như phương pháp sử dụng chất ảo, phương pháp giả
thiết Chúng tôi giới thiệu thêm với bạn đọc cách giải theo chất ảo.
Đặt R = 2M A
3
3 2 2
RCO R(HCO ) RCl
Viết các phương trình hóa học xảy ra (theo các chất mới)
-Phần 1: Tính được HCl dư (như cách 1)
-Phần 2: Tính được
RCl2
n = (0,48 – 0,1):2 = 0,17 mol
Bt mol nguyên tố R nR(muối trong B) = 0,17.2 = 0,34 mol = nA
MA = 43, 71
0,34 128,6 g/mol
Theo tính chất trung bình R + 60 < 128,8 < R + 122 6,8 < R< 68,8 3,4 <M < 34,4
M = { 7; 23}
+) Nếu M = 7 (Li)
2 3 3
Li CO : x(mol) 2x y z 0, 76 LiHCO : y(mol) x y 0, 4
74x 68y 42, 5z 43, 71 LiCl : z(mol)
x < 0 loại
+) Nếu M = 23 (Na)
2 3 3
106x 84y 58, 5z 43, 71 z 0, 06 NaCl : z(mol)
(thỏa mãn)
Bài 5:
a. A 7,84
n 2n-2
mol Y: C H : 0,2 mol
(n 2 ; x 1)
Ca(OH)2
CaCO3
(A) + O2
0 t
CO2 + H2O
Trang 6Khi hấp thụ sản phẩm cháy vào dung dịch Ca(OH)2, đun sôi dung dịch sau phản ứng không thấy xuất hiện kết tủa, chứng tỏ Ca(OH)2 còn dư
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
1,2 1,2 1,2 mol
A
2n 1, 2.1246,86.0, 35n 1, 0mol
Bảo toàn mol C,H 0,15x 0, 2n 1, 2
0, 075y 0,1.(2n 2) 1
(1) (2)
y = 2x X: CxH2x (x 2)
Ta có:
1, 2
0,35
X, Y h¬n nhau 1C
hai chất có chỉ số C lần lượt C3 và C4
Từ (1) 3x + 4n = 24 x chẵn x = 4 ; n = 3
CTPT của X, Y lần lượt là C4H8 ; C3H4
b. mdd(sau phản ứng) = 1,2.44 + 1.18 + 1450 – 120 = 1400,8 gam
Chất tan trong dung dịch là Ca(OH)2 dư
Ca(OH)2
107,3 1, 2.74
1400,8