HSG Nam Định 01-02

Đun hỗn hợp với NaOH d đợc khí B, dung dịch C, phần không tan D.. Cho dung dịch HCl d vào L đến phản ứng hoàn toàn đợc chất rắn M, dung dịch N.. Viết phơng trình các phản ứng.. Làm thế n

Giáo dục và đào tạo

Nam Định

Đề thi chọn học sinh giỏi toàn tỉnh

Năm học 2001-2002

Môn : hoá học - Lớp 9 THCS

Thời gian làm bài : 150 phút

-1 Viết lại sơ đồ và phơng trình phản ứng, điều kiện phản ứng biểu diễn biến hoá sau, trong đó thay các chữ A, B, C, D, E, G, H bằng công thức hoá học cụ thể :

D

CaC2

B E G

A

C H (1,00 điểm) .

2 Hỗn hợp A gồm Al, Mg, Cu Đun hỗn hợp với NaOH d đợc khí B, dung dịch C, phần không tan D Đun D với H2SO4 đặc d đợc khí E, dung dịch G Khí E nặng hơn hidro 32 lần Cho dung dịch NaOH vào G đến d dợc kết tủa H Nung H đợc chất rắn I Chia I thành 2 phần:

- Phần 1 trộn với cacbon nung nóng đợc chất rắn K

- Cho cacbon oxit qua phần 2 nung nóng đến khối lợng không đổi đợc chất rắn L Cho dung dịch HCl d vào L đến phản ứng hoàn toàn đợc chất rắn M, dung dịch N

Viết phơng trình các phản ứng M là gì ? (2,00 điểm)

3 Làm thế nào tách đợc từng chất ra khỏi hỗn hợp gồm Mg, Al2O3, Cu, Ag, bằng phơng pháp hoá học Viết phơng trình các phản ứng (3,00 điểm)

4 Cho dung dịch chứa 18,13 gam một muối của axit cacbonic vào dung dịch chứa 8,4 gam sunfat của một kim loại hoá trị 2 thu đợc 16,31 gam một chất kết tủa (các chất tham gia phản ứng vừa hết) Hãy xác định công thức các chất trong 2 dung dịch ban đầu (4,00 điểm)

5 Hỗn hợp A gồm Ba, BaO, Al, Mg có khối lợng 105,8 gam Chia A thành 2 phần bằng nhau:

- Cho nớc vào phần 1 đun nóng đợc dung dịch B, chất không tan C và 11,2 lít khí D Cho dung dịch Na2SO4 vào dung dịch B đến d thu đợc 69,9 gam kết tủa

- Cho dung dịch HCl d vào phần 2 thu đợc 15,68 lít khí

(Các khí đều đo ở điều kiện tiêu chuẩn)

Tính khối lợng mỗi chất trong hỗn hợp A (6,00 điểm)

6 Hỗn hợp A gồm CnH2n+2 và Cn+4H 2n+10 đều có mạch thẳng Đốt cháy hoàn toàn 20,16 gam hỗn hợp A thu đợc 61,6 gam CO2 Xác định 2 hidro cacbon trong hỗn hợp A (4,00 điểm)

Ghi chú: Thí sinh đợc sử dụng bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học

Sở Giáo dục và đào tạo

Nam Định

hớng dẫn chấm thi chọn học sinh giỏi tỉnh

Năm học 2001 - 2002

Môn : hoá học - Lớp 9

-1 Sơ đồ :

C6H6

CaC2

C2H2 C2H4 C2H6

Đề chính thức

than nóng đỏ

AgC CAg CH2Br – CH2Br

CaC2 + 2H2O  C2H2 + Ca(OH)2

2CH4  C2H2 + 3H2

t 0 , C 3C2H2  C6H6 C2H2 + 2AgNO3 + 2NH3  AgC CAg + 2NH4NO3

AgC CAg + 2HCl  HC CH + 2AgCl

Pd, t )

C2H2 + H2  C2H4

Ni, t 0

C2H4 + H2  C2H6 C2H4 + Br  CH2Br –CH2Br

(Nếu không ghi sơ đồ thì chỉ đợc nửa số điểm)

2 Đun hỗn hợp với NaOH, chỉ có nhôm phản ứng :

2Al + 2NaOH + 2H2O  2NaAlO2 + 3H2 0,25 Khí có thể là H2S hay SO2 , M= 32.2 = 64 E là SO2 0,25

Mg + 2H2SO4 = MgSO4 + SO2 + 2H2O

Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + H2O

MgSO4 + 2NaOH = Mg(OH)2 + Na2SO4 CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4

Mg(OH)2 = MgO + H2O Cu(OH)2 = CuO + H2O MgO + C = Mg + CO CuO + C = Cu + CO CuO + CO = Cu + CO2 MgO + 2HCl = MgCl2 + H2O

3 * Cho hỗn hợp tác dụng với dung dịch NaOH d

Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O Lọc lấy Mg, Cu , Ag

* Dung dịch cho tác dụng với khí CO2 d :

NaAlO2 + CO2 + 2H2O = Al(OH)3 + NaHCO3 Lấy kết tủa nung nóng

2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O

* Lấy hỗn hợp Mg, Cu, Ag cho vào dung dịch HCl d , Mg tan Còn lại

hỗn hợp Cu, Ag

Mg + 2HCl = MgCl2 + H2 Dung dich MgCl2 cho tác dụng với dung dịch NaOH d

MgCl2 + 2NaOH = Mg(OH)2 + 2NaCl Lọc lấy kết tủa đem nhiệt phân :

Mg(OH)2 = MgO + H2O Sau đó trộn với C nung nóng

MgO + C = Mg + CO Thu đợc Mg

* Nung hỗn hợp Cu, Ag trong oxi :

2Cu + O2 = 2CuO

t0

Cho dung dịch NaOH vào dung dịch chúa CuCl2 :

NaOH + HCl = NaCl + H2O CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2 + H2O

* Lấy kết tủa nung nóng đợc CuO :

Cu(OH)2 = CuO + H2O Cho CO qua CuO nung nóng đến khối lợng không đổi thu đợc Cu :

CuO + CO = Cu + CO2 Tách mỗi chất 0,75 điểm x 4 =

(tách mỗi chất : cách làm đợc 0,25 điểm , phơng trình phản ừng: 0,5 điểm ) 3,00

4 Axit cacbonic có hai loại muối (mỗi trờng hợp 2 điểm)

a) Trờng hợp 1 : muối axit

aA(HCO3)n + 0,5an BSO4 = Aa(SO4)0,5an  + B(HCO3)2 0,25 Trong đó : n lã số chẵn thì a = 1

n là số lẻ thì a = 2

18,13 gam A(HCO3)n , tạo thành 16,31 gam muối muối sunfat kết tủa

Có tỉ lệ :

18,13 16,31

aA + 61an aA + 96 0,5an

(Khối lợng mol của A cũng đặt là A, khối lợng mol của B đặt là B))

0,25

18,13 (A+48n) = (A + 61n )16,31

n 1 2 3

A 68,5 137 205.5 0,25 Giá trị thích hợp với n = 2 , a=1 , A là Ba Công thức muối của axit

Phơng trình phản ứng :

Ba(HCO3)2 + BSO4 = BaSO4 + B(HCO3)2

Số mol BaSO4 = 16,31/233 = 0,07

Khối lợng mol của mol BSO4 = 8,4/0,07 = 120 , b = 120 – 96 = 24, B là

Mg Công thức muối sunfat là MgSO4

b Trờng hợp 2: Muối trung tính Công thức của muối là Aa (CO3)0,5an và

BSO4

0,25

0,25

0,25

Aa (CO3)0,5an + o,5anBSO4 = Aa (SO4)0,5an + 0,5an BCO3 0,25 Kết tủa là sun fat hay cacbonat

- Kết tủa là sunfat

Khối lợng mol muối sunfat không tan = aA + 0,5an 96

Khối lợng mol muối cacbonat = aA + 0,5an.60

Ta có tỉ lệ :

aA + 0,5an.60 aA + 0,5an 96

=

18,13 16,31

16,31 (A + 30n) = 18,13 ( A + 48n)

16,31A + 489,3 n = 18,13A + 870,24 n

1,82 A = 489,3n – 870,24n < 0  loại

0,25

0,25 0,25

=

- KÕt tña lµ cacbonat :

Khèi lîng mol cña BSO4 = B + 96

Khèi lîng mol cña BCO3 = B + 60

Cã tØ lÖ : B + 96 B + 60

=

8,4 16,31

16,31 (B + 96) = 8,4 (B + 96)

16,31B + 1565,76 = 8,4B + 806,4  B < 0  lo¹i

0,25

0,25 0,25

5 Khèi lîng 1/2 hçn hîp BaO, Ba, Al, Mg lÇn lît lµ x, y, z, t Khèi lîng mçi

phÇn lµ 153x + 137y + 27z + 24 t = 52,9 (gam)

PhÇn 1 : ë ®©y níc cßn d v× t¹o thµnh dung dÞch 0,25

BaO + H2O = x

Ba(OH)2 x

0,25

Ba + 2H2O =

y Ba(OH)2 + H2 y y

0,25

2Al + Ba(OH)2 + 2H2O =

z

Ba(AlO2)2 + 3H2

z 1,5z

Cã hai t Cã hai trêng hîp : Nh«m tan hÕt vµ nh«m kh«ng tan hÕt

Trêng hîp 1 : Nh«m tan hÕt

Sè mol hi®ro = y + 1,5 z = 11,2/22,4 = 0,5 0,25 Cho Na2SO4 vµo dungdÞch B, cã ph¶n øng :

Sè mol kÕt tña = 69,9/ 233 = 0,3 = sè mol Ba vµ BaO ban ®Çu = x + y 0,25 PhÇn 2 t¸c dông víi HCl d :

Ba + 2HCl =

y BaCl2 + H2 y 0,25

2Al + 6HCl =

z 2AlCl3 + 1,5 H2 1,5 z 0,25

Mg + 2HCl =

t MgCl2 + H2 t 0,25

Sè mol H2 sinh ra = y + 1,5 z + t = 15,68 / 22,4 = 0,7 0,25

Cã hÖ 4 ph¬ng tr×nh :

153x + 137y + 27z + 24 t = 52,9 (a)

y + 1,5 z = 0,5 (b)

x + y = 0,3 (c)

y + 1,5 z + t = 0,7 (d)

Tõ (b) vµ (c)  t = 0,2

Tõ (b) vµ (c)  1,5z - x = 0,2  z = (0,2 + x) / 1,5

Tõ (c)  y = 0,3 – x

153x + 137 (0,3 – x) + 27 ( 0,2 + x)/ 1,5 + 0,2.24 = 52,9

x = 0,1  y = 0,2 ; z = 0,2

Khèi lîng c¸c chÊt :

trong 1/2 hçn hîp A: BaO Ba Al Mg

153 0,1 137 0,2 27.0,2 24.0,2

15,3 27,4 5,4 4,8 (gam)

0,50

BaO + H2O = x

Ba(OH)2

Ba + 2H2O = y

Ba(OH)2 + H2

2Al + Ba(OH)2 + 2H2O =

2(x + y) (x+y)

Ba(AlO2)2 + 3H2

z (x + y) 1,5 (x + y) 0,25 Nhôm còn d z – 2(x+y)

Ba(AlO2)2 + Na2SO4 = BaSO4 + 2NaAlO2 (x + y ) (x + y) 0,25 ( 1 điểm chỗ này là phần lí luận tính để ra kết quả (x + y) = 0,3 )

Số mol BaSO4 = (x + y) = 0,3

Số mol hiđro sinh ra ở phản ứng với nớc = y + 1,5 (x + y) = 0,5

y + 1,5 0,3 = 0,5

y = 0,05

x = 0,3 – 0,05 = 2,05

x là số mol BaO, khối lợng BaO trong hỗn hợp = 153 2,05 = 313,65 vợt quá

khối lợng của 1/2 hỗn hợp là 52,9 (g)  loại

Trờng hợp 1 đúng

0,50 0,50

6 Hai hiđro cacbon là CnH 2n+2 và C n+4 H 2(n+4) + 2 Đặt m = n+4 , công thức

của hiđro cac bon thứ hai là CmH 2m + 2

Đạt số mol nguyên tử czcbon trung bình của hỗn hợp là n , số mol hỗn hợp

là x Khối lợng hỗn hợp là (14n + 2 )x = 20,6 (1)

0,50

0,50 CnH 2n+2 + (3n + 1)/2 = nCO2 + (n + 1) H2O 0,25 CmH 2m + 2 + (3m + 1)/2 = mCO2 + (m + 1) H2O 0,25

Số mol CO2 = nx =20,16/ 44 = 1,4 (2)

Chia (1) cho (2) có : (14n + 2) / n = 20,16 / 1,4

0,56n = 2,8  n = 5

Có hai trờng hợp :

Trờng hợp 1 : n = m = 5 , loại vì m = n + 4

0,25 0,50 0,50 Trờng hợp 2 : n < 5 < n + 4 (3)

n có giá trị 1, 2, 3, 4 Có 4 cặp nghiệm sau :

n 1 2 3 4

m = n + 4 5 6 7 8 0,25 Loại trờng hợp n = 4, m = 5 vì không thoả mãn (3) m = n + 4 > 5

Vậy hỗn hợp gồm 1 trong các trờng hợp sau :

a) C2H6 và C6H14 , công thức cấu tạo : CH3 – CH3 , CH3 – (CH2)4 – CH3

b) C3H8 và C7H16 , công thức cấu tạo : CH3- CH2 – CH3

CH3 –(CH2)5- CH3

c) C4H10 và C8H18, công thức cấu tạo CH3 – (CH2)2 – CH3

CH3 – (CH2)6 – CH3

0,25 0,25 0,25 0,25

-Ghi chú:

1) Cách giải khác đáp án mà đúng, đợc điểm tơng đơng.

2) Điểm nguyên tố là 0,25 Tổng điểm toàn bài là điểm của bài Không làm tròn Về lý luận cũng nh tính toán, từ chỗ sai trở đi sẽ không đợc điểm (đối với những phần liên quan với nhau)

3) Phơng trình phản ứng, nếu có 1 công thức sai : không đợc điểm; nếu cân băng sai thì đợc nửa số điểm của phơng trình đó Nếu 2 phơng trình cân bằng sai,

đợc điểm bằng 1 phơng trình đúng Toàn bài sau khi qui đổi nh vậy nếu còn lai 1 phơng trình cân bằng sai thì tính bằng 1 phơng trình đúng