Cho 10,72 gam hoãn hôïp Fe vaø Cu taùc duïng vôùi 500 ml dung dòch AgNO 3 phaûn öùng hoaøn toaøn xong thu ñöôïc dung dòch A vaø 35,84 gam chaát raén B... a) Chöùng minh B khoâng phaûi h[r]
Trang 1PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9
ĐAKPƠ NĂM HỌC : 2008 – 2009
Giáo viên ra đề Thời gian làm bài 150 phút, không kể thời gian giao đề
Nguyễn Duy Tuấn Anh ( Đề này gồm 5 câu trong một trang)
Câu 1: (1 điểm)
1) Có 4 dung dịch bị mất nhãn : AgNO3, NaOH, HCl, NaNO3
Hãy dùng một kim loại để phân biệt các dung dịch trên Viết các phương trình hoá học để minh hoạ 2) Viết các phương trình hoá học xảy ra cho các thí nghiệm sau:
a) Sục khí SO3 vào dung dịch BaCl2
b) Nung nóng Fe(OH)2 trong không khí
c) Điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn
Câu 2 : ( 2,5 điểm )
Cho a gam Na vào 160 ml dung dịch (D = 1,25 g/ml ) gồm Fe2(SO4)3 0,125M và Al2(SO4)3 0,25M Tách kết tủa nung được 5,24 gam chất rắn
a) Tính a ?
b) Tính C% các chất trong dung dịch sau phản ứng ?
Câu 3:(2 điểm) Hoà tan 43,71 gam hỗn hợp gồm 3 muối Cacbonat, Hiđrocacbonat, Clorua của một kim
loại kiềm ( hoá trị I ) vào một thể tích dung dịch HCl 10,52 % ( D = 1,05 g/ml ) lấy dư được dung dịch A và 17,6 gam khí B
Chia dung dịch A thành hai phần bằng nhau
Phần 1 : Cho tác dụng với AgNO3 dư, được 68,88 gam kết tủa
Phần 2 : Phản ứng vừa đủ với 125 ml dung dịch KOH 0,8 M sau phản ứng cô cạn được 29,68 gam
hỗn hợp muối khan
a) Tìm tên kim loại kiềm ?
b) Tính % khối lượng mỗi kim loại đã lấy ?
c) Tính thể tích dung dịch HCl đã dùng ?
Câu 4 : ( 3 điểm )
Cho 10,72 gam hỗn hợp Fe và Cu tác dụng với 500 ml dung dịch AgNO3 phản ứng hoàn toàn xong thu được dung dịch A và 35,84 gam chất rắn B
a) Chứng minh B không phải hoàn toàn là Ag
b) Cho dung dịch A tác dụng với dung dịch NaOH dư rồi lọc kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 12,8 gam chất rắn Tính nồng độ % về khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu và tính nồng độ mol / lit của AgNO3 ban đầu ?
Câu 5: ( 1,5 điểm )
Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm metan, axetilen và etilen thu được 39,6 gam CO2 và 14,4 gam H2O Mặt khác cho 2,24 lít hỗn hợp X ( ở đktc ) đi từ từ qua nước Brom dư thấy có 19,2 gam brom tham gia phản ứng
a) Tính m
b) Tính % thể tích mỗi khí trong X
Học sinh được sử dụng bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học Hết
Trang 2PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM HỌC SINH GIỎI LỚP 9
ĐAKPƠ NĂM HỌC : 2008 – 2009
Giáo viên ra đề
Nguyễn Duy Tuấn Anh
1 1) -Dùng Cu để thử 4 dung dịch, nhận ra ddAgNO3 nhờ tạo ra dung dịch màu xanh
lam:
Cu + 2AgNO3 Cu(NO3)2 + 2Ag -Dùng dung dịch Cu(NO3)2 tạo ra để thử các dung dịch còn lại, nhận ra ddNaOH nhờ
có kết tủa xanh lơ:
Cu(NO3)2 + 2NaOH Cu(OH)2 + 2NaNO3 -Cho AgNO3 ( đã nhận ra ở trên) vào 2 chất còn lại, nhận ra ddHCl nhờ có kết tủa
trắng Chất còn lại là NaNO3
AgNO3 + HCl AgCl + HNO3 ( HS có thể dùng Cu(OH)2 để thử, nhận ra HCl hoà tan được Cu(OH)2 )
H2SO4 + BaCl2 BaSO4 + 2HCl
b 4Fe(OH)2 + O2 t C0
2Fe2O3 + 4H2O
c 2NaCl + 2H2O
đp có màng ngăn
2NaOH + H2 + Cl2
0,1đ 0,1đ 0,1đ
0,1đ 0,1đ 0,1đ
0,1đ 0,1đ 0,1đ 0,1đ
2 SO4¿3
¿
Fe2¿
n¿
SO4¿3
¿
Al2¿
n¿
2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 ↑
mol
a
23 →
a
a
46 mol
6NaOH + Fe2(SO4)3 → 2 Fe(OH)3 ↓ + 3Na2SO4
0,12 mol <- 0,02 mol → 0,04 mol → 0,06 mol
6NaOH + Al2(SO4)3 → 2Al(OH)3 ↓ + 3 Na2SO4
0,24 mol <- 0,04 mol → 0,08 mol → 0,12 mol
nNaOH=0 , 12+0 , 24=0 ,36 (mol)
Vậy 23a 0,36 => a 8,23
Có hai khả năng xảy ra +) NaOH đủ
+) NaOH dư
Trường hợp 1 : NaOH vừa đủ
0,1đ 0,1đ 0,1đ
0,1đ 0,1đ 0,1đ 0,1đ
0,1đ 0,1đ
Trang 32 Fe(OH)3 ⃗t0 Fe2O3 + 3 H2O
0,04 mol 0,02 mol
2 Al(OH)3 ⃗t0 Al2O3 + 3 H2O
0,08 mol 0,04 mol
Vậy khối lượng của chất rắn= (0,02x 160)+ (0,04x 102)= 7,28 g > 5,24g ( loại )
Trường hợp 2 : NaOH dư
Số mol NaOH dư : = 23a −0 , 36 mol
NaOH + Al(OH)3 → NaAlO2 + 2H2O
Ban đầu : 23a −0 , 36 mol 0,08mol
Phản ứng : 23a −0 , 36 mol → 23a −0 , 36 mol → a
SPỨ : 0 mol 0,44 - 23a mol 23a −0 , 36 mol
2 Fe(OH)3 ⃗t0 Fe2O3 + 3 H2O
0,04 mol 0,02 mol
2 Al(OH)3 ⃗t0 Al2O3 + 3 H2O
(0,44- 23a )mol (0,22- 46a ) mol
Thành phần khối lượng chất rắn
(0,02x 160) + 102( 0,22 - 46a ) = 5,24 -> a= 9,2 gam
n H2 = 469,2=0,2 mol => m H2=0,2 x 2=0,4 (gam)
Khối lượng hỗn hợp = 160 x 1,25= 200 gam
nNa2SO4=0 , 06+0 , 12=0 , 18(mol)=> mNa2SO4=0 , 18 x 142=25 ,56 (gam)
nNaAlO2 = 239,2−0 , 36=0 , 04 mol => mNaAlO2=0 , 04 x 82=3 , 28(gam)
Khối lượng của dung dịch = 9,2 +200-(0,04x107)-78(0,44- 239,2 )-0,4 = 201,4 gam
C%Na2SO4= 25 ,56 201 , 4 x 100=12 ,69 %
C% NaAlO2= 201 , 4 3 ,28 x 100=1 ,6285 %
0,1đ 0,1đ
0,1đ 0,1đ 0,1đ 0,1đ 0,1đ 0,1đ
0,1đ
0,1đ 0,1đ 0,1đ 0,1đ 0,1đ 0,1đ 0,1đ
3 Gọi CTHH của ba muối trên là : M2CO3, MHCO3, MCl
Gọi x, y, z lần lượt là số mol của ba muối trên đã dùng
M2CO3 +2HCl → 2 MCl + CO2 ↑ + H2O
x mol 2x mol 2x mol x mol
MHCO3 + HCl → MCl + CO2 ↑ + H2O
y mol y mol y mol y mol
Giả sử dung dịch A còn dư 2 a mol HCl dư như vậy mỗi phần dung dịch A có a mol HCl dư
12(2 x+ y+ z)molMCl
0,1đ 0,1đ 0,1đ
Trang 4Phản ứng ở phần 1:
HCl + AgNO3 → AgCl ↓ + HNO3
a mol a mol
MCl + AgNO3 → AgCl ↓ + MNO3
1
2(2 x+ y+ z)mol > 12(2 x+ y+ z)mol
Phản ứng ở phần 2:
HCl + KOH → KCl + H2O
a mol a mol a mol
1
2(2 x+ y+ z)molMCl => 29,68 gam hỗn hợp muối khan gồm a mol KCl
Do đó ta có hệ phương trình
x( 2M + 60) + y(M +61) +z(M +35,5) = 43,71
x+ y= 17 , 644 =0,4
a + 12(x + y +z)= 66 , 88
143 ,5=0 , 48
a = 0,125 x 0,8=0,1
12(2 x+ y+ z)(M +35 , 5)+74 ,5 a=29 , 68
Giải hệ phương trình trên ta tìm được M = 23 vậy M là Na
x= 0,3 mol
y= 0,1 mol
z= 0,6 mol
Vậy% Na2CO3= 43 , 71 0,3 x 106 x 100=72 ,75 %
% NaHCO3= 84 x 0,1 43 , 71 x 100=19 , 22 %
% NaCl = 100%-(72,75% + 19,25%)=8,03%
Số mol HCl ban đầu đã dùng = 2x+y+2a = 2 0,3 + 0,1 + 2 0,1 =0,9 mol
Thể tích dung dịch HCl = 10 ,52 1, 05 0,9 36 , 5 100=297 , 4 ml
0,1đ 0,1đ
0,1đ 0,1đ
0,1đ 0,1đ
0,1đ 0,1đ 0,1đ
0,1đ 0,1đ 0,1đ
0,1đ
0,1đ 0,1đ 0,1đ 0,1đ
4 Gọi số mol Fe, Cu trong hỗn hợp lần lượt là a, b ( a, b > 0 )
Giả sử Fe, Cu đã phản ứng hết với AgNO3 theo phản ứng
Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2 Ag ↓
a mol a mol 2a mol
Cu + 2 AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2 Ag ↓
b mol 2b mol
Theo bài ra ta có :
56a + 64b = 10,72
Nhưng 64(a+b) > 56a +64b => 64(a+b)> 10,72
=> a+b > 10 ,7264 =0 , 1675
=> mAg=2a + 2b> 2 0,1675=0,335
0,1đ 0,1đ
0,1đ 0,1đ 0,1đ 0,05đ
Trang 5=> Số gam Ag thu được 108(2a+2b)>0,335.108=36,18 g> 35,84 g
=> Fe và Cu không hết mà còn trong B
Có 2 khả năng đối với B
Giả sử trong B còn dư Fe, Cu còn nguyên
Gọi x là số mol Fe đã phản ứng với AgNO3
Fe + 2 AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2 Ag ↓
xmol x mol 2x mol
Cứ 1 mol Fe tham gia gây tăng 2.108 – 56 ( g )
Vậy x mol Fe tham gia gây tăng (2.108 – 56 ) x = 160 x gam
Mà khối lượng chất rắn tăng : 35,84-10,72=25,12 (g)
=> 160x=25,12 => x= 0,157 mol
NO3¿2
¿
Fe¿
n¿ Dung dịch A + NaOH
Fe(NO3)2 + NaOH → Fe(OH)2 ↓ + 2NaNO3
0,157 mol 0,157 mol
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4 Fe(OH)3
0,157mol 0,157mol
2 Fe(OH)3 ⃗t0 Fe2O3 + 3 H2O
0,157mol 0,0785mol
Khối lượng rắn sau khi nung : 0,0785.160= 12,56 g<12,8 g
Vậy Fe hết trong B còn Cu
* Trong B còn Cu
Gọi số mol Cu tham gia hết là y mol
Cu + 2 AgNO3 -> Cu(NO3)2 + 2 Ag ↓
y mol 2y mol y mol 2y mol
Dung dịch A gồm a mol Fe(NO3)2
y mol Cu(NO3)2
Chất B gồm : (2a+2y) mol Ag
(b-y) mol Cu
Phản ứng của dung dịch A
Fe(NO3)2 + NaOH → Fe(OH)2 ↓ + 2NaNO3
a mol a mol
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4 Fe(OH)3
a mol a mol
2 Fe(OH)3 ⃗t0 Fe2O3 + 3 H2O
a mol 0,5 a mol
Cu(NO3)2 + 2 NaOH -> Cu(OH)2 ↓ + 2 NaNO3
y mol y mol
Cu(OH)2 ⃗t0 CuO + H2O
y mol y mol
0,05đ
0,1đ
0,1đ 0,1đ 0,1đ 0,1đ 0,1đ 0,1đ 0,1đ
0,1đ 0,1đ
0,1đ 0,1đ 0,1đ 0,1đ 0,1đ 0,1đ 0,1đ 0,1đ
0,15đ
Trang 6Ta có hệ phương trình : 56a + 64 b= 10,72
108(2a+2y) +64(b-y)= 35,84
160.0,5a + 80y =12,8
Giả hệ ta có: a=0,1mol ; b=0,08mol ; y = 0,06 mol
%Fe= 10 ,72 0,1 x 56 x 100=52 ,2 % % Cu =100- 52,2=47,8%
Tính CM của AgNO3
Ta có nAgNO3=2nFe=0,2 mol
nAgNO3=2nCu=0,12 mol
CM (AgNO3 ) = 0,2+0 ,120,5 =0 , 64 M
0,15đ 0,1đ
0,05đ 0,05đ 0,1đ
CO 2=39 , 6
44 =0,9(mol);n H2O=14 , 4
18 =0,8(mol);nBr 2=19 , 2
160 =0 , 12; nX=2 , 24
22, 4=0,1(mol)
Đặt x, y, z lần lượt là số mol của CH4 , C2H2 , C2H4
CH4 + 2O2 ⃗t0 CO2 + H2O (1)
x mol xmol x mol
2C2H2 + 5O2 ⃗t0 4CO2 + 2H2O ( 2 )
y mol 2ymol y mol
C2H4 + 3O2 ⃗t0 2CO2 + 2H2O ( 3 )
z mol 2zmol 2z mol
Mặt khác giả sử số mol của m gam hỗn hợp lớn gấp a lần số mol trong 0,1 mol hỗn hợp X
C2H2 + 2Br2 ❑⃗ C2H2Br4 ( 4 )
C2H4 + Br2 ❑⃗ C2H4Br2 ( 5 )
Từ 1, 2, 3, 4, 5 ta có hệ phương trình
¿
x+2 y +2 z=0,9
x+ y +2 z=0,8
x + y +z=0,1a
2 y + z=0 ,12 a
¿{ { {
¿
Giải hệ ta có
¿
x =0,1 y=0,2 z=0,2 a=5
¿{ { {
¿
m = 0,1 16 + 0,2 26 + 0,2 28 = 12,4 ( gam )
0,1+0,2+0,2=20 %
0,1+0,2+0,2=40 %
0,1+0,2+0,2=40 %
0,2đ
0,1đ 0,1đ 0,1đ
0,1đ 0,1đ 0,1đ 0,3 đ
0,1đ 0,1đ 0,1đ 0,1đ
Học sinh có thể giải nhiều cách khác nhau nhưng kết quả đúng vẫn cho điểm tối đa