Mỗi trường hợp chỉ dùng duy nhất một dung dịch chứa một chất tan và lượng oxit hoặc kim loại cần tách vẫn giữ nguyên khối lượng ban đầu... Từ 2: ** Từ * và ** ta có: Error![r]
Trang 1ĐỀ LUYỆN THI HỌC SINH GIỎI HUYỆN NĂM HỌC 2010 – 2011
( Đề số 1) Thời gian: 150 phỳt ( khụng kể thời gian phỏt đề) Thớ sinh: Trường: SBD:
Cõu 1 ( 4,0 điểm):
Xỏc định cỏc chất X1, X2, X3, X4, X5, X6 và hoàn thành phương trỡnh hoỏ học của cỏc phản ứng sau ( ghi rừ điều kiện phản ứng, nếu cú):
a X1 + H2O ❑⃗ X2 + X3 + H2
b X2 + X4 ❑⃗ BaCO3 + K2CO3 + H2O
c X2 + X3 ❑⃗ X1 + X5 + H2O
d X4 + X6 ❑⃗ BaSO4 + K2SO4 + H2O + CO2
e X5 + HCl ❑⃗ X1 + X3 + H2O
Cõu 2 ( 3,5 điểm):
Chỉ dựng thờm giấy quỳ tớm, trỡnh bày cỏch nhận biết cỏc dung dịch sau: Na2SO4, NaHCO3, NaCl, BaCl2, AlCl3, NaHSO4 (không trình bày ở dạng bảng hoặc sơ đồ)
Cõu 3 (3,0 điểm ):
A là hỗn hợp gồm CuO, Al2O3 và Fe3O4 Để hoà tan 4,94 gam A cần 360 ml dung dịch HCl 0,5M Nếu lấy 0,2 mol hỗn hợp A cho tỏc dụng với với H2 dư ở nhiệt độ cao thỡ sau phản ứng thu được 5,4 gam H2O Tớnh % khối lượng mỗi chất trong A
Cõu 4 ( 3,5 điểm):
Cho khớ CO đi qua m gam hỗn hợp CuO và Fe2O3 nung núng được 17,6 gam hỗn hợp chứa 6 chất rắn và 11,2 lớt khớ B cú tỷ khối đối với khớ oxi bằng 1,275 Dẫn toàn bộ lượng khớ B vào 342 gam dung dịch Ba(OH)2 16% thu được a gam kết tủa Tớnh m và a
( cỏc thể tớch khớ đo ở đktc)
Cõu 5 ( 3,0 điểm):
Hũa tan hoàn toàn 49,6 gam hỗn hợp A gồm Fe, FeO, Fe3O4 và Fe2O3 bằng H2SO4 đặc, núng thu được 8,96 lớt SO2 ( đktc) và dung dịch B chỉ chứa một chất tan Tớnh % khối lượng của oxi trong A
Cõu 6 ( 3,0 điểm):
Cho a gam kim loại M tỏc dụng với oxi thu được 9,6 gam hỗn hợp M và MO Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp đú bằng dung dịch HCl thỡ thu được dung dịch chứa 28,5 gam muối Xỏc định M và tớnh giỏ trị của a
( Cho: Fe = 56; O = 16; Cu = 64; Al = 27; H = 1; Ba = 137; Zn = 65; Mg = 24; Ca = 40)
Trang 2
-Đáp án:
Câu 1:
a X1: KCl; X2: KOH; X3: Cl2 ( đpdd có màng ngăn)
b X4: Ba(HCO3)2
c X5: KClO3 ( với đk đun nóng hoặc ghi 1000C ) hoặc KClO
d X6: KHSO4
e HCl đặc
Mục a: 1 điểm; các mục còn lại mỗi mục 0,75 điểm
- Thiếu điều kiện mỗi pư trừ 0,25 điểm, chưa cân bằng trừ 0,25 điểm
- Nếu trong phương trình có công thức viết sai thì phương trình đó bị điểm 0
- Nếu trong mục a chỉ ghi đpdd thì trừ 0,25 điểm, nếu không ghi điều kiện thì không cho điểm mục a
Câu 2:
NaHCO3: làm quỳ tím hóa xanh: 0,25
AlCl3, NaHSO4: Đỏ ( nhóm 1) : 0,25
Na2SO4, NaCl, BaCl2 : Tím ( không làm đổi màu giấy quỳ) ( nhóm 2) : 0,25
-Dùng dd NaHCO3 làm thuốc thử để nhận biết các chất ở nhóm 1:
NaHSO4: có khí không màu thoát ra ( kèm theo pt): 0,75
AlCl3: Vừa có khí không màu thoát ra vừa có kết tủa keo trắng xuất hiện ( kèm theo pt): 0,75
-Dùng dd NaHSO4 vừa nhận được để nhận biết các chất ở nhóm 2:
BaCl2: Có kết tủa trắng xuất hiện ( kèm theo pt) : 0,5
NaCl, Na2SO4: Không có hiện tượng gì
-Dùng dd BaCl2 nhận biết 2 chất còn lại:
Na2SO4: Có kết tủa trắng xuất hiện ( kèm theo pt): 0,5
NaCl: Không có hiện tượng gì : 0,25
Câu 3:
CuO: a ( mol);
Fe3O4: b (mol)
Al2O3: c ( mol)
80a + 232b + 102c = 4,94 (g) ( I)
nHCl = 2a + 8b + 6c = 0,18 ( mol) (II)
Theo đề: 0,2 mol hỗn hợp A pư tạo ra 0,3 mol H2O
Mặt khác: ( a + b + c) mol hỗn hợp A pư tạo ra ( a + 4b) mol H2O
Suy ra ta có tỉ lệ: 0,2/ ( a + b + c) = 0,3/ ( a + 4b) → a – 5b + 3c = 0 ( III)
Giải hệ pt ( I, II, III) ta được: a = 0,02 ( mol); b = 0,01 ( mol); c = 0,01 ( mol)
→ %m mỗi chất
HD chầm:
5 pư: mỗi pư cho 0,25 điểm
- Pt ( I) và (II) mỗi pt cho 0,25 điểm
- pt (III): 0,5 điểm
Kết quả giải hệ 3 pt: 0,25 điểm
Kết quả % khối lượng của 3 chất: 0,5 điểm
Câu 4:
Trang 3- Viết 4 pt: mỗi pt 0,25 điểm
CO2: a mol
CO: b mol
a + b = 0,5 ( mol) ( I)
44a + 28b = 1,275.32.0,5 = 20,4 ( II)
Giải hệ pt( I) và (II) ta được: a = 0,4 (mol) và b = 0,1 ( mol)
- 0,5 điểm Theo (1,2,3,4): nO (oxit)pư = nCO2 = 0,4 ( mol)
m = 17,6 + 16.0,4 = 24 (g)
- 0,5 điểm
nBa(OH)2 = 342.16/( 100.171) = 0,32 ( mol)
Vì 1 < nCO2/ nBa(OH)2 = 0,4/0,32 < 2 suy ra: có 2 muối tạo thành
Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3 + H2O
0,32 0,32 0,32
- 0,75 điểm BaCO3 + CO2 + H2O → Ba(HCO3)2
0,08 (0,4 – 0,32)
mBaCO3 ( dư) = 0,32 – 0,08 = 0,24 ( mol)
mBaCO3 = 197 0,24 = 47,28 ( g)
- 0,75 điểm Câu 5: nSO2 = 0,4 (mol); mỗi trường hợp giải đúng cho 1,5 điểm
Trường hợp 1: Chất tan trong dd B là muối FeSO4
Để đơn giản ta giải bài toán trên theo phương pháp quy đổi
Quy đổi hỗn hợp 4 chất trên về hỗn hợp chỉ chứa Fe2O3 và Fe
Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O (1)
x x
2Fe + 6H2SO4 ( đặc, nóng) → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (2)
0,8/3 0,4/3 0,4
Fe + Fe2(SO4)3 → 3FeSO4 (3)
- 0,5 điểm
Theo (3): số mol Fe = số mol Fe2(SO4)3 = ( x + 0,4/3) ( mol)
Ta có: 160x + 56.( 0,8/3 + x + 0,4/3) = 216x + 22,4 = 49,6 (g)
Suy ra: x = 17/135 (mol)
- 0,5 điểm
nO = 3.17/135 = 17/45 ( mol)
%mO = 12,186%
- 0,5 điểm
Trường hợp 2: Chất tan trong dd B là muối Fe2(SO4)3
Quy đổi hỗn hợp 4 chất trên về hỗn hợp chỉ chứa FeO và Fe2O3
FeO + 4H2SO4 ( đặc, nóng) → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O
0,4 0,4
Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O
- 0,5 điểm
mFe2O3 = 49,6 - 72.0,4 = 20,8 ( g)
nFe2O3 = 20,8/160 = 0,13 ( mol)
- 0,5 điểm
Trang 4nO = 3.0,13 + 0,4 = 0,79 ( mol)
→ %mO = 25,484%
- 0,5 điểm
Câu III ( 4 điểm):
Chia 68,8 gam hỗn hợp X gồm Fe và một oxit của sắt thành 2 phần Hòa tan hết phần 1 vào 200
gam đung dịch HCl 14,6% thu được dung dịch A và 2,24 lít khí H2 ( đktc) Thêm 33 gam nước vào dung dịch A được dung dịch B Nồng độ của HCl trong dung dịch B là 2,92%
1 Xác định công thức hóa học của oxit sắt trong hỗn hợp X
2 Hòa tan hết phần 2 ( có khối lượng gấp 3 lần phần 1) vào dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu được V lít khí SO2 ( đktc) Tính V
Câu IV: 1 Trình bày phương pháp tách CuO ra khỏi hỗn hợp CuO, Al2O3, SiO2 ( ở dạng bột)
và tách Ag ra khỏi hỗn hợp Ag, Cu, Fe (ở dạng bột) Mỗi trường hợp chỉ dùng duy nhất một
dung dịch chứa một chất tan và lượng oxit hoặc kim loại cần tách vẫn giữ nguyên khối lượng ban đầu
2 Cho phản ứng sau:
A + H2SO4 ( đặc, nóng) ❑⃗ Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O Xác định công thức hóa học có thể có của A và viết PTHH minh họa
Trang 5Hướng dẫn học sinh giải bài tập như sau:
Cỏc PTHH khi cho phần 1 vào dung dịch HCl:
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (1)
FexOy + 2yHCl → FeCl2y/x + yH2O (2)
0,5
nHCl ban đầu = 100.36,5
6 , 14 200
= 0,8(mol)
) ( 1 , 0 4 , 22
24 , 2
→ 0 , 1 2 0 , 2 ( )
0,25
T (1): nừ Fe = nH2
= 0,1(mol) => mFe = 0,1 56 = 5,6(g)
) ( 6 , 11 6 , 5 2
4 , 34
g m
y
x O
→
) ( 16 56
6 , 11
mol y x
n
y
x O Fe
(*)
0,5
Từ (1): nHCl = 2 Error! Objects cannot be created from editing field codes.= 2.0,1= 0,2(mol)
mddA = 200 + Error! Objects cannot be created from editing field codes mddB = 217 + 33 =
250(g)
0,5
nHCl dư =
) ( 2 , 0 5 , 36
100
92 , 2
250
mol
nHCl ở (2) = 0,8 - 0,2 - 0,2 = 0,4(mol)
0,25
Từ (2):
) ( 2 , 0 4 , 0 2
1
2
1
mol y
y
n y
y
(**)
0,5
Từ (*) và (**) ta có:
Error! Objects cannot be created from editing field codes.= Error! Objects cannot be
created from editing field codes.→ Error! Objects cannot be created from editing field codes.
Vậy cụng thức Oxit sắt là: Fe3O4
0,5
Cỏc PTHH khi cho phần 2 vào dung dịch H2SO4 đặc nóng:
2Fe + 6H2SO4 đặc t o Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (3)
2Fe3O4 + 10H2SO4 đặc t o 3Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O (4)
Cụ thể: Fe + Fe2(SO4)3 → 3FeSO4 (5)
0,75
Nếu H2SO4 dư (5) không xẩy ra:
→ n SO2
max =2
3
Fe
1
O Fe
2
1 1 , 0 2
3
= 0,175(mol) → V SO2
max = 3,92(lít)
0,25 Nếu H2SO4 không dư: (5) xẩy ra:
2
SO
n
min nFe ở (5) = n Fe2(SO4)3
ở (3) và (4) Đặt nFe (5) = x(mol) => nFe (3) = 0,1 - x
→n Fe2(SO4)3
ở (3) và (4) =2(0,1 )
1
x
+ 2.0,05 3
→ cỳ pt: 2(0,1 )
1
x
+2.0,05
3
= x => x = 3
25 , 0
1
Trang 6nFe (3) = 0,1 - 3
25 , 0
= 3
05 , 0
Khi đó n SO2
min = 2.0,05
1 3
05 , 0 2
3
= 0,05 (mol)
=> V SO2
min = 0,05 22,4 = 1,12 (lớt)
Vậy khoảng giá trị có thể nhận của V là: 1,12 ≤ V ≤ 3,92