- Cho dung dịch MgSO4 vừa nhận biết được vào các mẫu thử còn lại, mẫu thử nào xuất hiện kết tủa trắng là BaCl2.. - Cho dung dịch BaCl2 vừa nhận biết được vào các mẫu thử còn lại, mẫu thử[r]
Trang 1PHÒNG GD & ĐT MỘ ĐỨC ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG NĂM 2012.
Trường THCS Đức Hiệp Môn: Hóa học 9 Thời gian: 120’
ĐỀ:
Câu 1: ( 5đ )
Khử hoàn toàn 16 gam bột oxit sắt A bằng khí CO ở nhiệt độ cao Sau khi phản ứng kết thúc, khối lượng chất rắn giảm 4,8 gam
a/ Xác định công thức của oxit sắt A
b/ Từ oxit sắt A, thực hiện chuyển hóa sau bằng các phương trình hóa học với điều kiện thích hợp (nếu có):
(A) + CO → (B) + CO2
(B) + HCl → (C) + H2
(C) + Cl2→ (D)
(C) + NaOH→ (E) + (G)
(D) + NaOH→ (F) + (G)
(E) + + → (F)
(E) + → A + H2O
(F) → A + H2O
Câu 2: ( 3đ )
Có 5 lọ mất nhãn, mỗi lọ đựng một dung dịch không màu sau: NaCl, Na2SO4, MgSO4,
Al2(SO4)3, BaCl2 Chỉ được dùng một oxit (rắn), làm thế nào nhận biết dung dịch đựng trong mỗi lọ bằng phương pháp hóa học? Viết các phương trình hóa học
Câu 3: ( 3đ )
Nêu hiện tượng, viết các phương trình hóa học xảy ra trong các thí nghiệm sau:
c) Dẫn từ từ khí SO2 vào dung dịch brom d) Dẫn từ từ CO2 vào dung dịch NaAlO2 và khuấy đều
Câu 4: ( 3đ )
Cho m gam bột Zn vào 500 ml dung dịch Fe2(SO4)3 0,24M Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, khối lượng dung dịch tăng thêm 9,6 gam so với khối lượng dung dịch ban đầu Tính m
Câu 5: ( 6đ )
Một hỗn hợp bột X gồm sắt và kim loại M có hóa trị không đổi Nếu hòa tan hết m (g) hỗn hợp
X trong dung dịch HCl thì thu được 7,84 lít H2 (đktc) Nếu cho m (g) hỗn hợp X tác dụng hoàn
toàn với khí clo thì thể tích clo cần dùng là 8,4 lít (đktc) Biết tỉ lệ số mol của sắt và M trong hỗn hợp là 1 : 4
a/ Xác định kim loại M biết m = 8,2 gam
Trang 2b/ Nếu hòa tan hoàn toàn m ( gam ) hỗn hợp X bằng 750 ml dung dịch H2SO4 đặc,nóng có nồng
độ 1 mol/lít thì thu được dung dịch Y và V lít khí SO2 ( đktc ) Hấp thụ hoàn toàn V lít SO2
dd BaCl2 dư vào dd A1 Tính khối lượng kết tủa thu được?
====== HẾT ======
Trang 3ĐÁP ÁN ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG NĂM 2012
Môn: Hóa Học 9
→ mO trong A = 4,8 gam→ nO trong A = 4,8 : 16 = 0,3 mol
→ mFe trong A = 16 – 4,8 = 11,2 gam → nFe trong A = 11,2 : 56 = 0,2 mol
Gọi CTHH của oxit sắt A có dạng: FexOy ( x, y nguyên dương, tối giản )
- Ta có: x : y = 0,2 : 0,3 = 2 : 3
→ CTHH của A là: Fe2O3
b) PTHH:
Fe2O3 + CO → Fe + CO2
Fe + HCl → FeCl2 + H2
FeCl2 + Cl2→ FeCl3
Fe(OH)2 + O2 + H2O → Fe(OH)3
Fe(OH)2 + O2→ Fe2O3 + H2O
Fe(OH)3 → Fe2O3 + H2O
* Cách nhận biết các hóa chất trên:
- Trích mỗi chất ở trên một ít để làm mẫu thử
- Lần lượt cho Na2O đến dư vào các mẫu thử trên:
+ Mẫu thử nào xuất hiện kết tủa keo trắng sau đó tan dần là Al2(SO4)3
PTHH:
Al2(SO4)3 + 6NaOH → 2Al(OH)3 + 3Na2SO4
+ Mẫu thử nào xuất hiện kết tủa trắng là MgSO4
PTHH:
Na2O + H2O → NaOH + H2
MgSO4 + 2NaOH → Mg(OH)2 + Na2SO4
nào xuất hiện kết tủa trắng là BaCl2
PTHH: BaCl2 + MgSO4 → BaSO4 + MgCl2
- Cho dung dịch BaCl2 vừa nhận biết được vào các mẫu thử còn lại, mẫu thử nào
xuất hiện kết tủa trắng là Na2SO4
Trang 4PTHH: Na2SO4 + BaCl2 → BaSO4 + 2NaCl.
- Còn lại là NaCl
- PTHH:
CuSO4 + NaOH → Cu(OH)2 + Na2SO4
b) - Hiện tượng: xuất hiện kết tủa keo trắng sau đó tan dần
- PTHH:
KOH + Al(OH)3 → KAlO2 + 2H2O
c) Hiện tượng: màu da cam của dung dịch brom bị nhạt dần
PTHH: SO2 + Br2 + 2H2O → 2HBr + H2SO4
d) Hiện tượng: xuất hiện kết tủa keo trắng
PTHH:
2NaAlO2 + CO2 + 3H2O → 2Al(OH)3 + Na2CO3
4 nFe2(SO4)3 đề cho = 500.0,24 :1000= 0,12 mol
- Gọi a là số mol Zn tương ứng có trong m gam
- Vì phản ứng giữa Zn và Fe2(SO4)3 xảy hoàn toàn nên ta xét ba trường hợp:
*TH 1: Zn dư → chỉ xảy ra phản ứng sau:
3Zn + Fe2(SO4)3 → 3ZnSO4 + 2Fe ( 1 )
Từ ( 1 ) → nZn pứ= 3nFe2(SO4)3 bđ= 3.0,12= 0,36 mol →nZn dư = a – 0,36
và nFe thu được= 2nFe2(SO4)3 bđ= 2.0,12= 0,24 mol
- Theo đề ta có khối lượng dung dịch sau phản ứng tăng thêm 9,6 gam nên ta có :
mdung dịch sau – mdung dịch bđ = 9,6
→ (mdd Fe2(SO4)3 bđ + mZn bđ - m chất rắn thu được) – mdd Fe2(SO4)3 bđ = 9,6
→ mZn bđ - m chất rắn thu được = 9,6 → mZn bđ -mZn dư – mFe thu được = 9,6
→ 65a -65( a – 0,36 ) – 56.0,24 = 9,6 → a = 0 ( không thỏa mãn điều kiện đề bài) → TH này bị loại
*TH 2: Fe2(SO4)3 dư → cũng xảy ra các phản ứng ( 1 )
Từ ( 1 ) → nFe2(SO4)3 pứ (1) = a/3 ( mol ) và nFe thu được ở pứ ( 1 )= 2a/3 ( mol )
→ nFe2(SO4)3 dư sau pứ (1) = ( 0,12 – a/3 ) ( mol )
- Nhưng sau phản ứng ( 1 ) thì Fe thu được sau phản ứng sẽ tiếp tục phản ứng với
Fe2(SO4)3 dư theo phản ứng sau:
Fe + Fe2(SO4)3 → 3FeSO4 ( 2 )
Trang 5- Ở phản ứng ( 2 ) có hai khả năng có thể xảy ra:
+ Khả năng 1: Fe dư, Fe2(SO4)3 hết
Từ ( 2 ) → nFe (2) = nFe2(SO4)3 dư sau (1) = ( 0,12 – a/3 ) mol
→ số mol Fe còn lại sau phản ứng ( 1 ) và ( 2 ) là ( a– 0,12 ) mol
- Theo đề ta có: mdd sau pứ - mdd bđ = 9,6
→ mZn bđ - mchất rắn = 9,6→ 65a - 56( a– 0,12 ) = 9,6→ a= 0,32 (thỏa mãn điều kiện
đề bài )→ mZn = 0,32.65 = 20,8 gam
+ Khả năng 2: Fe hết, Fe2(SO4)3 dư
→ mdd sau pứ = mdd Fe2(SO4)3 bđ + mZn bđ
-Ta lại có: mdd sau pứ - mdd bđ = 9,6→ mZn bđ = 9,6→ 65a=9,6→ a= 0,15
→ nFe2(SO4)3 dư sau pứ (1) = 0,07 mol
-Từ ( 2 ) → nFe2(SO4)3 pứ (2) = nFe thu được ở pứ (1) = 0,1 mol > 0, 07→ vô lí
→ Khả năng không xảy ra
*TH 3: Fe2(SO4)3 và Fe đều phản ứng hết → chỉ xảy ra phản ứng ( 1 )
-Từ ( 1 ) → nZn = 3nFe2(SO4)3 = 3.0,12 = 0,36 mol
→ mZn = 0,36.65 = 23,4 gam
-Thử lại:
Ta có: mdd sau pứ - mdd bđ = 9,6
→ (mdd Fe2(SO4)3 bđ + mZn bđ - m chất rắn thu được) – mdd Fe2(SO4)3 bđ = 9,6
→ mZn bđ = 9,6 < 23,4→ vô lí→ TH này bị loại
Vậy: m = 20,8 gam
trong m gam X
- Khi cho hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HCl thì xảy ra các phản ứng sau:
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 ( 1 )
2M + 2nHCl → 2MCln + nH2 ( 2 )
Từ ( 1 ) và ( 2 ), theo đề ta có: nH2 = a + bn/2 = 7,84 : 22,4 = 0,35 ( mol ) ( I )
- Khi cho hỗn hợp X tác dụng với khí Clo thì xảy ra các phản ứng sau:
2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3 ( 3 )
2M + nCl2 → 2MCln ( 4 )
Từ ( 3 ) và ( 4 ), theo đề ta có: nCl2 = 3a/2 + bn/2 = 8,4 : 22,4 = 0,375 ( mol ) ( II ) Giải hệ phương trình gồm ( I ) và ( II ) ta được: a = 0,05 và bn = 0,6
mFe= 0,05.56 = 2,8 gam → mM = 8,2 – 2,8 = 5,4 gam
Ta lại có: nFe : nM = 1 : 4
Trang 6→ nM = b = 4nFe = 4.0,05 = 0,2 mol
→ n = 0,6 : 0,2 =3
Và MM = 5,4 : 0,2 = 27
Vì M là kim loại có khối lượng mol là 27 và có hóa trị 3 nên M là nhôm ( Al ) b) nH2SO4 = 750.1:1000= 0,75 mol
Khi cho hỗn hợp X tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc thì xảy các phản ứng sau: 2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O ( * )
2Al + 6H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O ( ** )
Từ ( * ) và ( ** ) ta có: nSO2 thu được = 3a/2 + 3b/2 = 0,375 mol
Trong dung dịch A có: nNa2SO3 = 0,2.1,5 = 0,3 mol và nNaOH = 0,2.0,75 = 0,15 mol Khi dẫn khí SO2 vào dung dịch A thì SO2 phản ứng với NaOH trước
Vì nNaOH : nSO2 = 0,15 : 0,375 = 0,4 < 1 → SO2 tác dung với NaOH tạo ra muối axit theo phản ứng sau:
Từ ( 5 )→ số mol SO2 cần để 0,15 mol NaOH phản ứng hết là 0,15 mol < 0,375
→ nSO2 dư = 0,375 – 0,15 = 0,225 mol
Vì SO2 dư nên sẽ tiếp tục phản ứng với Na2SO3 theo phản ứng sau:
Na2SO3 + SO2 + H2O → 2NaHSO3 ( 6 )
Từ ( 6 )→ số mol Na2SO3 để 0,225 mol SO2 phản ứng hết là: 0,225 mol < 0,3 → nNa2SO3 dư = 0,3 – 0,225 = 0,075 mol
Khi cho dung dịch BaCl2 vàodung dịch A1 thu được sau 2 phản ứng ( 5 ) và ( 6 ) thì xảy ra phản ứng sau:
BaCl2 + Na2SO3 → BaSO3 + 2NaCl ( 7 )
Từ ( 7 ) → nBaSO3 thu được = nNa2SO3 = 0,075 mol
→ mkết tủa = 0,075.217 = 16,275 gam