HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN HÓA HỌC Đáp án Cho khí CO2 lội từ từ qua dd BaOH 2 cho đến dư CO2, khi phản ứng kết thúc lấy dung dịch đem nung nóng thấy hiện tượng sau: Dung dịch BaOH2 trong suốt bị[r]
Trang 1PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI HỌC CHỌN SINH GIỎI THCS CẤP TỈNH HUYỆN KIM THÀNH ĐỀ THI MÔN : HÓA HỌC
Khóa ngày 27 tháng 2 năm 2013
ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian làm bài : 150 phút
(đề gồm 2 trang) (không kể thời gian phát đề)
-
-Câu 1: (4,5điểm)
1 Nêu hiện tượng và viết phương trình phản ứng xảy ra (nếu có) khi:
a Cho khí CO2 lội từ từ qua dung dịch Ba(OH)2 cho đến dư khí CO2, khi phản ứng kết thúc lấy dung dịch đem nung nóng
b Cho khí SO2 lội từ từ vào dung dịch Brom, sau đó thêm dung dịch BaCl2 vào
2 Trình bày 5 phương pháp hóa học khác nhau để điều chế Bazơ, mỗi phương pháp cho một
ví dụ
3 Hãy dùng các phương trình hóa học để giải thích vì sao không được bón chung các loại phân đạm: đạm 2 lá NH4NO3, đạm sunfat (NH4)2SO4 và urê CO(NH2)2 với vôi hoặc tro bếp (chứa K2CO3) Biết rằng trong nước urê chuyển hóa thành amoni cacbonat (NH4)2CO3
Câu 2: (3 điểm)
1 Cho M là một kim loại Xác định các chất B, C, D, E, M, X, Y, Z và viết các phương trình hóa học theo dãy biến hóa sau:
2 Người ta cho các chất MnO2, KMnO4, K2Cr2O7 tác dụng với HCl để điều chế khí Clo theo các phương trình phản ứng sau:
MnO2 + HCl -> MnCl2 + H2O + Cl2
KMnO4 + HCl -> KCl + MnCl2 + H2O + Cl2
K2Cr2O7 + HCl -> K2O + Cr2O3 + H2O + Cl2
a) Hãy cân bằng các phản ứng trên
b) Nếu muốn điều chế một lượng khí Clo nhất định thì chất nào trong ba chất trên tiết kiệm được HCl nhất
c) Nếu các chất trên có cùng số mol tác dụng với HCl thì chất nào tạo được nhiều Clo nhất
d) Nếu các chất trên có cùng khối lượng thì chất nào tạo được nhiều Clo nhất
viết phương trình hóa học xảy ra?
Câu 4: (1,5 điểm) Không dùng thêm thuốc thử nào khác, hãy phân biệt các dung dịch không màu:
MgCl2, NaOH, NH4Cl, BaCl2, H2SO4 đựng trong các lọ mất nhãn?
Câu 5: (2 điểm)
Bình A chứa hỗn hợp dung dịch gồm a mol CuSO4 và b mol FeSO4 Thực hiện các thí nghiệm sau:
- Thí nghiệm 1: Cho c mol Mg vào bình A, sau khi phản ứng kết thúc dung dịch chứa 3 muối
- Thí nghiệm 2: Cho c mol Mg vào bình A, sau khi phản ứng kết thúc dung dịch chứa 2 muối
B
C
+HCl
+NaOH +Z
+ X
+ Y+Z
Trang 2- Thí nghiệm 3: Tiếp tục cho thêm c mol Mg vào bình A, sau khi phản ứng kết thúc dung dịch chứa 1 muối
Tìm mối quan hệ giữa a, b và c trong mỗi thí nghiệm
Câu 6: (3,5 điểm)
Hòa tan hoàn toàn 14,2 gam hổn hợp X gồm MgCO3 và muối cacbonat của kim loại R vào dung dịch HCl 7,3% vừa đủ, thu được dung dịch D và 3,36 lít CO2 (đktc) Nồng độ MgCl2 trong dung dịch D là 6,028% Xác định kim loại R và thành phần % theo khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp
Dẫn toàn bộ khí thu được vào 180ml dung dịch Ba(OH)2 1M thu được 33,49gam kết tủa
Tính thành phần phần trăm khối lượng của mỗi chất có trong hỗn hợp X
(Cho Mg = 24, C = 12, Ca = 40, Al = 27, H = 1, Fe = 56, Zn = 65, Ba = 137, O = 16, Cl = 35,5)
HẾT
Trang 3-PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THCS CẤP TỈNH
Khóa ngày 27 - 2 - 2012
HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN HÓA HỌC
1a
(1,0)
Cho khí CO2 lội từ từ qua dd Ba(OH)2 cho đến dư CO2, khi phản ứng kết thúc lấy
dung dịch đem nung nóng thấy hiện tượng sau:
Dung dịch Ba(OH)2 trong suốt bị vẩn đục, sau đó kết tủa tan được dung dịch trong
suốt
CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O
BaCO3 + CO2 + H2O Ba(HCO3)2
Lấy dung dịch đem đun nóng thấy xuất hiện kết tủa trắng (sủi bọt khí, kết tủa trắng)
Ba(HCO3)2
0
t
BaCO3 + CO2 + H2O
0,25
0,125 0,125 0,25 0,25
1b
(0,5)
Cho khí SO2 lội từ từ qua dd Br2 thấy màu da cam của Br2 nhạt dần và mất hẳn Sau
đó thêm dd BaCl2 vào thì có kết tủa trắng xuất hiện:
SO2 + Br2 + 2H2O 2HBr + H2SO4
H2SO4+ BaCl2 BaSO4 + 2HCl
0,25 0,125 0,125
2
(1,25)
Các phương pháp điều chế Bazơ
- Kim loại tác dụng với nước
2Na + H2O -> 2NaOH + H2
- Oxit ba zơ tác dụng với nước CaO + H2O - > Ca(OH)2
- Kiềm tác dụng với muối tan
KOH + FeCl2 -> Fe(OH)2 + 2KCl
- Điện phân muối có màng ngăn :
2KCl + 2H2O 2KOH + H2 + Cl2
- Điều chế Hiđrô lưỡng tính cho muối của nguyên tố lưỡng tính tác dụng với
NH4OH (hoặc kiềm vừa đủ)
AlCl3 + 3NH4OH -> Al(OH)3 + 3NH4Cl ZnSO4 + 2NaOH - > Zn(OH)2 + Na2SO4
0,25 0,25 0,25 0,25
0,25
3
(1,75)
* Nếu bón chung với vôi thì :
2NH4NO3 + Ca(OH)2 Ca(NO3)2 + 2NH3 + 2H2O (NH4)2SO4 + Ca(OH)2 CaSO4 + 2NH3 + 2H2O (NH4)2CO3 + Ca(OH)2 CaCO3 + 2NH3 + 2H2O
* Nếu chung với tro bếp ( chứa K2CO3)
2NH4NO3 + K2CO3 2KNO3 + H2O + CO2 + 2NH3 (NH4)2SO4 + K2CO3 K2SO4 + H2O + CO2 + 2NH3 (NH4)2CO3 + K2CO3 2KHCO3 + 2NH3
Như vậy bón chung phân đạm với vôi hoặc tro bếp thì luôn bị thất thoát đạm do giải
phóng NH3
0,25 0,25 0,25
0,25 0,25 0,25 0,25 2
(1,5)
B: AlCl3; C: NaAlO2; D: Al(OH)3; E: Al2O3; M:Al; X: KOH; Y: CO2; Z: H2O
2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2
2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2
AlCl3 + 3KOH Al(OH)3 + 3KCl
NaAlO2 + CO2 + 2H2O Al(OH)3 + NaHCO3
2Al(OH)3
0
t
2Al2O3 + 3H2O
0,25x6
=1,5
Điện phân
Có màng ngăn
Trang 4dpnc
4Al + 3O2
(1,5)
a) Cân bằng các PTPƯ
MnO2 + 4HCl MnCl2 + 2H2O + Cl2
2KMnO4 + 16HCl 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O + 5Cl2
K2Cr2O7 + 6HCl K2O + Cr2O3 + 3H2O + 3Cl2
b) Lượng HCl cần để tạo ra 1 mol Cl2:
MnO2 : 4; KMnO4 : 16/5; K2Cr2O7 : 6/3
Kết luận : Dùng K2Cr2O7 tiết kiệm HCl nhất ( Trường hợp này không cần cân
bắng PTPU cũng giải được)
c) Số mol Cl2 tạo thành khi dùng 1 mol mỗi chất
MnO2 :1; KMnO4 : 5/2; K2Cr2O7 : 3
Kết luận: Nếu các chất có cùng số mol thì dùng K2Cr2O7 tạo được nhiều khi Clo
nhất
d) Khối lượng mỗi chất cần để tạo ra 1 mol Cl2:
MnO2:(16.2+55)=87; KMnO4: 2(39+55+16.4)/5 = 63,2;
K2Cr2O7 : 39.2 +52.2 + 16.7/ 3 = 98
Kết luận : Để tạo ra cùng 1 mol Cl2 thì KMnO4 cần khối lượng ít nhất hay nếu các
chất trên có cùng khối lượng thì KMnO4 tạo nhiều Clo nhất
0,75
0,25
0,25
0,25
3
(2,5) FeCl
3 + 3NaOH Fe(OH)3 + 3NaCl
AlCl3 + 3NaOH Al(OH)3 + 3NaCl
Al(OH)3 +NaOH NaAlO2 + 2H2O
Fe(OH)3+ 3HCl FeCl3 + 3H2O
NaAlO2 +CO2 +2H2O Al(OH)3 + NaHCO3
NaOH + CO2 NaHCO3
Al(OH)3+ 3HCl AlCl3 + 3H2O
BaCl2 + Na2CO3 BaCO3 + 2NaCl
BaCO3 + 2HCl BaCl2 + CO2 + H2O
1,375
0,125x9= 1,125
4
(1,5)
Nhỏ 1 dd bất kỳ vào mẫu thử của 4 dung dịch còn lại, sau khi hoàn tất 5 lần thí
nghiệm ta được bảng sau:
Từ bảng trên ta thấy:
- Nếu tạo được 1 lần kết tủa và 1 lần khí mùi khai bay ra thì dd nhỏ vào là NaOH
Mẫu thử tạo được kết tủa trắng là dd MgCl2 Mẫu thử tạo được khí mùi khai bay ra là
NH4Cl
- Còn lại 2 dd BaCl2 và H2SO4 đều cho 1 lần kết tủa trắng
- Dùng kết tủa Mg(OH)2 (sản phẩm khi nhỏ NaOH vào MgCl2), cho vào 2 mẫu còn
0,5
AlCl3
FeCl3
BaCl2
+ NaOH dư
NaAlO2 NaCl NaOH BaCl2
Fe(OH)3 Lọc
HCl đủ
FeCl3
+ CO2 dư
NaCl NaHCO3 BaCl2
+ Na2CO3 dư
Lọc BaCO3 BaCl2
Lọc Al(OH)3
HCl đủ
HCl đủ AlCl3
Trang 5lại Mẫu nào hòa tan được kết tủa thì đó là dd H2SO4 Dung dịch còn lại là BaCl2.
2NaOH + MgCl2 2NaCl + Mg(OH)2
NaOH + NH4Cl NaCl + NH3 + H2O
BaCl2 + H2SO4 BaSO4 + 2HCl
Mg(OH)2 + H2SO4 MgSO4 + 2H2O
0,5
0,125x4
=0,5
5
(2,0)
Vì độ hoạt động của kim loại là Mg > Fe > Cu nên các phản ứng xảy ra thứ tự
Mg + CuSO4 = MgSO4 + Cu (1)
a a
Mg + FeSO4 = MgSO4 + Fe (2)
b b
Khi phản ứng kết thúc dung dịch chứa 3 muối là: MgSO4, CuSO4 và FeSO4
Chứng tỏ CuSO4 dư Như vậy trong thí nghiệm 1 chỉ xảy ra phản ứng (1) và c<
a
- Khi phản ứng kết thúc dung dịch chứa 2 muối đó là MgSO4,FeSO4.lúc đó CuSO4
hết, FeSO4 dư.Trong thí nghiệm 2 chỉ xảy ra (1) hoặc cả (1) và (2).Lúc đó a ≤ 2c < a +
b
- Khi phản ứng kết thúc dung dịch chứa 1 muối đó là MgSO4 lúc đó CuSO4 và FeSO4
đều hết Mg có thể vừa đủ hoặc thừa.Trong thí nghiệm 3 xảy ra cả (1) và (2).Lúc đó 3c
≥ a+b
0,25 0,25 0,5
0,5
0,5 6
(3,5)
Phương trình phản ứng
2mol 1mol 1mol
2amol 2mol amol
nCO2 =3,36/22,4 = 0,15 mol
Từ (1) và (2) ta thấy nHCl =2nCO2 = 2*0,15 =0,3mol
mHCl = 0,3 * 36,5 = 10,95 g
mdd HCl 7,3% đem dùng: (10,95* 100)/7,3=150 g
Theo định luật bảo toàn khối lượng từ (1) và (2) ta có:
= 14,2 + 150 – ( 0,15 x 44) = 157,6g Khối lượng MgCl2: MgCl2 100
mMgCl2 = 9,5g ; nMgCl2 = 9,5:95= 0,1mol
Theo (1) nMgCO3 = nMgCl2 = 0,1mol , mMgCO3 = 0,1x 84= 8,4g
mR2(CO3)a = 14,2- 8,4 = 5,8g nCO2 (1) = nMgCl2 = 0,1mol => nCO2 (2) = 0,15 – 0,1 = 0,05mol
Từ (2) ta có nR2(CO3)a = 0 ,05
a mol
mR2(CO3)a 0 ,05
a (2 R+60 a)=5,8 giải ta có: R= 28a
Biện luận:
Nghiệm hợp lí: a=2 ; R = 56 => R là Fe, tính % đúng
0,25
0,25 0,25
0,5 0,25
0,5 0,25
0,75
2
8
56 8
84 8 a
Trang 6(Giải cách khác đúng và hợp lí vẫn cho trọn điểm) 0,5
7
(3,0)
Số mol Ba(OH)2 = 0,18 (mol)
Số mol BaCO3 = 0,17 (mol)
MgCO3 → to MgO + CO2
xmol xmol
CaCO3 → to CaO + CO2
ymol ymol
ta có : 84a + 100b = 16.8 (I )
Vì
OH¿2
Ba¿
nBaCO3≺n¿
nên bài toán xảy ra 2 trường hợp :
* TH1 : Thiếu CO2, dư Ba(OH)2
CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O
0,17mol 0,17mol
Ta có : x +y = 0,17 (II)
Từ (I) và (II) ta có hệ phương trình :
{84 x+100 y =16 , 8 x+ y=0 , 17 ⇔{x=0 , 0125 y =0 , 1575
Thành phần % 2 muối :
%MgCO3 = 6.25%; %CaCO3 = 93.75%
* Trường hợp 2: dư CO2, kết tủa tan một phần
CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O O,18mol 0,18mol 0,18mol
CO2 + BaCO3 + H2O→ Ba(HCO3)2
0,01mol 0,01 mol
Ta có : x +y = 0,19 (III)
{84 x+100 y =16 , 8 x+ y=0 , 19 ⇔{x=0 , 1375 y =0 , 0525
Thành phần % 2 muối :
%MgCO3 = 68.75%; %CaCO3 =31.25%
0,25 0,125 0,125 0,25
0,125 0,25 0,25 0,25 0,25 0,125
0,125 0,375 0,25 0,25
Lưu ý :
- Phương trình phản ứng: nếu sai cân bằng hay thiếu điều kiện thì trừ ½
số điểm dành cho phương trình phản ứng đó
- Bài toán giải theo cách khác đúng kết quả, lập luận hợp lý vẫn đạt
điểm tối đa nếu tính toán nhầm lẫn dẫn đến kết quả sai trừ ½ số điểm dành
cho nội dung đó Nếu dùng kết quả sai để giải tiếp thì không chấm điểm các
phần tiếp theo.