UBND HUYỆN KỲ SƠN PHÒNG GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP DỰ THI CẤP TỈNH, NĂM HỌC 2020 - 2021 Mơn thi: Hóa học Thời gian: 150 phút (khơng kể thời gian giao đề) ( Đề gồm 02 trang) Câu (4.0 điểm) Hỗn hợp chất rắn A gồm BaO, FeO, Al 2O3 Hòa tan A lượng nước dư, dung dịch D phần không tan B Sục khí CO dư vào dung dịch D, thấy phản ứng tạo kết tủa Dẫn khí CO dư qua B nung nóng chất rắn E Cho E tác dụng với dung dịch NaOH dư, thấy E tan phần lại chất rắn G Hòa tan G H 2SO4 đặc nóng thu dung dịch F cịn phần G khơng tan hết Cho dung dịch F tác dụng với dung dịch KOH dư, thu kết tủa H Nung H khơng khí đến khối lượng không đổi thu chất rắn K Xác định chất B, D, E, G, F, H, K viết phương trình hóa học, biết phản ứng xảy hoàn toàn Từ hóa chất: vơi sống, thuốc muối, dung dịch axit sunfuric thiết bị cần thiết khác Hãy thiết kế thí nghiệm chứng minh khí CO tác dụng với dung dịch ba zơ Câu (4.0 điểm) Muối ăn NaCl bị lẫn tạp chất Na2SO4, Ca(HCO3)2, MgCl2, MgSO4, CaCl2, CaSO4, Mg(HCO3)2 Hãy trình bày phương pháp hóa học để tách riêng NaCl tinh khiết Viết phương trình phản ứng hóa học xảy (nếu có) Có hai dung dịch nhãn Dung dịch A (BaCl2, NaOH), dung dịch B (NaAlO2, NaOH) Một học sinh tiến hành phân biệt hai dung dịch cách sục khí CO từ từ đến dư vào dung dịch Theo em, bạn làm có phân biệt hai dung dịch khơng? Em giải thích viết phương trình phản ứng xảy ra? Câu (4.0 điểm) a Nêu tượng xảy nhỏ axit H 2SO4 đặc vào cốc đựng đường kính trắng Hãy giải thích? b Em giải thích sản xuất vơi người ta cần đập nhỏ đá vôi không đập vụn nung liên tục nhiệt độ cao Cho mẫu đá vôi (CaCO3) vào ống nghiệm chứa 10ml dung dịch HCl 1M Cứ sau phút người ta đo thể tích khí CO2 ra, kết sau: Thời gian (phút) Thể tích CO2 (cm3) 52 80 91 91 a Phản ứng dừng lại thời điểm phút thứ mấy? Vì b Ở thời điểm phản ứng xảy nhanh nhất? c Có biện pháp để phản ứng xảy nhanh hơn? Câu (6.0 điểm) Cho 20,55 gam kim loại bari vào 100 gam dung dịch chứa Fe(NO 3)3 6,05% Al2(SO4)3 8,55% Sau phản ứng xảy hoàn toàn, lọc bỏ kết tủa thu dung dịch X Tính nồng độ phần trăm chất tan có dung dịch X (coi nước bay không đáng kể) Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm m gam hỗn hợp A gồm Al oxit sắt thu hỗn hợp chất rắn B Cho B tác dụng với dung dịch NaOH dư thu dung dịch C, phần không tan D 0,672 lít khí H 2(đktc) Cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch C đến thu lượng kết tủa lớn lọc nung kết tủa đến khối lượng không đổi 5,1 gam chất rắn Phần không tan D cho tác dụng hết với dung dịch H 2SO4 đặc nóng Sau phản ứng thu dung dịch E chứa muối sắt 2,688 lít khí SO2 (đktc) (Biết phản ứng xảy hoàn toàn; dung dịch E khơng hịa tan bột Cu) Xác định cơng thức thành phần % khối lượng oxit sắt hỗn hợp A? Câu (2.0 điểm) Hoà tan hoàn toàn 5,4 gam kim loại R dung dịch H 2SO4 đặc nóng dư, thu SO2 (sản phẩm khử nhất) Cho tồn lượng khí hấp thụ hết vào 350 ml dung dịch NaOH 2M Sau phản ứng, cạn dung dịch thu 41,8 gam chất rắn khan Xác định R (Cho biết: Na = 23, Ba= 137, C= 12, O=16, Al= 27; Mg= 24,Fe = 56, Cu = 64, H= 1, Cl = 35,5 đvC) Hết Họ tên thí sinh: .SBD: HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI HUYỆN KHỐI 9, VÒNG NĂM HỌC 2020 – 2021 MƠN THI: HĨA HỌC Câu Câu I 4.0 đ Câu III Nội dung Điểm PTHH: BaO + H2O → Ba(OH)2 Al2O3 + Ba(OH)2 → Ba(AlO2)2 + H2O Trong chất rắn B có chứa FeO Al2O3 dư chất rắn E tác dụng với dung dịch NaOH Dung dịch D chứa Ba(AlO 2)2 phản ứng với CO2 dư: 2CO2 + Ba(AlO2)2 + 4H2O → Ba(HCO3)2 + 2Al(OH)3 Dẫn CO qua B nung nóng: t0 CO + FeO  Fe + CO2 Chất rắn E: Fe Al2O3 tác dụng với dd NaOH dư: 2NaOH + Al2O3 → 2NaAlO2 + H2O Chất rắn G: Fe hòa tan dung dịch H2SO4 đặc nóng Fe dư: t0 2Fe + H2SO4  Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O Fe + Fe2(SO4)3 → 3FeSO4 Dung dịch F chứa FeSO4 tác dụng với KOH: FeSO4 + 2KOH→ Fe(OH)2 ↓ + K2SO4 Kết tủa H Fe(OH)2 nung khơng khí: 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3 t0 2Fe(OH)3  Fe2O3 + 3H2O Chất rắn K Fe2O3 TN1: Điều chế nước vôi trong: Cho mẩu vôi sống vào cốc đựng nước, khuấy thu nước vôi Lọc nước vôi thu nước vôi dung dịch Ca(OH)2 CaO + H2O → Ca(OH)2 TN2: Điều chế khí CO2 thí nghiệm CO2 tác dụng với dung dịch Ca(OH)2: Nhỏ từ từ dung dịch H2SO4 lỗng vào bình cầu đựng thuốc muối, dẫn khí CO2 sinh qua bình đựng nước vôi trong: Hiện tượng: nước vôi đục chứng tỏ CO2 tác dụng với dung dịch ba zơ Ca(OH)2 NaHCO3 + H2SO4 → Na2SO4 + CO2 + H2O CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O Nếu sục từ từ CO2 tới dư, thấy kết tủa tan dần, dung dịch trở lại suốt: CO2 + CaCO3 + H2O → Ca(HCO3)2 2.0 Hòa tan hỗn hợp vào nước Sau cho dung dịch BaCl2 dư, lọc bỏ 2.0 2.0 4.0 điểm Câu III 4.0 điểm kết tủa BaSO4: BaCl2 + CaSO4  BaSO4 + CaCl2 BaCl2 + MgSO4  BaSO4 + MgCl2 BaCl2 + Na2SO4  BaSO4 + 2NaCl Cho dung dịch Na2CO3 dư vào phần nước lọc, lọc bỏ kết tủa gồm: BaCO3, CaCO3 , MgCO3 PT: MgCl2 + Na2CO3  MgCO3 + 2NaCl BaCl2 + Na2CO3  BaCO3 + 2NaCl CaCl2 + Na2CO3  CaCO3 + 2NaCl Mg(HCO3)2 + Na2CO3  MgCO3 + 2NaHCO3 Ca(HCO3)2 + Na2CO3  CaCO3 + 2NaHCO3 Dung dịch thu gồm : NaHCO3, NaCl, Na2CO3 dư tác dụng với dung dịch HCl dư sau đun nóng dung dịch thu NaCl tinh khiết PT: NaHCO3 + HCl  NaCl + CO2 + H2O Na2CO3 + 2HCl  2NaCl + H2O * Khi sục CO2 từ từ đến dư vào dung dịch A có tượng xảy ra: - Xuất kết tủa trắng, kết tủa tăng dần, đạt giá trị lớn PTHH: CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O Na2CO3 + BaCl2 → BaCO3 ↓ + 2NaCl Khi CO2 dư, kết tủa tan dần đến hết, dung dịch lại suốt BaCO3 + CO2 + H2O → Ba(HCO3)2 * Khi sục CO2 từ từ đến dư vào dung dịch B: - Ban đầu CO2 bị hấp thụ mà khơng có kết tủa xuất : CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O CO2 + Na2CO3 + H2O → 2NaHCO3 Sau thời gian, có kết tủa keo trắng xuất hiện, kết tủa tăng dần tới giá trị lớn mà khơng bị hịa tan NaAlO2 + CO2 + 2H2O → NaHCO3 + Al(OH)3↓ Hiện tượng xảy dung dịch khác nên ta phân biệt dung dịch a Hiện tượng: Màu trắng đường chuyển sang màu vàng, sau chuyển sang màu nâu, cuối thành khối màu đen xốp bị bọt khí đẩy lên khỏi miệng cốc, phản ứng tỏa nhiều nhiệt Giải thích: Do axit H SO đặc có tính háo nước loại nguyên tố O H ( có thành phần đường kính) khỏi đường kính: 2.0 1.0 C12H22O11  H2 SO 4đ  12C + 11H2O Một phần C sinh lại bị H SO đặc oxi hóa: C + 2H SO đặc 2 → CO ↑ + 2SO ↑ + 2H O Các khí SO , CO gây sủi bọt cốc, đẩy C dâng lên khỏi miệng cốc b - Cần đập nhỏ đá vôi để tăng diện tích tiếp xúc đá vơi với nhiệt từ tăng tốc độ hiệu suất phản ứng 1.0 - Khơng đập vụn đá vơi hạt đá nhỏ xếp chặt khít, nén chặt, phần đá vơi lị khơng tiếp xúc với nhiệt phản ứng khơng thể xảy - CaCO3 ( thành phần đá vơi) bị phân hủy nhiệt độ cao nên phải nung đá vơi lị nung nhiệt độ cao( khoảng 900 – 10000C) Câu IV 6.0 điểm t0 CaCO3  CaO + CO2 - Phản ứng thu nhiệt nên phải cung cấp nhiệt liên tục cần nung liên tục nhiệt độ cao đến phản ứng kết thúc a Phản ứng dừng lại thời điểm phút thể tích khí khơng thay đổi b Ở thời điểm từ phút đến phút phản ứng xảy nhanh c Những biện pháp để phản ứng xảy nhanh - Khuấy dung dịch - Nghiền nhỏ đá vôi - Tăng nồng độ dung dịch HCl - Đun nóng dung dịch Tính tốn được: nBa = 0,15 (mol), nFe ( NO ) 0,025(mol ) , 3 n Al ( SO4 )3 0,025( mol ) Các PTPƯ xảy ra: Ba + 2H2O  Ba(OH)2 + H2↑ (1) 2Fe(NO3)3 + 3Ba(OH)2  3Ba(NO3)2 + 2Fe(OH)3↓ (2) Al2(SO4)3 + 3Ba(OH)2  3BaSO4 + 2Al(OH)3↓ (3) 2Al(OH)3 + Ba(OH)2  Ba(AlO2)2 + 4H2O (4) Theo PTPƯ (1)  nH nBa nBa (OH ) 0,15(mol ) ; Theo PTPƯ (2)  3 nBa ( NO3 )2  nFe ( NO3 )3  0,025 0,0375(mol ) ; 2 nFe (OH )3 nFe ( NO3 )3 0,025( mol ) Theo PTPƯ (2,3)  nBa (OH )2 3n Al2 ( SO4 )3  3 nFe ( NO3 )3 3.0,025  0,025 0,1125(mol ) 2 2.0 3.0  n Ba (OH )2 dư sau pư (3) = 0,15 – 0,1125 = 0,0375 (mol) Theo PTPƯ (3)  n Al (OH ) 2n Al ( SO ) 2.0,025 0,05(mol ) Xét PTPƯ (4) 2Al(OH)3 + Ba(OH)2  Ba(AlO2)2 + 4H2O (4) Trước pư 0,05 0,0375 (mol) Pư 0,05 0,025 0,025 (mol) Sau pư 0,0125 0,025 (mol) Dung dịch sau PƯ chứa: Ba(OH)2 dư (0,0125 mol); Ba(AlO2)2 (0,025 mol); Ba(NO3)2 (0,0375 mol) mdd sau pư = mdd ban đầu + mBa – mhidro - mFe (OH ) = 100 + 20,55 – 0,15.2 – 0,025.107 = 117,575 (gam) 3  C % Ba ( OH ) C % BaAlO2   0.0125.171 100% 1,82% ; 117,575 0.025.255 100% 5,42% 117,575 C % Ba ( NO3 )  0.0375.261 100% 8,32% 117,575 PTHH: 3.0 2y Al + 3FexOy → yAl2O3 + 3xFe 2ya/3 ← a mol ay/3 ax Al dư (Do B +NaOH→khí) Số mol H2 =0,03 mol Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O 2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 0,02 mol + H2 0,02 mol 0,03 mol Dung dịch C gồm NaOH dư ( 0,02 +2ay/3) mol NaAlO2: NaOH + HCl → NaCl + H2O NaAlO2 + HCl + H2O → NaCl + Al(OH)3 2Al(OH)3 → Al2O3 + H2O Số mol Al2O3 = 0,05 mol → 0,01 + ay/3 = 0,05 → ay = 0,12 Phần không tan D Fe tác dụng với H2SO4 đặc: số mol SO2 = 0,12 mol, dung dịch E không tác dụng với Cu nên xảy phản ứng: 2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + 6H2O 0,08 mol 0,04 mol 0,12 mol Fe2(SO4)3 + Fe → FeSO4 0,04mol 0,04 mol Tổng số mol Fe = 0,12 mol → ax = 0,12 ax 0,12 Ta có ay  0,12 1 suy x= 1, y = 1, a = 0,12 Cơng thức hóa học oxit sắt FeO Số mol Al phản ứng = 2ay/3 = 0,08 Tổng số mol Al = 0,08 + 0,02 = 0,1 mol m= 0,1.27 + 0,12 72 = 11,34 gam 0,12.72 %mFeO = 11,34 100% = 76,19 % Câu V 2.0 điểm - Số mol NaOH = 0,35.2 = 0,7 mol Phản ứng: SO2+ 2NaOH -> Na2SO3 + H2O SO2 + NaOH -> NaHSO3 Nếu chất rắn Na2SO3 khối luợng là: 0,35 126 = 44,1 gam Nếu chất rắn NaHSO3 khối lượng là: 0,7 104 = 72,8 gam Chất rắn thu cô cạn dung dịch 41,8 gam < (44,1; 72,8) => Chất rắn thu gồm Na2SO3 NaOH dư - Đặt số mol Na2SO3 x => số mol NaOH dư 0,7-2.x Ta có: 126.x + (0,7-2x) 40 = 41,8 —> x = 0,3 mol Phản ứng: 2R + 2nH2SO4 đặc ——> R2(SO4)n + nSO2 + 2nH2O => nR = a mol —> n SO = an = 0,3 → an = 0,6 mR = aMR = 5,4 gam aM R 5,4  9 an 0,6 → MR = 9n => Biện luận ta R = 27 Al (nhơm) HS giải theo cách khác Nếu đạt điểm tối đa câu 2.0