ĐỀ KHẢO SÁT ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI (Giao lưu TP Sầm Sơn) Năm học: 2020 - 2021 Môn: HOÁ HỌC Thời gian làm bài: 150 phút Đề thi gồm có: 02 trang Câu 1: (2 điểm) Trình bày phương pháp hóa học phân biệt dung dịch riêng biệt sau: Na2SO4, Na2CO3, HCl, BaCl2 a Không dùng thêm thuốc thử b Dùng thêm kim loại làm thuốc thử Câu 2: (2 điểm) a Hỗn hợp X gồm Fe(NO3)3; Cu(NO3)2; AgNO3 Trong hỗn hợp X, nguyên tố N chiếm 11,864% khối lượng Từ 42,48 gam hỗn hợp X điều chế gam hỗn hợp kim loại: Fe, Cu, Ag b Hỗn hợp A gồm O2 N2 có tỉ khối so với H2 14,4 Tính thành phần phần trăm thể tích hỗn hợp A Câu 3: (2 điểm) Cho dung dịch X chứa chất tan, người ta tiến hành thí nghiệm sau: X + Na2CO3 → khí B X + K2SO3 → khí C X + FeS → khí D X + MnO2 → khí E Tìm X, B, C, D, E viết PTHH minh họa Câu 4: (2 điểm) Hòa tan 1,92 gam kim loại R có hóa trị khơng đổi dung dịch axit sunfuric đặc, nóng, vừa đủ 0,672 lit khí (đktc) thu dung dịch A Cơ cạn từ từ dung dịch A lại 7,5 gam tinh thể muối ngậm nước Tìm kim loại cơng thức tinh thể muối ngậm nước Câu 5: (2 điểm) Cho m gam sắt vào 500 ml dung dịch axit clohiđric 3,5M Sau phản ứng thu khí A dung dịch B Nhúng magie kim loại vào dung dịch B Sau thời gian, nhấc magie kim loại cân lại thấy khối lượng không thay đổi so với trước phản ứng Tính m nồng độ mol dung dịch B (Biết phản ứng xảy hoàn toàn) Câu 6: (2 điểm) Từ nước, photphat tự nhiên, quặng pirit sắt, muối ăn thiết bị, xúc tác cần thiết khác xem có đủ, viết PTHH điều chế: supe photphat kép, FeCl2 Câu 7: (2 điểm) Dẫn luồng khơng khí có lẫn tạp chất: khí hiđro sunfua, khí lưu huỳnh đioxit khí nitơ đioxit qua dung dịch natri hiđroxit dư, dung dịch axit sunfuric đặc vụn đồng nung nóng, dư Cuối thu khí X Viết PTHH biểu diễn PƯHH xảy cho biết thành phần khí X Câu 8: (2 điểm) Hịa tan 16,8 gam muối cacbonat trung hòa kim loại R hóa trị II dung dịch HCl dư V lit khí (đktc) Hấp thụ tồn lượng khí sinh 200 ml dd bari hiđroxit 0,92M thu 33,096 gam kết tủa Tính V tìm cơng thức muối cacbonat Câu 9: (2 điểm) Hịa tan hoàn toàn 3,1 gam hỗn hợp hai kim loại M có hóa trị I R có hóa trị II vào 47 gam nước x lit khí (đktc) thu dung dịch D có tổng nồng độ phần trăm chất tan 9,6% Tính x Câu 10: (2 điểm) Trong công nghiệp để sản xuất NaOH người ta dùng phương pháp điện phân dung dịch NaCl bão hịa, có màng ngăn xốp a Viết PTHH, giải thích ngắn gọn vai trị màng ngăn xốp? b Nếu khơng có màng ngăn xốp sản phẩm thu gì? Trong cơng nghiệp người ta điều chế nhơm phương pháp điện phân nóng chảy nhơm oxit Viết phương trình điện phân xác định thành phần X, Y sơ đồ bể điện phân sau: - HẾT - Họ tên thí sinh: …………………………………………………… (Học sinh sử dụng bảng tuần hồn ngun tố hóa học máy tính bỏ túi ) KHẢO SÁT ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI KHỐI Năm học: 2020 - 2021 Môn: HOÁ HỌC Thời gian làm bài: 150 phút Hướng dẫn chấm Câu Câu 1a 1b Câu a Nội dung HS không kẻ bảng mà lập luận đủ cho điểm tối đa Không dùng thuốc thử: - Lấy mẫu - Cho dd pư với đôi một, ta có bảng sau: Na2CO3 Na2SO4 HCl BaCl2 Na2CO3 CO2 ↑ BaCO3↓ Na2SO4 BaSO4↓ HCl CO2 ↑ BaCl2 BaCO3↓ BaSO4↓ Kết khí, kết tủa kết tủa khí kết tủa PTHH: Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2 Na2CO3 + BaCl2 → BaCO3 + 2NaCl Na2SO4 + BaCl2 → BaSO4 + 2NaCl Nhận thấy: dd pư với dd khác tạo thành chất khí dd HCl; tạo thành chất khí kết tủa dd Na2CO3; tạo thành kết tủa dd Na2SO4; tạo thành kết tủa dd BaCl2 Chỉ dùng kim loại: dùng Fe - Lấy mẫu thử - Cho dd pư với Fe, dd pư có khí dd HCl 2HCl + Fe → FeCl2 + H2 - Cho dd HCl vào dd lại, dd pư có khí dd Na2CO3 Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2 - Cho dd Na2CO3 vào dd lại, dd pư tao kết tủa trắng dd BaCl2 BaCl2 + Na2CO3 → BaCO3 + 2NaCl - Dd lại Na2SO4 1,0 1,0 2,0 Trong 42,48 gam X có: 11,864 5, 04 m N = 42, 48 × ≈ 5, 04 (g) → n N = = 0,36 (mol) 100 14 Lại có: n ( − NO3 ) = n N = 0,36 → m ( − NO3 ) = 0, 36.62 = 22,33 (g) b Điểm 2,0 → mKL = 42,48 – 23,22 = 19,26 (g) Gọi số mol O2 N2 hỗn hợp A a, b mol Ta có: 0,5 0,5 32a + 28b = 14, × → b = 4a a+b Đối với chất khí, %V = %n → %VO2 = Câu a ×100% = 20%; %VN = 100% − 20% = 80% a + 4a Xác định chất 0,2 điểm Viết PTHH 0,25 điểm 2,0 Dd X dd HCl, B CO2, C SO2, D H2S, E Cl2 PTHH: 2HCl + Na2CO3 → 2NaCl + H2O + CO2 2HCl + Na2SO3 → 2NaCl + H2O + SO2 2HCl + Na2S → 2NaCl + H2S t0 4HCl đặc + MnO2  → MnCl2 + 2H2O + Cl2 Câu Gọi hóa trị R x (x ≤ 3) t0 PTHH: 2R + 2xH2SO4 đ  (1) → R2(SO4)x + 2xH2O + xSO2 ↑ 0,672 = 0,03 (mol) Theo ra: n SO2 = 22, 2 0,06 (mol) Theo (1): n R = ×n SO2 = ×0,03 = x x x 0,06 ×R = 1,92 → R = 32x → mR = x Khi x = → R = 32 (loại) Khi x = → R = 64 = Cu Khi x = → R = 96 (loại) PTHH (1) viết lại sau: t Cu + 2H2SO4 đ  (2) → CuSO4 + 2H2O + SO2 ↑ Theo (2): n CuSO4 = n SO2 = 0,03 mol → m CuSO4 = 0,03.160 = 4,8 (g) → m H2O = 7,5 − 4,8 = 2,7 (g) 2,0 …… 0,25 …… 0,25 ……… 0,5 Gọi công thức tinh thể CuSO4.nH2O ta có: 4,8 2,7 : = 1: Vậy công thức tinh thể CuSO4.5H2O 1: n = 160 18 Câu ……… ……… PTHH: Fe + HCl → FeCl2 + H2 (1) Dung dịch B có chứa FeCl 2, cho Mg tác dụng với FeCl làm khối lượng kim loại tăng Theo khối lượng kim loại không thay đổi → dd B có HCl dư Mg + HCl → MgCl2 + H2 (2) → Mg + FeCl2 MgCl2 + Fe (3) …… Gọi số mol Fe a mol số mol Mg phản ứng với HCl b mol Theo (1) (2): nHCl = 2nFe + 2nMg = 2a + 2b (mol) Theo ra: nHCl = 0,5.3,5 = 1,75 (mol) → 2a + 2b = 1,75 → a + b = 0,875 (*) Vì khối lượng kim loại Mg không thay đổi sau phản ứng với dd B nên khối lượng Mg tham gia phản ứng (2) khối lượng kim loại tăng phản ứng (3) …… Theo (1) (3): nMg = nFeCl2 = nFe = amol mKLoại tăng = 56a − 24a = 32a (g) Theo (2) mMgp = 24b (g) → 32a = 24b → a = 0,75b (**) Từ (*) (**) → a = 0,375 ; b = 0,5 → m = 0,375 56 = 21 (g) ……… Trong dd B có FeCl2 HCl dư 0,5 0,5 2,0 0,5 0,5 0,5 Theo (1) nFeCl2 = nFe = 0,375 (mol) → CM FeCl2 = Lại có: nHCl = 2nFe = 2.0,375 = 0,75 (mol) 0,375 = 0,75M 0,5 → nHCl d = 1,75 − 0,75 = (mol) → CM = = 2M HCl 0,5 0,5 2,0 Câu - Điều chế supe photphat kép: §F 2H2O   → 2H2 + O2 t 4FeS2 + 11O2  → 2Fe2O3 + SO2 V O ,t 2SO2 + O2  → 2SO3 SO3 + H2O → H2SO4 Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 → 3CaSO4 + 2H3PO4 Ca3(PO4)2 + 2H3PO4 → 3Ca(H2PO4)2 - Điều chế FeCl2: t Fe2O3 + H2  → Fe + H2O § F,mn 2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 + Cl2 H2 + Cl2 → 2HCl Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 ……… 1,0 ……… 1,0 2,0 Câu - Qua dd NaOH dư: khí H2S, SO2, NO2, CO2 bị giữ lại H2S + 2NaOH → Na2S + 2H2O SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O 2NO2 + 2NaOH → NaNO3 + NaNO2 + H2O CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O - Qua dd H2SO4 đặc: nước bị giữ lại - Qua vụn đồng nung nóng, dư: khí O2 bị giữ lại t 2Cu + O2  → 2CuO - Khí X cịn lại N2, khí ……… 1,0 ……… 1,0 2,0 ……… 0,5 Câu PTHH: RCO3 + 2HCl → RCl2 + H2O + CO2 (1) Khí sinh CO2, hấp thụ dd Ba(OH)2 xảy pư sau: CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O (2) 2CO2 + Ba(OH)2 → Ba(HCO3)2 (3) Theo ra: n Ba (OH) = 0, × 0,92 = 0,184 (mol); n BaCO = 33, 096 = 0,168 (mol) 197 Nhận thấy: n Ba (OH)2 > n BaCO3 → xảy trường hợp: * TH1: Chỉ xảy pư (2), sau pư Ba(OH)2 dư Theo(1)(2): n RCO = n CO = n BaCO = 0,168 mol * TH2: xảy pư (2) (3): Theo (2): n Ba (OH) = n CO = n BaCO = 0,168 mol → n Ba (OH) pư (3) = 0,184 – 0,168 = 0,016 (mol) Theo (3): n CO = 2n Ba (OH) = × 0, 016 = 0, 032 (mol) 2 0,5 16,8 = 100 → R = 40 = Ca → Muối CaCO3 → R + 60 = 0,168 ……… ……… 0,5 → n CO cần dùng → R + 60 = = 0,168 + 0,032 = 0,2 (mol) 16,8 = 84 → R = 24 = Mg → Muối MgCO3 0, …… 2,0 Câu PTHH: 2M + 2H2O → 2MOH + H2 R + 2H2O → R(OH)2 + H2 Gọi số mol H2 thoát a mol Theo (1)(2): n H O = 2n H = 2a (mol) Áp dụng định luật bảo tồn cho (1) (2) ta có: (1) (2) ……… ……… Lại có: mdd = 3,1 + 47 – 2a = 50,1 – 2a (g) 3,1 + 34a → C% = × 100% = 9, 6% → a = 0,05 50,1 − 2a → x = 0,05.22,4 = 1,12 (lít) ……… ……… 0,5 0,25 0,5 0,25 …………… Câu10 10b 0,5 m MOH + m R (OH)2 = m KL + m H2O − m H = 3,1 + 18 × 2a − 2a = 3,1 + 34a (g) 10.1 0,5 2,0 a PTHH : 2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 + Cl2 - Màng ngăn xốp ngăn không cho Cl2 NaOH sinh pư vời - Nếu khơng có màng ngăn xốp, sản phẩm thu nước giaven: 2NaOH + Cl2 → NaCl + NaClO + H2O § F,mn PTHH : 2Al2O3 → 4Al + 3O2 X: hỗn hợp Al2O3 Na3AlF6 (criolit) Y: Al § F, criolit …… …… …… ……… Lưu ý : - Phương trình hóa học : sai cân hay thiếu điều kiện trừ ½ số điểm dành cho phương trình hóa học - Bài toán giải theo cách khác kết quả, lập luận hợp lý đạt điểm tối đa tính tốn nhầm lẫn dẫn đến kết sai trừ ½ số điểm dành cho nội dung Nếu dùng kết sai để giải tiếp khơng chấm điểm phần 0,5 0,5 0,5 0,5 ... → BaSO4 + 2NaCl Nhận thấy: dd pư với dd khác tạo thành chất khí dd HCl; tạo thành chất khí kết tủa dd Na2CO3; tạo thành kết tủa dd Na2SO4; tạo thành kết tủa dd BaCl2 Chỉ dùng kim loại: dùng Fe... pư có khí dd HCl 2HCl + Fe → FeCl2 + H2 - Cho dd HCl vào dd cịn lại, dd pư có khí dd Na2CO3 Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2 - Cho dd Na2CO3 vào dd lại, dd pư tao kết tủa trắng dd BaCl2 BaCl2... cacbonat Câu 9: (2 điểm) Hịa tan hồn tồn 3,1 gam hỗn hợp hai kim loại M có hóa trị I R có hóa trị II vào 47 gam nước x lit khí (đktc) thu dung dịch D có tổng nồng độ phần trăm chất tan 9,6% Tính x