Đang tải... (xem toàn văn)
Lấy dung dịch thu được trong mỗi trường hợp đem thử với dung dịch AgNO3 : + Nếu tạo kết tủa trắng thì chất rắn ban đầu là hỗn hợp KCl và K2CO3.. + Nếu không tạo kết tủa trắng thì chất rắ[r]
(1)SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BẮC GIANG ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH NĂM HỌC 2010 - 2011 ĐỀ THI MÔN: HOÁ HỌC - LỚP THCS Ngày thi: 02/4/2011 Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu 1: (4,0 điểm) Có bốn chất rắn màu trắng đựng bốn lọ riêng biệt nhãn là : KNO 3; K2CO3; KCl; hỗn hợp KCl và K2CO3 Hãy trình bày phương pháp hóa học để phân biệt bốn chất rắn trên Cho hai hiđrocacbon A và B mạch hở có công thức là C nH2n và CmH2m (với n và m 2, nguyên) Khi lấy 12,6 gam hỗn hợp gồm A và B với tỉ lệ mol n A :n B=1 :1 thì tác dụng vừa đủ với 32 gam brom dung dịch Còn lấy 16,8 gam hỗn hợp gồm A và B với tỉ lệ khối lượng m A :m B=1 :1 thì tác dụng vừa đủ với 0,6 gam H (Ni, to) Xác định công thức phân tử A và B, biết MA< MB Câu 2: (4,0 điểm) Xác định công thức phân tử và viết công thức cấu tạo các hợp chất hữu mạch hở (chứa cacbon, hiđro, oxi) có tỉ khối so với hiđro 30 Trong số các chất đó, chất nào tác dụng với Na, với dung dịch NaHCO3, với dung dịch NaOH Viết các phương trình hóa học các phản ứng xảy Chia 78,4 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe2O3 thành hai phần thật Cho phần thứ tác dụng hết với dung dịch HCl dư, thu 77,7 gam muối khan Phần thứ hai tác dụng vừa hết với 500 ml dung dịch Y gồm hỗn hợp HCl, H2SO4 loãng, thu 83,95 gam muối khan a Xác định % khối lượng chất X b Tính nồng độ mol/lit dung dịch Y Câu 3: (4,0 điểm) Cho V lít CO2 (đktc) hấp thụ hoàn toàn vào 200 ml dung dịch hỗn hợp KOH 1M và Ba(OH) 1,5M thu 47,28 gam kết tủa Tìm V? Đốt cháy hoàn toàn 3,18 gam hỗn hợp X gồm C xHyCOOH, CxHyCOOC2H5 và C2H5OH thu 3,36 lít khí CO2 (đktc) và 2,34 gam H2O Mặt khác, cho 3,18 gam hỗn hợp X phản ứng vừa đủ với 30 ml NaOH 1M thu 1,38 gam C2H5OH Xác định công thức cấu tạo CxHyCOOH Câu 4: (4,0 điểm) Cho V lít khí CO (đktc) qua ống sứ chứa 3,48 gam oxit kim loại nung nóng đến phản ứng hoàn toàn thu m gam kim loại và hỗn hợp khí có tỉ khối so với H 20 Dẫn toàn lượng khí này vào bình chứa 500 ml dung dịch Ba(OH)2 0,08M, sau phản ứng thu 3,94 gam kết tủa và dung dịch A Lọc tách kết tủa cho dung dịch nước vôi dư vào dung dịch A ta thu p gam kết tủa Cho toàn lượng kim loại thu trên vào bình chứa dung dịch HCl dư, phản ứng kết thúc thu 1,008 lít H (đktc) Viết các phương trình hoá học các phản ứng xảy Tính V, m, p và xác định công thức oxit kim loại trên Câu 5: (4,0 điểm) Từ KMnO4, NH4HCO3, Fe, MnO2, NaHSO3, FeS và các dung dịch Ba(OH)2, dung dịch HCl đặc, có thể điều chế khí gì? Viết phương trình hoá học điều chế các khí đó Hỗn hợp khí A gồm ba hidrocacbon X, Y, Z Hỗn hợp khí B gồm O và O3 Trộn A với B theo tỉ lệ thể tích VA : VB = 1,5 : 3,2 đốt cháy hoàn toàn thì thu khí CO và nước có tỉ lệ thể tích VCO2 : Vh¬i H2 O 1,3 :1, Cho 1,5 lít A qua bình đựng lượng dư AgNO3/NH3, bình đựng dung dịch Br2 dư Sau thí nghiệm thấy có 0,4 lít khí thoát ra, bình xuất 6,4286 gam bạc axetilua ( AgC CAg ), bình dung dịch bị nhạt màu Biết tỉ khối B so với H2 là 19 Xác định công thức phân tử X, Y, Z (Các thể tích khí đo đktc) - HÕt -Cán coi thi không giải thích gì thêm, học sinh sử dụng bảng hệ thống tuần hoàn Họ và tên thí sinh: Số báo danh: SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤPTỈNH (2) BẮC GIANG NĂM HỌC 2010 - 2011 MÔN THI : HOÁ HỌC - LỚP – THCS Ngày thi: 02/04/2011 Thang điểm 20/20 - Số trang 05 ĐỀ CHÍNH THỨC Câu Câu 1: (4,0 điểm) Nội dung Dùng thuốc thử là dung dịch HNO3 loãng, dư cho tác dụng với mẫu thử: - Chất rắn hòa tan hoàn toàn, có bọt khí bay là K2CO3 hỗn hợp KCl và K2CO3 K2CO3 + 2HNO3 → 2KNO3 + H2O + CO2 Lấy dung dịch thu trường hợp đem thử với dung dịch AgNO3 : + Nếu tạo kết tủa trắng thì chất rắn ban đầu là hỗn hợp KCl và K2CO3 + Nếu không tạo kết tủa trắng thì chất rắn ban đầu là K2CO3 KCl + AgNO3 → AgCl + KNO3 (0,5đ) - Hai chất rắn tan hết dung dịch HNO3 loãng, không thoát khí là KCl, KNO3 Thử dung dịch thu với dung dịch AgNO3 : + Nếu tạo kết tủa trắng thì chất rắn ban đầu là NaCl + Nếu không tạo kết tủa trắng thì chất rắn ban đầu là NaNO3 - Xét 12,6 gam hỗn hợp với nA nB x mol Điểm 1,0 1,0 PTHH: CnH2n + Br2 CnH2nBr2 (1) mol: x x CmH2m + Br2 CmH2mBr2 (2) mol: x x 32 nBr2 x x 0, mol x 0,1 160 theo (1), (2): 14n.0,1 14m.0,1 12, n m 9 (*) 16,8 mA mB 8, gam - Xét 16,8 gam hỗn hợp với 8, 0, 8, 0, nA mol ; nB mol 14n n 14m m Ta có: PTHH: Ni , t o CnH2n+2 CnH2n + H2 (3) 0,75 o Ni , t CmH2m+2 (4) CmH2m + H2 0, nH nA nB 0,3 mol Theo (3), (4): 0, 0, 0,3 n m 2(n m) n.m n.m 18 (**) Từ (*), (**) ta có: n(9-n) = 18 n2 -9n + 18=0 0,75 0,5 (3) Câu 2: (4,0 điểm) n 6 m 9 3 (lo¹i v × M A < M B ) n 3 m 9 6 (tháa m·n) Vậy CTPT A là C3H6 và B là C6H12 Đặt công thức hợp chất hữu là: CxHyOz (x, y, z N*, y 2x+2) Ta có: 12x + y + 16Z = 30.2=60 16z<60 z<3,75 x 3 (tháa m·n) - Xét z = 1: 12x+y=60-16=44 y 8 CTPT là C3H8O có CTCT: CH3-CH2-CH2-OH; CH3-CH(OH)-CH3; CH3-CH2-OCH3 x 2 (tháa m·n) y - Xét z = 2: 12x + y = 60- 16.2= 28 CTPT là C2H4O2 có CTCT mạch hở: CH3COOH; HCOOCH3; HOCH2-CH=O - Xét z = 3: 12x + y = 60-16.3=12 vô lí (loại) - Các chất tác dụng với Na là: 2CH3-CH2-CH2-OH + 2Na 2CH3-CH2-CH2-ONa + H2 2CH3-CH(OH)-CH3 + 2Na 2CH3-CH(ONa)-CH3 + H2 2CH3COOH + 2Na 2CH3COONa + H2 2HOCH2-CH=O + 2Na 2NaOCH2-CH=O + H2 - Các chất tác dụng với dung dịch NaOH là: CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O HCOOCH3 + NaOH HCOONa + CH3OH - Các chất tác dụng với dung dịch NaHCO3 là: CH3COOH + NaHCO3 CH3COONa + CO2 + H2O a PTHH: FeO + 2HCl FeCl2 + H2O (1) Fe2O3 + 6HCl 2FeCl3 + 3H2O (2) FeO + H2SO4 FeSO4 + H2O (3) Fe2O3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3H2O (4) Gọi phần có: x mol FeO và y mol Fe2O3 78, 72 x 160 y 39, (*) 0,5 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Phần 1: Theo (1): nFeCl2 nFeO x mol Theo (2): nFeCl3 2nFe2O3 2 y mol Ta có: mmuèi khan mFeCl2 mFeCl3 77, gam 127 x 162,5.2 y 77, 127 x 325 y 77, (**) x 0,1 Từ (*) và (**) y 0, %mFeO c Phần 2: 0,1.72 100% 18,37% vµ %m Fe2 O3 81, 63% 39, 0,25 0,5 (4) Gọi 500ml dd Y có: a mol HCl và b mol H2SO4 n 0,5nHCl nH SO4 0,5a b (mol ) Theo (1), (2), (3) và (4): H 2O n nFeO 3nFe2O3 0,1 3.0, 0, mol Bảo toàn nguyên tố oxi: H 2O 0,5a + b = 0,7 (I) Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: mphÇn mHCl mH SO4 mmuèi khan mH 2O 39, 36,5a 98b 83,95 18.0, 36,5a 98b 57,35 (II) a 0,9 Từ (I) và (II) b 0, 25 Câu 3: (4,0 điểm) 0,9 0, 25 CM ( HCl ) 1,8M ; CM ( H SO4 ) 0,5M 0,5 0,5 Thứ tự xảy phản ứng hấp thụ khí CO2 vào dung dịch hỗn hợp gồm KOH và Ba(OH)2 là CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O (1) CO2 + 2KOH K2CO3 + H2O (2) CO2 + K2CO3 + H2O 2KHCO3 (3) CO2 + BaCO3 + H2O Ba(HCO3)2 (4) Ta có: nKOH 0, mol ; nBa (OH )2 1,5.0, 0,3 mol 47, 28 nBaCO3 0, 24 mol nBa (OH ) 0,3 mol 197 Xảy hai trường hợp - TH1: Ba(OH)2 dư đó các phản ứng (2), (3), (4) không xảy n nBaCO3 0, 24 mol V 0, 24.22, 5,376 lit Theo (1): CO2 - TH2: Có xảy các phản ứng (2), (3), (4) n nBaCO3 (1) nBa ( OH )2 0,3 mol Theo (1): CO2 (1) nBaCO3 ph¶n øngë (4) nBaCO3 thu ® îcë (1) nBaCO3 thu ® îc 0, 0, 24 0, 06 mol nCO2 (2) nK2CO3 nKOH 0,1 mol Theo (2): n nK2CO3 0,1 mol Theo (3): CO2 (3) n nBaCO3 ph¶n øngë (4) 0, 06 mol Theo (4): CO2 (4) nCO2 0,3 0,1 0,1 0, 06 0,56 mol V 0,56.22, 12,544 lit 3,36 nCO2 0,15 mol nC ( X ) 0,15 mol 22, Ta có: 2,34 0,13 mol nH (trong X ) 0, 26 mol 18 Áp dụng ĐLBTKL: mX mC ( X ) mH ( X ) mO ( X ) nH 2O 1,12 mO ( X ) 3,18 0,15.12 0, 26 1,12 gam nO ( X ) 0, 07 mol 16 Gọi 3,18 gam hỗn hợp X gồm: a mol CxHyCOOH; b mol CxHyCOOC2H5; c 0,25 0,25 0,25 0,5 0,25 0,5 0,75 (5) Câu 4: (2,0 điểm) mol C2H5OH Bảo toàn nguyên tố oxi có: 2a + 2b + c =0,07 (*) Cho hỗn hợp X tác dụng với dung dịch NaOH: CxHyCOOH + NaOH CxHyCOONa + H2O (1) mol: a a CxHyCOOC2H5 + NaOH CxHyCOONa + C2H5OH (2) mol: b b b Theo (1), (2): nNaOH= a + b=0,03 mol (**) 1,38 nC2 H5OH sau ph¶n øng b c 0, 03 mol (***) 46 2a 2b c 0,07 a 0, 01 b 0, 02 a b 0, 03 b c 0, 03 c 0, 01 Từ (*), (**) và (***) có: Bảo toàn nguyên tố cacbon: 0,01(x + 1) + 0,02(x + 3) + 0,01.2=0,15 x=2 Bảo toàn nguyên tố hiđro: 0,01(y +1) + 0,02(y + 5) + 0,01.6=0,26 y=3 Vậy công thức cấu tạo CxHyCOOH là CH2=CH-COOH - Đặt công thức oxit kim loại là MxOy; có số mol là a 0,5 0,5 0,25 0,75 - M hçn hîp khÝ 20.2 40 CO2 44 12 40 CO 28 nCO2 12 3 nCO d nCO2 nCO d 0,25 Phương trình hoá học: o t MxOy + yCO xM + yCO2 (1) mol: a ay ax ay CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O (2) CO2 + BaCO3 + H2O Ba(HCO3)2 (3) Ba(HCO3)2 + Ca(OH)2 BaCO3 + BaCO3 + 2H2O (4) 2M + 2nHCl 2MCln + nH2 (5) mol: ax 0,5nax (Với n là hoá trị kim loại M) 1,25 - Tính V: Theo (2): n BaCO3 2 n CO2 n Ba OH 0, 08.0,5 0, 04 mol 3,94 0, 02mol 197 0, 04 – 0, 02 0, 02 mol n BaCO3 thu ® îc Mà n BaCO3 ph¶n øng 3 Theo (3): n CO2 3 n BaCO3 p 3 0, 02 mol 0, 06 nCO d nCO2 0, 02 mol n 0, 04 0, 02 0, 06 mol CO2 3 nCO ban ®Çu 0, 06 0, 02 0, 08 mol V = 1,792 lít - Tính m: áp dung ĐLBTKL ta có: m = 3,48 + 0,06.28 - 0,06.44 = 2,52 gam - Tính p: n nBaCO3(4) nBa HCO3 0, 02 mol Theo (3), (4): CaCO3 p = 0,02 100 + 0,02 197 = 5,94 gam 0,5 0,5 0,5 (6) - Xác định công thức oxit kim loại: 1, 008 0, 09 nH 0,5nax 0, 045 mol ax 22, n Theo (5): Câu 5: (4,0 điểm) Mặt khác: m=axM=2,52 gam 2,52 M= n=28n 0, 09 n=2 và M = 56 (Fe) thoả mãn 0, 09 ax 0, 045 n ay 0, 06 mol Ta lại có CO2 x 0, 045 y 0, 06 Vậy công thức oxit kim loại là Fe3O4 Các khí có thể điều chế gồm O2, NH3, H2S, Cl2, CO2, SO2, H2 Các phương trình hoá học: t0 2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 2NH4HCO3 + Ba(OH)2 Ba(HCO3)2 + 2NH3 + 2H2O Fe + 2HCl FeCl2 + H2 MnO2 + 4HCl MnCl2 + Cl2 + 2H2O FeS + 2HCl FeCl2 + H2S NH4HCO3 + HCl NH4Cl + CO2 + H2O Na2SO3 + 2HCl 2NaCl + SO2 + H2O - Chọn VA=1,5 lít VB=3,2 lít - M B 19.2 38 O2 32 10 38 O3 48 3, V 2 lit O VO2 10 3, VO3 V 1, lit O3 VCO2 1,3a lit V 1, 2a lit VCO2 : Vh¬i H2 O 1,3 :1, Vì nên gọi h¬i H 2O - Bảo toàn nguyên tố oxi: 2.1,3a + 1,2a = 2.2 + 1,2.3 a = VCO2 1,3.2 2, lit Vh¬i H2O 1, 2.2 2, lit VCO2 2, 1,733 V 1, A - Số nguyên tử C trung bình X, Y và Z bằng: phải có hiđrocacbon có số nguyên tử C<1,733, hiđrocacbon đó có thể là CH4 (giả sử là X) - 0,4 lít khí thoát là CH4 - Cho A qua bình đựng lượng dư AgNO3/NH3, thấy tạo 6,4286 gam bạc axetilua ( AgC CAg ) chứng tỏ A có hiđrocacbon là C2H2 (giả sử là Y): HC CH 2AgNO3 2NH AgC CAg 2NH NO3 0,5 0,5 0,25 Mỗi phản ứng 0,25đ 0,75 0,5 (7) 6, 4286 0, 6lit 240 Gọi công thức hiđrocacbon còn lại là CxHy (Z): VZ= 1,5-0,4-0,6=0,5 lít 0,75 Bảo toàn nguyên tố cacbon: 0,4 + 1,2 + 0,5x=2,6 x=2 Bảo toàn nguyên tố hiđro: 0,4.4 + 0,6.2 + 0,5.y =2,4.2 y=4 Hiđrocacbon còn lại là C2H4 Vậy công thức phân tử hiđrocacbon X, Y, Z là: CH4, C2H2, C2H4 Chú ý: Nếu thí sinh làm bài không theo cách nêu đáp án mà đúng thì cho đủ điểm hướng dẫn quy định VC2H 22, (8)