Đề thi chọn học sinh giỏi thành phố Vinh lần 2 môn thi Hóa học

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi thành phố Vinh lần 2 môn thi Hóa học

1. PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÀNH PHỐ VINH KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ LẦN 2 ĐỀ CHÍNH THỨC MÔN THI: HÓA HỌC Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu 1: (2đ+2đ+1đ) 1. Hoàn thành sơ đồ chuyển hóa sau:( Theo thứ tự từ trái sang phải là các phản ứng từ 1 >10) Fe Fe3O4 CO2 K2CO3 KHCO3 KCl KNO3 K2SH2S PbS PbSO4. 2. Nêu hiện tượng, viết phương trình phản ứng cho các thí nghiệm mô tả sau: a) Cho dd H2SO4 đặc vào đường saccarozo, khí thoát ra dẫn qua bình 1 đựng dd Br2 dư, bình 2 đựng dd nước vôi trong dư. b) Sục khí Cl2 từ từ đến dư vào dd FeBr2. c) Cho bột Fe vào dd HCl dư, sau đó cho dd AgNO3 dư vào dd thu được. d) Cho dd HCl từ từ đến dư vào dd hỗn hợp NaOH, NaAlO2. 3. Nêu các công đoạn chính sản xuất axit sunfuric. Câu 2:(1đ+1đ+1đ) 1. Vì sao không nên đốt than trong phòng kín? 2. Từ than đá, nước, muối ăn, không khí; viết các pthh điều chế dd nước Gia-ven, Na2CO3, đạm 2 lá, ure. 3. Chỉ được dùng thêm 1 thuốc thử khog được dùng thêm 1 hóa chất nào khác kể cả đèn cồn, trình bày phương pháp nhận biết các dung dịch mất nhãn đựng trong các lọ riêng biệt sau: dd NaCl, dd Na2SO4, dd HCl, dd H2SO4. Câu 3: (2đ+1đ+2đ) 1. Cho hỗn hợp A gồm Cu, Fe, Al vào dd H2SO4 đặc, nóng. Sau pư thu được hỗn hợp khí B, dd D và 1 phần chất rắn không tan. Chất rắn này không phản ứng được với dd HCl, nhưng tan một phần trong dd NaOH đặc, nóng. Cho dd Ba(OH)2 dư vào dd D thu được kết tủa E và dd F. Dẫn khí CO2 từ từ đến dư vào dd F thu được kết tủa G. Cho dd Na2CO3 dư vào dd D lại thu được kết tủa H.Biết khí B không làm dd CuSO4 kết tủa. Xác định B,D,E,F,G,H và viết các phương trình hóa học xảy ra. 2. Trình bày phương pháp tách các khí sau ra khỏi hỗn hợp của chúng: N2, H2, HCl. 3. a.Cho hình vẽ: Biết rằng A có thể là KMnO4, ZnS, Na2CO3, MnO2, CaC2. B có thể là dd HCl đặc, dd H2SO4 đặc, H2O, H2O2. Cho biết khí C có thể là những chất nào? b. Nêu nguyên tắc làm khô các khí. Từ đó cho biết chất nào trong các chất sau có thể làm khô tất cả các khí có thể điều chế ở trên: dd H2SO4 đặc, CaO, NaOH rắn, CuSO4 khan, CaCl2 khan. Câu 4: (1đ+1,5đ) 1. Cho m(g) H2SO4.3SO3 vào 200 g dd BaCl2 4,16% thu được 6,99 g kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn, tính m và nồng độ phần trăm dd thu được. 2. Hấp thụ hết V(ml) khí CO2 vào 200 ml dd NaOH 0,1M và Ba(OH)2 0,05M thu được m(g) kết tủa và dd A. Cho dd HCl dư vào dd A thu được 0,56 l khí CO2. Tính V và m biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn, các khí đo ở đktc. Câu 5:(1đ+1,5đ+2đ) 1. Cho a mol Cu và b mol Fe vào dd chứa c mol AgNO3. Tìm mối liên hệ giữa a, b, c biết dd thu được chứa 3 chất tan. 2. Hòa tan hoàn toàn 20,2 g hỗn hợp X gồm kim loại M và muối cacbonat của nó (MCO3) bằng dd HNO3 loãng dư thu được 5,6 l hỗn hợp khí (đktc) Y gồm NO(sản phẩm khử duy nhất) và 1 khí khác có tỉ khối so với H2 là 19,2. Xác định M. 3. Hỗn hợp H gồm Al, Al2O3, Fe2O3, CuO. Dẫn từ từ 4,48 l khí CO qua 28,12 g hỗn hợp H, đun nóng, sau một thời gian thu được hỗn hợp khí X có tỉ khối so với H2 là 21,2 và hỗn hợp chất rắn Y. Hòa tan hết Y bằng dd HNO3 đặc, nóng, dư 4 thu được dd T có chứa 99,16 g muối và 6,272 l hỗn hợp khí gồm NO2 và NO, trong đó NO chiếm 7 thể tích hỗn hợp . Dung dịch T cho tác dụng hết với dd NaOH dư thu được 26,56 g kết tủa. Biết các khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn. a. Viết các phương trình hóa học xảy ra. b. Tính phần trăm khối lượng Fe2O3 trong hỗn hợp ban đầu. Cho khối lượng mol các chất:Al(27), Fe(56), Cu(64), C(12), H(1), O(16), Ba(137), Cl(35,5), S(32), Mg(24), Cr(52), Na(23), Ag(108), Zn(65), N(14). HẾT
2. ĐÁP ÁN Câu 1: 1. Viết mỗi pt đúng cho 0,2 đ 푛ℎ푖ệ푡 độ (1) 3Fe +2O2 Fe3O4 푛ℎ푖ệ푡 độ (2) Fe3O4 +4CO 3Fe +4CO2 (3) CO2+2KOH K2CO3+H2O (4) K2CO3+HCl KHCO3+KCl (5) KHCO3+HCl KCl+CO2+H2O (6) KCl+AgNO3 KNO3+AgCl 푛ℎ푖ệ푡 độ (7) 2KNO3+3C+S K2S+3CO2+N2 (8) K2S+2HCl KCl+H2S (9) H2S+Pb(NO3)2 PbS+ 2HNO3 (10) PbS+4H2O2 PbSO4+4H2O 2.Mỗi câu đúng cho 0,5đ. Nêu hiện tượng đúng cho 0,25. Viết phương trình đúng cho 0,25đ, viết thiếu, sai hay không cân bằng không cho điểm. a, Hiện tượng: Đường chuyển từ màu trắng sang màu vàng sau đó thành màu nâu sau đó thành màu đen, xuất hiện bọt khí xung quanh khối chất rắn, khối chất rắn nở ra. Khí thoát ra khi dẫn qua bình 1 thấy dd Br2 nhạt màu, bình 2 thấy xuất hiện kết tủa trắng. H2SO4 đặc C12H22O11 12C+11H2O C+2H2SO4 CO2+2SO2+2H2O SO2+Br2+2H2O 2HBr+H2SO4 CO2+Ca(OH)2 CaCO3+H2O b, Hiện tượng: Dung dich thu được đậm màu dần, từ không màu chuyển dần sang màu vàng cam, sau 1 thời gian dung dịch nhạt màu dần. Dung dich thu được có màu vàng nâu của muối sắt(III) 3Cl2+2FeBr2 2FeCl3+2Br2 5Cl2+Br2+6H2O 10HCl+2HBrO3 Cl2+H2O ⇌ HCl+HClO (nếu học sinh không viết phản ứng này ở rên vẫn đúng thì vẫn cho điểm tối đa) c,Hiện tượng: Sắt tan trong dd axit tạo thành dd màu xanh rất nhạt và khí không màu không mùi bay ra, khi cho dung dịch AgNO3 vào dd thu được thì xuất hiện kết tủa trắng sau đó xuất hiện khí không màu không mùi hóa nâu trong không khí, có thể xuất hiện kết tủa trắng bạc. Dung dịch thu được có màu vàng nâu. Fe+2HCl FeCl2+H2 FeCl2+2AgNO3 Fe(NO3)2+2AgCl HCl+AgNO3 AgCl+HNO3 3Fe(NO3)2+4HNO3 3Fe(NO3)3+NO+2H2O 2 NO+O2 2NO2 Nếu Fe(NO3)2 dư : Fe(NO3)2+AgNO3 Fe(NO3)3+Ag d, Hiện tượng: Lúc đầu không có hiện tượng gì sau đó xuất hiện kết tủa trắng keo, lượng kết tủa tăng dần đến cực đại sau đó kết tủa tan dần đến tan hết, dd thu được trong suốt. HCl+NaOH NaCl+H2O HCl+NaAlO2+H2O NaCl+Al(OH)3 Al(OH)3+3HCl AlCl3+3H2O 3. Các công đoạn sản xuất axit sunfuric: Công đoạn 1: Sản xuất SO2(0,25đ) Đập nhỏ quặng(nếu cần) Đốt cháy quặng pirit hoặc lưu huỳnh trong không khí thu lấy SO2 Viết PTHH: S+O2 SO2
3. 푛ℎ푖ệ푡 độ 4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2 Công đoạn 2: Sản xuất SO3(0,25đ) 푛ℎ푖ệ푡 độ, 푡 2 5 2SO2+O2 2SO3 Công đoạn 3: Sản xuất axit sunfuric Hòa tan SO3 vào dd H2SO4 đặc để tạo thành oleum(0,25đ) nSO3+H2SO4 H2SO4.nSO3 Hòa tan oleum vào nước để tạo thành dd axit sunfuric với nồng độ tùy ý(0,25đ) H2SO4.nSO3+(n+1)H2O (n+1)H2SO4 Câu 2: 1. Không nên đốt than trong phòng kín vì khi đốt than thì 푛ℎ푖ệ푡 độ C+O2 CO2(0.25đ) Sau phản ứng này oxi dễ dàng hết do phòng kín nên có phản ứng 푛ℎ푖ệ푡 độ C+CO2 2CO(0,25đ) Khí CO tạo thành là 1 khí rất độc, nó không màu không mùi nên rất khó nhận biết. CO kết hợp với hemoglobin trong máu tạo thành một hợp chất rất bền ngăn cản hồng cầu tiếp nhận oxi, từ đó khiến hàm lượng oxi trong não giảm xuống gây tử vong(0.5đ) 2. Các PTHH: 푛ℎ푖ệ푡 độ C+O2 CO2 Chưng cất phân đoạn không khí lỏng thu lấy N2 và O2 đ푖ệ푛 ℎâ푛 ó à푛 푛 ă푛 2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2+H2 2NaOH+Cl2 NaCl+NaClO+H2O NaOH+CO2 NaHCO3 푛ℎ푖ệ푡 độ 2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2 푛ℎ푖ệ푡 độ, 푡, N2+3H2 2NH3 푛ℎ푖ệ푡 độ, 푡, 4NH3+5O2 4NO+ 6H2O 2NO+O2 2NO2 4NO2+O2+2H2O 4HNO3 NH3+HNO3 NH4NO3 푛ℎ푖ệ푡 độ, 푡, 2NH3+CO2 (NH2)2CO+H2O (Học sinh viết từ 5 pu trở xuống không cho điểm, từ 6 đến 10 pu cho 0,5đ; viết được 11 pu cho 0,75đ) 3. – Trích mẫu thử, đánh dấu -Lần lượt cho BaCO3 vào các mẫu thử thì nhận ra: + dd HCl do xuất hiện khí không màu, không mùi bay ra + dd H2SO4 do xuất hiện khí không màu không mùi bay ra đồng thời xuất hiện kết tủa trắng BaCO3+2HCl BaCl2+H2O+CO2 BaCO3+H2SO4 BaSO4+H2O+CO2 + còn lại không có hiện tượng gì -Lọc lấy dd BaCl2 thu được ở trên cho vào các mẫu thử còn lại thì nhận ra: + dd Na2SO4 do xuất hiện kết tủa trắng + Còn lại là dd NaCl do không có hiện tượng gì BaCl2+Na2SO4 BaSO4+2NaCl Nếu dùng thuốc thử khác mà không nhận ra hết các dd thì không cho điểm. Nếu không viết ptpu thì cho nửa số điểm. Câu 3:1. Do hỗn hợp khí D không cho kết tủa với dd CuSO4 => D gồm H2,SO2. Do thu được chất rắn không tan trong dd HCl nhưng tan trong dd NaOH đặc, nóng nên chất rắn thu được gồm Cu, S 2Al+6H2SO4 Al2(SO4)3+3SO2+6H2O 2Fe+6H2SO4 Fe2(SO4)3+3SO2+6H2O 2Al+4H2SO4 Al2(SO4)3+S+4H2O
4. 2Al+3H2SO4 Al2(SO4)3+3H2 Fe+H2SO4 FeSO4+H2 Fe+Fe2(SO4)3 3FeSO4 Cu+Fe2(SO4)3 2FeSO4+CuSO4 3S+6NaOH 2Na2S+Na2SO3+3H2O Dd B gồm FeSO4, Al2(SO4)3, có thể có CuSO4 Al2(SO4)3+3Ba(OH)2 2Al(OH)3+3BaSO4 FeSO4+Ba(OH)2 Fe(OH)2+BaSO4 CuSO4+Ba(OH)2 Cu(OH)2+BaSO4 2Al(OH)3+Ba(OH)2 Ba(AlO2)2+4H2O Kết tủa E gồm Fe(OH)2, BaSO4, có thể có Cu(OH)2 Dd F gồm Ba(OH)2, Ba(AlO2)2 2CO2+Ba(OH)2 Ba(HCO3)2 2CO2+4H2O+Ba(AlO2)2 Ba(HCO3)2+2Al(OH)3 Kết tủa G gồm Al(OH)3 3Na2CO3+3H2O+Al2(SO4)3 2Al(OH)3+3Na2SO4+3CO2 3Na2CO3+3H2O+Fe2(SO4)3 2Fe(OH)3+3Na2SO4+3CO2 2Na2CO3+H2O+2CuSO4 [Cu(OH)]2(CO3)+CO2+2Na2SO4 Kết tủa H gồm Al(OH)3, Fe(OH)3 có thể có [Cu(OH)]2(CO3) Xác định đúng B,D,E,F,G,H cho 1đ Viết được từ 1 đến 10 pu cho 0,5đ, 11 đến 16 cho 0,75đ, 17 pu cho 1đ 2. –Dẫn hỗn hợp khí qua dd NaOH dư, thu được dd A gồm NaOH, NaCl và hỗn hợp khí B thoát ra gồm N2, H2(0,25đ) HCl+NaOH NaCl+H2O -Cô cạn hoàn toàn dd A thu được hỗn hợp chất rắn, cho dd H2SO4 đặc, dư vào dd A, khí thoát ra dẫn qua dd H2SO4 đặc thu được khí HCl tinh khiết.(0,25đ) 2NaCl+H2SO4 Na2SO4+2HCl -Dẫn hỗn hợp khí B qua bột CuO dư nung nóng đến phản ứng xảy ra hoàn toàn, khí thoát ra cho làm lạnh thu lấy nước và N2 tinh khiết(0.25đ). Điện phân hoàn toàn lượng nước ở trên thu được H2 tinh khiết.(0,25đ) 푛ℎ푖ệ푡 độ CuO+H2 Cu+H2O đ 2H2O 2H2+O2 3. a. Khí C có thể là H2S, O2, Cl2, C2H2, CO2, SO2 ZnS+2HCl ZnCl2+H2S 2KMnO4+16HCl 2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O 푡 푛 2 2H2O2 2H2O+O2 CaC2+2H2O Ca(OH)2+C2H2 Na2CO3+H2SO4 Na2SO4+CO2+H2O ZnS+4H2SO4đặc ZnSO4+4SO2+4H2O Xác định được 1 đến 2 khí không cho điểm, 3 đến 4 khí cho 0,5đ; 5 đến 6 khí cho 1đ.(nếu viết đầy đủ PTHH). Nếu chỉ xác định không viết PTHH thì cho nửa số điểm. b. Nguyên tắc làm khô khí là: Chất được dùng làm khô khí phải có khả năng hút ẩm mạnh(0,25đ) Chất làm khô khí không tác dụng với khí đó.(0,25đ) Chỉ có CaCl2 là thỏa mãn vì đảm bảo 2 yêu cầu trên(0,5đ) 200.4,16% Câu 4:1. nBaCl2= 208 = 0,04( 표푙) 6,99 nBaSO4=233 = 0,03( 표푙) Đặt nH2SO4.3SO3=x(mol) H2SO4.3SO3+3H2O 4H2SO4(1)
5. x 4x (mol) H2SO4+BaCl2 2HCl+BaSO4 (2) 0,25đ Theo (2) nBaCl2pu=nBaSO4=0,03 BaCl2 dư, H2SO4 hết nH2SO4=nBaSO4=0,03(mol)=>4x=0,03x=0,0075(mol) nHCl=2nBaCl2=2.0.03=0,06(mol) 0,25đ m=mH2SO4.3SO3=0,0075.338=2,535(g) 0,25đ mddtđ= 2,535+200-6.99=195,545(g) 208.(0.04 ― 0.03) C% = ddtđ(BaCl2) 195.545 .100% = 1,064% 36,5.0.06 C%ddtđ(HCl)= 195,545 .100% = 1,12% 0,25đ 2. nNaOH=0,2.0,1=0.02(mol), nBa(OH)2=0,2.0,05=0.01(mol), nCO2=0,025(mol) CO2+Ba(OH)2 BaCO3+H2O (1) CO2+2NaOH Na2CO3+H2O (2) CO2+Na2CO3+H2O 2NaHCO3 (3) CO2+BaCO3+H2O Ba(HCO3)2 (4) HCl+NaHCO3 NaCl+H2O+CO2 (5) 2HCl+Na2CO3 2NaCl+H2O+CO2 (6) 2HCl+Ba(HCO3)2 BaCl2+2H2O+2CO2 (7) 0,25đ TH1: Dung dịch thu được gồm Na2CO3, có thể có NaOH dư=> nNa2CO3=nCO2>2nNaOHbđ=>loại(0,25đ) TH2: Dung dịch thu được gồm Na2CO3, NaHCO3. Bảo toàn Na và C=> lập hpt=> loại(0,25đ) TH3: Dung dịch thu được gồm NaHCO3=>loại(0,25đ) TH4: Dung dịch thu được gồm NaHCO3, Ba(HCO3)2=> kiềm hết, BaCO3 bị tan 1 phần nNaHCO3=nNaOH=0,02(mol) Bảo toàn C: nBa(HCO3)2=(0,025-0,02):2=0,0025(mol) Bảo toàn Ba: nBaCO3=0,01-0,0025=0,0075(mol) Bảo toàn C: nCO2=0,0075+0,025=0,0325(mol) 0,25đ V=0,728l m=1,4775g 0,25đ Câu 5:1. Fe+2AgNO3 Fe(NO3)2+2Ag Cu+2AgNO3 Cu(NO3)2+2Ag Fe(NO3)2+AgNO3 Fe(NO3)3+Ag 0,25đ Do sau phản ứng thu được 3 chất tan=> xảy ra 2 TH: TH1: Dd thu được gồm Cu(NO3)2,AgNO3,Fe(NO3)3 =>2a+3b AgNO3 hết Gọi x,y lần lượt là số mol Fe(NO3)2, Fe(NO3)3(x,y>0) Ta có 2x+3y+2a=c 2b=2(x+y) 2b+2a<c<2a+3b(0,5đ) 2. Tìm số mol mỗi chất trong hôn hợp khí nCO2=0,15(mol),nNO=0,1(mol)(0,5đ) Gọi n là hóa trị cao nhất của M(n ∈ N*) Viết PTHH hoặc sơ đồ bảo toàn e(0,25đ) Lâp pt(0,25đ) Giải ra M=56/3.n(0,25đ) Tìm ra kim loại Fe(0.25đ) 3.nCO=0,2 mol Trong hỗn hợp X:nCO=0,02mol,nCO2=0,18mol Trong khí thu được:nNO=0,16mol,nNO2=0,12mol(0,25đ) a. Viết được đúng và đủ 20 pu(1đ)
6. b. Bảo toàn nguyên tố mY=25,24g Bảo toàn khối lượng: nH2O=0,745mol Bảo toàn H: nNH4NO3=0,015 mol Bảo toàn N:nNO3=1,255mol Bảo toàn O:nO(Y)=0,26mol(0,25đ) Gọi x,y,z lần lượt là số mol Al, Fe, Cu trong hỗn hợp Y(x,y,z>0) Ta có hệ pt: 27 + 56 + 64 = 25,24 ― 0,26.16 107 + 98 = 26,56 3 + 3 + 2 = 1,255 ― 0,015 = 0,2  = 0,12 = 0,14 160.0,06 %Fe2O3= 28,12 .100% = 34,14%(0,5đ) Chú ý: Thí sinh làm cách khác đúng thì vẫn cho điểm tối đa.