Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa 9 - Tröôøng PTDNNT THCS & THPT Traø Cuù

Nội dung text: Giáo án bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa 9 - Tröôøng PTDNNT THCS & THPT Traø Cuù

1. Trường PTDNNT THCS & THPT Trà Cú Giáo án bồi dưỡng HGS Hóa 9 Bài tập: Nhiệt phân 9,4 gam muối nitrat kim loại tới phản ứng hoàn toàn thấy còn lại 4 gam chất rắn . Xác định kim loại có trong muối ? HD: Khi nhiệt phân muối Nitrat của kim loại R cần xét 3 trường hợp : a/ Muối nitrat của kim loại kiềm và kiềm thổ : t o n R(NO3)n  R(NO2)n + O2  2 (R + 62 n) g (R + 46 n) g 9,4 g 4 g Ta có : (R + 62 n) (R + 46 n) R < 0 ( loại) 9,4 4 b/ Muối nitrat của kim loại từ Mg đến Cu : t o n 2 R(NO3)n  R2On + 2n NO2  + O2  2 (R + 62 n) g (2R + 16 n) g 9,4 g 4 g R = 32 n . Chỉ có n =2  R = 64 là phù hợp vậy R là đồng c/ Muối nitrat của kim loại đứng sau Cu : t o n R(NO3)n  R + n NO2  + O2  2 (R + 162 n) g R g 9,4 g 4 g R = 45,92 n ( loại) Bài 2:Hòa tan 2,84 gam hh 2 muối cacbonat của 2 kim loại thuộc phân nhóm chính nhóm II và thuộc 2 chu kì liên tiếp nhau bằng dung dịch HCl dư người ta thu được dung dịch A và khí B . Cô cạn dung dịch A thì thu được 3,17 gam muối khan . a. Tính thể tích B (đktc) .? b. Xác định tên 2 kim loại ? HD: a/ Gọi X , Y là 2 kim loại có trong muối Cacbonat , PTPU xảy ra : XCO3 + 2HCl  XCl2 + H2O + CO2 (1) YCO3 + 2HCl  YCl2 + H2O + CO2 (2) Từ 1 mol muối cacbonat tạo thành 1 mol muối clorua khối lượng tăng 11 gam Số mol của 2 muối cacbonat là ; ( 3,17 – 2,84) : 11 = 0,03 (mol) Theo (1) và (2) : n = n = 0,03 mol CO 2 2 muối Thể tích khí B ( CO2) thoát ra : 0,03 . 22,4 = 0,672 (l) 2,84 b/ Khối lượng mol trung bình của 2 muối cacbonat là : M 2 muối = = 94,66 0,03 M 2 KL = 94,66 – 60 = 34,66 . Vậy 2 kim loại đó là Mg (24) và Ca (40) 2. Đốt cháy 1 gam đơn chất M cần dùng lượng vừa đủ oxi là 0,7 lít ( đktc) . Xác định M ? n t o HD: Goi n là hóa trị của M . Ta có PTPU : 2M + O2  M2On 2 n Theo phản ứng : Đốt 2M gam kim loại cần . 22,4 lít oxi 2 Vậy đốt 1 gam kim loại M cần 0,7 lít khí oxi M = 8 n . ta có bảng biện luận : n I II III IV V VI VII VIII M 8 16 24 32 40 48 56 64 Vậy M là lưu huỳnh (S) Giáo viên: Trần Thị Bảo Ngọc Trang - 1
2. Trường PTDNNT THCS & THPT Trà Cú Giáo án bồi dưỡng HGS Hóa 9 Phương pháp dùng các giá trị trung bình : A/ Phương pháp dùng các giá trị mol trung bình (M ) Lưu ý : a) Hỗn hợp nhiều chất : m M n M n M n M = hh = 1 1 2 2 i i nhh n1 n2 ni m M V M V M V M = hh = 1 1 2 2 i i nhh V1 V2 Vi b) Hỗn hợp 2 chất : a, b ; % số mol M 1n1 M 2 (n n1 ) M = ; M = M1n1 + M2(1-n1) n M 1V1 M 2 (V V1 ) M = ; M = M1X1 + M2(1-X1) n 1. Hai kim loại kiềm M và M/ nằm trong hai chu kì kế tiếp nhau của bảng hệ thống tuần hoàn . / Hòa tan một ít hỗn hợp M và M trong nước được dung dịch A và 0,336 lít khí H2 (đktc) . Cho HCl dư vào dung dịch A và cô cạn được 2,075 gam muối khan . Xác định tên kim loại M và M/ ? / / HD: 2M + 2 H2O  2MOH + H2 (1) 2M + 2 H2O  2M OH + H2 (2) x mol x mol x/2 mol y mol y mol y/2 mol / / MOH + HCl  MCl + 2 H2O (3) M OH + HCl  M Cl + H2O (4) x mol x mol y mol y mol Gọi x , y lần lượt là số mol của M và M/ . Theo (1) và (2) ta có : x y 0,336 = = 0. 015 x + y = 0,015 . 2 = 0,03 2 22,4 Theo (1) , (2) , (3) , (4) số mol 2 muối là : x + y = 0,03 2,075 Nên M 2 muối = = 69 0,03 Giả sử M 238 > M + 61 Hay 83 < M < 177 Vậy M là Cs (133) Giáo viên: Trần Thị Bảo Ngọc Trang - 2
3. Trường PTDNNT THCS & THPT Trà Cú Giáo án bồi dưỡng HGS Hóa 9 3. Nguyên tử khối của 3 kim loại hóa trị 2 tỉ lệ với nhau theo tỉ số là 3 : 5 : 7 . Tỉ lệ số mol của chúng trong hỗn hợp là 4 : 2 : 1 . Sau khi hòa tan 2,32 gam hỗn hợp trong HCl dư thu được 1,568 lít H2 ở đktc . Xác định 3 kim loại biết chúng đều đứng trước H2 trong dãy Beketop ?. HD : PTHH : A + 2 HCl  ACl2 + H2 3x 3x mol mol A A B + 2 HCl  BCl2 + H2 3x 3x mol mol B B C + 2 HCl  CCl2 + H2 3x 3x mol mol C C Gọi nguyên tử khối của A là 3x , của B là 5x , của C là 7x Ta có : số mol hiđro : 1,568 : 22,4 = 0,07 2,32 3x.0,04 5x.0,02 7x.0,001 Vì tỉ lệ số mol là 4 ; 2 : 1 nên M kim loại = = 0,07 0,07 Giải ra ta được x = 8 . Vậy : A = 3 . 8 = 24 (Mg) B = 5 . 8 = 40 (Ca) C = 7 . 8 = 56 (Fe) 4. Hòa tan 46 gam hỗn hợp Ba và 2 kim loại kiềm A , B thuộc 2 chu kì liên tiếp nhau được dung dịch X và 11,2 lít khí (đktc) - Nếu thêm 0,18 mol Na2SO4 vào dung dịch X thì dung dịch sau phản ứng vẫn chưa kết tủa hết Ba2+ - Nếu thêm 0,21 mol Na2SO4 vào dung dịch X thì dung dịch sau phản ứng vẫn còn dư ion 2- SO4 Xác định tên 2 kim loại kiềm ? HD : PTHH : Ba + H2O  Ba(OH)2 + H2  (1) x mol x mol x mol 2A + 2 H2O  2AOH + H2 (2) 2B + 2 H2O  2BOH + H2 (3) y mol y/2 mol Ba(OH)2 + Na2SO4  BaSO4  + 2 NaOH (4) Gọi x là số mol của Ba .Số mol hiddro thoát ra : 11,2 : 22,4 + 0,5 (mol) 2 Theo (1) và (4) ta có 0,18 < nBa < 0,21 (*) Hay 137 . 0,18 < mBa < 137 . 0,21  24,66 < mBa < 28,77 Tổng khối lượng của 2 kim loại A và B nằm trong khoảng : 46 – 28,77 < mA+B < 46 – 24,66  17,23 < mA+B < 21,34 (*,*) Theo (2) và (3) : n = 2 n A+B H2 (2,3) Mà n = 0,5 – x (mol) n = 2 (0,5 – x ) = 1 – 2x (mol) H2 (2,3) A+B Từ (*) : 1 – 2 . 0,21 < nA+B < 1 – 2 . 0,18 hay 0,58 < nA+B < 0,64 (*,*,*) 17,23 21,34 Kết hợp (*,*) và (*,*,*) ta có : < M A+Bi < 27 < M A+B < 37 0,64 0,58 Vậy 2 kim loại kiềm đó là Na ( 23) và K (39) Giáo viên: Trần Thị Bảo Ngọc Trang - 3
4. Trường PTDNNT THCS & THPT Trà Cú Giáo án bồi dưỡng HGS Hóa 9 Phương pháp bảo toàn electron trong các phản ứng oxi hóa - khử : Nguyên tắc chung : Khi có nhiều chất oxi hóa , chất khử trong một hỗn hợp phản ứng ( nhiều phản ứng hoặc phản ứng qua nhiều giai đoạn ) tổng số electron mà chất khử cho bằng tổng số electron mà chất khử nhận Nguyên tắc cụ thể : số mol chất nhường . số e- nhường = số mol chất nhận . số e- nhận . 0 n 2 Ví dụ PTHH : 4 M + n O2  2M2 On Giả sử có x mol M tác dụng với y mol oxi ta có : x . n = y . 4 Với x . n là số mol e- nhường ; y . 4 là số mol e- nhận - + - Lưu ý : trong H2 – 2e  2 H số mol e nhường là 2n - -2 - O2 + 4 e  2 O số mol e nhận là 4n Nhược điểm của PP trên là chỉ áp dụng cho phản ứng oxi hóa – khử vô cơ 1/ Đốt một lượng nhôm trong 6,72 lít khí oxi . chất rắn thu được sau phản ứng cho hòa tan hoàn toàn vào dd HCl thấy bay ra 6,72 lit khí H2 ( các thể tích khí đo ở đktc) . Xác định khối lượng của nhôm đã dùng ? HD : PTPU : 4 Al + 3 O2  2 Al2O3 (1) 2 Al + 6 HCl  2 AlCl3 + 3H2  (2) Al2O3 + 6 HCl  2 AlCl3 + 3H2O (3) Số mol H2 : 6,72 : 22,4 = 0,3 (mol) ; Số mol 0xi : 6,72 : 22,4 = 0,3 (mol) Gọi x là số mol Al tham gia phản ứng ; số mol electron mà Al nhường là 3x mol Ta có : 3x = 0,3 .2 + 0,3 .4 x = 0,6 . Vậy mAl= 27 . 0,6 = 16,2 (gam) 2/ Cho 16,2 gam kim loại hóa trị n tác dụng với 0,15mol oxi . Chất rắn thu được sau phản ứng cho hòa tan với dd HCl dư thấy bay ra 13,44 lít khí H2 ( đktc) Xác định kim loại M ? HD : PTHH : 4M + nO2  2M2On (1) M2On + 2n HCl  2 MCln + nH2O (2) 2M (dư) + 2n HCl  2 MCln + nH2 (3) Từ (3) số mol H2 : 13,44 : 22,4 = 0,6 (mol) Gọi x là số mol kim loại M  số mol electron kim loại cho là nx ( mol) Số mol electron oxi nhận là : 0,15 . 4 = 0,6 (mol) Số mol electron mà 2H+ nhận là : 0,6 . 2 = 1,2 (mol) 1,8 Ta có : nx = 0,6 + 1,2 = 1,8 hay x = n 16,2 Mà x = M = 9 n M Mà 1 n 3 và n nguyên n = 1  M = 9 (loại) n = 2  M = 18 (loại) n = 3  M = 27 ( magie) 3/ Cho 8,3 gam hỗn hợp X gồm Al và Fe ( nAl = nFe ) vào 100 ml dd Y gồm Cu(NO3)2 và AgNO3 sau khi phản ứng kết thúc thu được chất rắn A gồm 3 kim loại . Hòa tan dd A và dd HCl dư thấy có 1,12 lít khí thoát ra ( đktc) và còn lại 28 gam chất rắn không tan B . Tính nồng độ M của Cu(NO3)2 và AgNO3 trong ddY ? HD : Ta có : nAl = nFe = 8,3 : 83 = 0,1 (mol) số mol H2 : 1,12 : 22,4 = 0,05 (mol) Giáo viên: Trần Thị Bảo Ngọc Trang - 4
5. Trường PTDNNT THCS & THPT Trà Cú Giáo án bồi dưỡng HGS Hóa 9 Gọi a , b lần lượt là số mol của Cu(NO3)2 và AgNO3 có trong dd Y X + Y  chất rắn A gồm 3 kim loại , chứng tỏ Al hết , Fe chưa phản ứng hoặc còn dư , hỗn hợp 2 muối hết . Quá trình oxi hóa : Al - 3e  Al3+ Fe - 2e  Fe2+ 0,1 mol 0,3 mol 0,1 mol 0,2 mol Tổng số mol e nhường : 0,3 + 0,2 = 0,5 (mol) 2+ + + Quá trình khử : Cu + 2e  Cu Ag + 1e  Ag 2H + 2e  H2 a mol 2 a mol a mol b mol b mol b mol 0,1mol 0,05 mol Tổng số mol e nhận : 2a +b + 0,1 Theo định luật bảo toàn e ta có phương trình : 2a + b + 0,1 = 0,5 hay 2a + b = 0,4 (1) Mặt khác chất rắn B không tan là Cu có a mol và Ag có b mol nên : 64a + 108b = 28 (2) Giải hệ (1) và (2) ta có : a = 0,1 và b = 0,2 Nồng độ M của Cu(NO3)2 trong dd Y là : 0,1: 0,1 = 1 (M) Nồng độ M của AgNO3 trong dd Y là : 0,2 : 0,1 = 2 (M) 4/ Hòa tan 15 gam hỗn hợp X gồm 2 kim loại Mg và Al vào dd Y gồm HNO3 và H2SO4 đặc thu được 0,1 mol mỗi khí SO2 , NO , NO2 , N2O . Tính thành phần phần trăm về khối lượng của Mg và Al trong X ? HD : Gọi x , y lần lượt là số mol của Mg và Al có trong X Ta có : 24 x + 27 y = 15 (1) Quá trình oxi hóa : Mg - 2e  Mg2+ Al - 3e  Al3+ x mol 2x mol y mol 3y mol Tổng số mol e nhường : 2x + 3y (mol) Quá trình khử : N+5 + 3e  N+2 2N+5 + 2 . 4e  2N+1 0.3 mol 0,1 mol 0,8 mol 0,2 mol +5 +4 +6 +4 N + 1e  N S + 2e  S 0,1 mol 0,1 mol 0,2mol 0,1 mol Tổng số mol e nhận : 0,3 + 0,8 + 0,1 + 0,2 = 1,4 (mol) Theo định luật bảo toàn e ta có phương trình : 2x +3y = 1,4 (2) Giải hệ (1) và (2) ta có : x = 0,4 và y = 0,2 Thành phần phần trăm về khối lượng của Mg và Al trong X là : (24.0,4) %Mg = 100 = 64 % ; %Al = 100 – 64 = 36 % 15 5/ Cho hỗn hợp Y gồm Fe và kim loại M có hóa trị n duy nhất a) Hòa tan hoàn toàn 3,61 gam hỗn hợp Y bằng dd HCl thu được 2,128 lit khí H2 . Còn khi hòa tan 3,61 gam hỗn hợp Y bằng dd HNO3 loãng dư thu được 1,792 lit khí NO duy nhất . Xác định kim loại M và tính % về khối lượng của mỗi kim loại có trong Y ? b) Lấy 3,61 gam hỗn hợp Y cho tác dụng với 100 ml dd chứa đồng thời 2 muối AgNO3 và Cu(NO3)2 . khuấy kĩ đến phản ứng hoàn toàn chỉ thu được 8,12 gam chất rắn gồm 3 kim loại . Hòa tan chất rắn đó bằng dd HCl dư thấy bay ra 0,672 lit khí H2 . Tính nồng độ M của AgNO3 và Cu(NO3)2 ban đầu ?. Biết các thể tích khí đều được đo ở đktc và hiệu suất phản ứng đều đạt 100% Giáo viên: Trần Thị Bảo Ngọc Trang - 5
6. Trường PTDNNT THCS & THPT Trà Cú Giáo án bồi dưỡng HGS Hóa 9 Kiểm tra HSG tháng 1/2011 Câu 1: Nêu pp hóa học loại bỏ khí etilen có lẫn trong Metan để thu được metan tinh khiết Câu 2:Viết tất cả các đồng phân của C4H8 Câu 3: Đốt cháy hoàn toàn một hỗn hợp cùng số mol gờm khí metan và một khí X thuộc dãy 3 đồng đảng của metan trong khí oxi dư, sau phản ứng thu được 0,896dm khí CO2 và 1,08g H2O.Tòm CTPT của X Câu 4: Đốt cháy hoàn toàn 9 gam HCHC X. Dẫn sản phẩm lần lượt qua bình chứa axit sunfuric đặc, bình thứ 2 chứa dd Ca(OH)2 dư. Sau khi kết thúc phản ứng thấy khối lượng bình thứ nhất tăng thêm 5,4 g và bình thứ 2 tăng thêm 13,2g. Biết 170<Mx<190.Xác định CTPT của X Câu 5:Có 3 lọ đựng 3 chất lỏng : Rượu etilic, axit axetic, dầu ăn tan trong rượu etilic. Chỉ dùng nước và quì tím hãy phân biệt các chất lỏng trên Giáo viên: Trần Thị Bảo Ngọc Trang - 6