[ĐỀ THI HSG TIỀN GIANG 2017] Bài 1: (4,0 điểm) 1.1 Viết phương trình hóa học thực sơ đồ chuyển hóa sau: (1) (2) (4)   FeCl2  Fe(OH)2  Fe2 (SO4 )3 Fe   (3) (5) (6) (7) (8)  FeCl3  Fe(OH)3  Fe(NO3 )3 Hướng dẫn Pt: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑ FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2↓ + 2NaCl 2Fe(OH)2 + 0,5O2 + H2O → 2Fe(OH)3↓ Fe(OH)2 + H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + SO2↑ + H2O Fe2(SO4)3 + 3Ba(NO3)2 → 2Fe(NO3)3 + 3BaSO4↓ 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3 FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3↓ + 3NaCl Fe(OH)3 + 3HNO3 → Fe(NO3)3 + 3H2O 1.2 Trình bày cách làm để thu khí O2, N2 tinh khiết từ hỗn hợp khí tương ứng: a O2 Cl2 b NH3 N2 Viết phương trình hóa học phản ứng xảy Hướng dẫn a Cho hỗn hợp khí (O2 Cl2) qua dung dịch NaBr, Cl2 bị hấp thụ, O2 không bị hấp thụ ta thu O2 tinh khiết Cl2 + 2NaBr → 2NaCl + Br2 b Cho hỗn hợp khí (NH3 N2) qua dung dịch axit HCl, NH3 bị hấp thụ, N2 không bị hấp thụ ta thu N2 tinh khiết NH3 + HCl → NH4Cl 1.3 Hãy lựa chọn hóa chất điều kiện thích hợp, viết phương trình hóa học phản ứng xảy theo yêu cầu sau: a Từ 0,5 mol H2SO4 điều chế 0,75 mol SO2 b Từ mol H2SO4 điều chế 0,9 mol SO2 Hướng dẫn Phương pháp: sử dụng bảo toàn nguyên tố S, O, H để suy luận cơng thức hợp lí Giả sử hợp chất cần tìm X nH2 SO4  nSO2  X có chứa nguyên tố S   X S a Ta có  BTNT.H nH2 SO4  2.nSO2  nH2 O    nH2 SO4  nH2 O  0,54    pứ không tạo muối  Pt: S + 2H2SO4 → 3SO2↑ + 2H2O 0,5→ 0,75 b X hợp chất chứa S → X: A2Sm có x (mol) A2Sm + H2SO4 → A2(SO4)n + SO2 + H2O Mol: x x 0,9 BTNT.S   xn  0,3  xm   xn  0,9 m     → chọn X: FeS Ta có  BTNT.O n   4xn  2.0,9  xm  0,2    Pt: 2FeS + 10H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 9SO2 + 10H2O 1→ 0,9 Page [ĐỀ THI HSG TIỀN GIANG 2017] Bài 2: (4,0 điểm) Có chất khí: H2, CO2, SO2 HCl kí hiệu ngẫu nhiên X, Y, Z T Kết thí nghiệm chất khí X, Y, Z T với thuốc thử ghi bảng sau (bỏ qua phản ứng tạo thành axit yếu): Chất phản ứng Thuốc thử Dung dịch Ca(OH)2 dư Dung dịch KMnO4 CuO/t0 X Y Z T Có phản ứng Có phản ứng Có phản ứng Khơng phản ứng Khơng phản ứng Có phản ứng Có phản ứng Khơng phản ứng Khơng phản ứng Khơng phản ứng Khơng phản ứng Có phản ứng a Xác định cơng thức hóa học chất X, Y, Z T, biết MY < MZ b Gọi tên chất khí X, Y Z c Nêu tượng (nếu có) viết phương trình hóa học thí nghiệm có phản ứng xảy Hướng dẫn a T không phản ứng với Ca(OH)2 → T: H2 SO Y : HCl  MY  M Z Y, Z phản ứng với KMnO4 → Y, Z      HCl  Z : SO2 Suy X là: CO2 CO2 : cacbondioxit (khí cacbonic)  HCl: khí hiđroclorua b Gọi tên  SO2 : khí sunfuro (lưu huỳnh đioxit) H : khí hiđro  c Phương pháp làm dạng toán nêu tượng giải thích: Bước 1: dự đốn phương trình phản ứng xảy Bước 2: ý kết tủa, khí (mùi, màu) chuyển đổi dung dịch (màu) CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O Hiện tượng: dung dịch Ca(OH)2 vẩn đục, sục tiếp CO2 vào kết tủa dung dịch tăng dần đến tối đa, sục CO2 tới dư đến thời điểm xác định kết tủa bị hòa tan dần đến hết SO2 + Ca(OH)2 → CaSO3↓ + H2O Page [ĐỀ THI HSG TIỀN GIANG 2017] Hiện tượng: dung dịch Ca(OH)2 vẩn đục, sục tiếp CO2 vào kết tủa dung dịch tăng dần đến tối đa, sục CO2 tới dư đến thời điểm xác định kết tủa bị hòa tan dần đến hết 2HCl + Ca(OH)2 → CaCl2 + 2H2O Hiện tượng: dung dịch tượng xảy 2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O Hiện tượng: dung dịch thuốc tím KMnO4 bị nhạt màu, có khí màu vàng nhạt, mùi xốc thoát 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4 Hiện tượng: dung dịch thuốc tím KMnO4 nhạt màu dần, từ tím đen sang màu hồng tím Bài 3: (4,0 điểm) 3.1 Trong cơng nghiệp, khí SO2 dùng để sản xuất axit sunfuric, chất tẩy trắng, chống nấm mốc cho lương thực…; khơng khí có chứa nhiều khí SO2 gây hại cho sức khỏe người (gây viêm phổi, mắt, da…) Theo qui chuẩn Bộ Tài Nguyên Môi Trường qui định: lượng SO2 vượt 0,35mg/m3 thi coi khơng khí bị nhiễm SO2 Page [ĐỀ THI HSG TIỀN GIANG 2017] a Tiến hành phân tích 50 lít khơng khí thành phố thu 8.10-3 ml SO2 (đktc) khơng khí có bị nhiễm SO2 hay khơng? b Nếu khơng khí có chứa nhiều khí SO2 gây tượng cho mơi trường? Viết phương trình hóa học phản ứng xảy (nếu có) Hướng dẫn 8.103.62 1m3  1000(l) a 50 lít khơng khí mSO2    mSO2  0,457mg / m3  0,35mg / m3 22,4 Như thành phố bị ô nhiễm khơng khí b Nếu khơng khí chứa nhiều SO2 gây tượng mưa axit Mưa axit gây nhiều tác hại nghiêm trọng: - Với cơng trình xây dựng: làm hư hại cơng trình từ đá vơi thép, giảm tuổi thọ cơng trình, làm tăng chi phí sửa chữa, nâng cấp - Với mơi trường: tượng mưa axit hại làm cối rụng lá, cản trở trình quang hợp làm chậm trình sinh trường chức điều hòa khơng khí xanh 3.2 Trong tiết thực hành điều chế khí hiđro, có học sinh lắp ráp dụng cụ thí nghiệm mơ hình sau: Page [ĐỀ THI HSG TIỀN GIANG 2017] a Mơ hình lắp ráp mơ hình lắp ráp chưa đúng? Giải thích lí mơ hình lắp ráp chưa b Chất rắn X kim loại sau: Al, Mg Zn (có khối lượng) Hãy lựa chọn chất rắn X để thu lượng khí hiđro lớn (có giải thích) Bài 4: (4,5 điểm) 4.1 250C nồng độ dung dịch NaCl bão hòa 26,47% a Tính độ tan NaCl 250C b Người ta pha chế dung dịch NaCl 250C cách hòa tan 45 gam NaCl vào 135 gam nước, cho biết dung dịch NaCl pha chế bão hòa hay chưa bão hòa Nếu dung dịch NaCl chưa bão hòa, trình bày cách làm khác để có dung dịch NaCl bão hòa 250C (bằng tính tốn cụ thể) Hướng dẫn  100.26,47 NaCl : 26,47g a 100 gam dd NaCl   100g H2 O hòa tan mNaCl   36g 73,53  H2 O : 73,53g Suy độ tan NaCl 250C 36g 135.36  48,6g 100 Vậy với 45 gam NaCl hòa vào 135 gam H2O thu dung dịch chưa bão hòa Để dung dịch bão hòa ta can thiệp cách sau: 45.100  125g H2O Cách 1: Lấy 45 gam NaCl hòa tan với 36 135.36  48,6g hòa tan với 135 gam H2O Cách 2: Lấy mNaCl  100 4.2 Cho m gam kim loại X vào bình chứa 100 ml dung dịch HCl (dư), sau phản ứng thu 4,704 lít khí H2 (đktc), đồng thời khối lượng bình tăng 3,36 gam a Xác định tên gọi X b Ngâm kim loại X có khối lượng m gam vào 100 ml dung dịch CuSO4 15% có khối lượng riêng D = 1,12g/ml Sau thời gian phản ứng, người ta lấy kim loại X khỏi dung dịch, rửa nhẹ, làm khơ cân nặng 7,23 gam (giả thiết tồn lượng kim loại tạo thành bám hết vào kim loại X) Tính nồng độ phần trăm chất dung dịch sau phản ứng Hướng dẫn a 2X + 2nHCl → 2XCln + nH2 0,42 ←0,21 n mH2  0,42g   0,42   mX  3,78  X n  3,78  m binh taêng  mX  mH2   Ta có       X  9n  n  0,42 nX   X  27 (Al)  n  b 135 gam H2O hòa tan tối đa mNaCl  b 2Al + Ban đầu: 0,14 Pứ: x→ Dư: (0,14 – x) 3CuSO4 0,105 1,5x (0,105 – 1,5x) → Al2(SO4)3 0,5x + 3Cu↓ 1,5x Page [ĐỀ THI HSG TIỀN GIANG 2017] Al : 0,14  x 27.(0,14  x)  64.1,5x  7,23  Rắn sau pứ  dö  Cu :1,5x   x  0,05    CuSO4 dö : 0,03 CuSO4 dö : 4,42%  Dd sau pứ Al2 (SO4 )3 : 0,025   %m  m Al2 (SO4 )3 : 7,88%    mAl m mRắ n dd CuSO4 sau pứ  dd sau pứ  108,55(gam)  Bài 5: (3,5 điểm) Dung dịch A có chứa muối MgSO4, Al2(SO4)3 Fe2(SO4)3 Cho dung dịch NaOH dư vào 100 ml dung dịch A, thu kết tủa B dung dịch C Lọc lấy kết tủa B, sau đem nung kết tủa B đến khối lượng không đổi thu 23,52 gam chất rắn D Chia dung dịch C thành phần nhau: - Phần 1: sục khí CO2 dư vào phản ứng xảy hồn tồn, thu kết tủa E, sau đem nung kết tủa E đến khối lượng không đổi thu 5,712 gam chất rắn F - Phần 2: cho dung dịch BaCl2 dư vào thu 97,627 gam kết tủa G a Viết phương trình hóa học phản ứng xảy b Tính nồng độ mol muối dung dịch A Hướng dẫn Đồng kiện phần để thuận lợi cho trình tính tốn  Mg(OH)2 to MgO  Rắn  : 23,52g  B  Fe2 O3  Fe(OH)3 MgSO4 : x   CO2  P  to    NaOHdö  Al(OH)   Al2 O3 A Al2 (SO4 )3 : y    Na2 SO4    0,112(mol) Dung dich C    Fe2 (SO4 )3 : z   BaCl2 NaAlO2  BaSO4  P2     0,838(mol)   Ta có BTNT.Al nAl O  0,112   nAl2 (SO4 )3  0,112  MgSO4 : 2,44 M x  0,244   MgO : x   40x  160z  23,52  y  0,112  CM Al2 (SO )3 :1,12 M Raén  Fe2 O3 : z  z  0,086 Fe (SO ) : 0,86 M    BTNT.SO4  x  3y  3z  0,838 nBaSO4  0,419  Page [ĐỀ THI HSG TIỀN GIANG 2017] Page ... 0,086 Fe (SO ) : 0,86 M    BTNT.SO4  x  3y  3z  0,838 nBaSO4  0,4 19  Page [ĐỀ THI HSG TIỀN GIANG 2017] Page ... thời điểm xác định kết tủa bị hòa tan dần đến hết SO2 + Ca(OH)2 → CaSO3↓ + H2O Page [ĐỀ THI HSG TIỀN GIANG 2017] Hiện tượng: dung dịch Ca(OH)2 vẩn đục, sục tiếp CO2 vào kết tủa dung dịch tăng dần... Trường qui định: lượng SO2 vượt q 0,35mg/m3 thi coi khơng khí bị nhiễm SO2 Page [ĐỀ THI HSG TIỀN GIANG 2017] a Tiến hành phân tích 50 lít khơng khí thành phố thu 8.10-3 ml SO2 (đktc) khơng khí