Đề thi học sinh giỏi môn Hóa học năm 2006 - Bảng A phần Hóa vô cơ

Trang 1/10

bộ giáo dục và đào tạo Hướng Dẫn chấm đề thi chính thức

Môn: Hoá học, Bảng A Ngày thi thứ nhất: 23/2/2006

Câu I (5,5 điểm): 1. 2,25 điểm; 2. 1,25 điểm; 3. 2,0 điểm.

1. a) Trong phòng thí nghiệm có các lọ hoá chất: BaCl2.2H2O, AlCl3, NH4Cl, SiCl4, TiCl4, LiCl.H2O, CCl4. Một số chất trong các chất này "bốc khói" nếu người ta mở lọ đựng chất đó trong không khí ẩm.

Những chất nào “bốc khói”? Hãy viết phương trình hoá hoá học để giải thích. b) Cho sơ đồ sau:

Hãy xác định công thức hoá học của các hợp chất vô cơ A, B, C và viết các phương trình phản ứng xảy ra. 2. Để điều chế nhôm sunfua người ta cho lưu huỳnh tác dụng với nhôm nóng chảy. Quá trình điều chế này cần được tiến hành trong khí hiđro khô hoặc khí cacbonic khô, không được tiến hành trong không khí.

Hãy giải thích vì sao điều chế nhôm sunfua không được tiến hành trong không khí, viết phương trình hoá học để minh hoạ. 3. Một hỗn hợp rắn A gồm kim loại M và một oxit của kim loại đó. Người ta lấy ra 3 phần, mỗi phần có 59,08 gam A. Phần thứ nhất hoà tan vào dung dịch HCl thu được 4,48 lít khí hiđro; phần thứ hai hoà tan vào dung dịch của hỗn hợp NaNO3 và H2SO4 thu được 4,48 lít khí NO; phần thứ ba đem nung nóng rồi cho tác dụng với khí hiđro dư cho đến khi được một chất rắn duy nhất, hoà tan hết chất rắn đó bằng nước cường toan thì có 17,92 lít khí NO thoát ra. Các thể tích khí đo ë điều kiện tiêu chuẩn.

Hãy tính khối lượng nguyên tử, cho biết tên của kim loại M và công thức oxit trong hỗn hợp A.

Hướng dẫn giải: 1. a) Khi tiếp xúc với hơi nước trong không khí, một số chất bị thuỷ phân tạo ra HCl bay lên tựa như “bốc khói”. Các chất đó là AlCl3, SiCl4, TiCl4. Các phương trình phản ứng:

AlCl3 + H2O AlOHCl2 + HCl

SiCl4 + 4 H2O H4SiO4 + 4 HCl (hoÆc SiCl4 + 4 H2O SiO2.2H2O + 4 HCl ) TiCl4 + H2O TiOCl2 + 2 HCl ( hoÆc TiCl4 + 2 H2O TiCl2(OH)2 + 2 HCl )

Na2CO3

2 A

B 8 C

4

6

5

7 3

9 10 1

DeThi.edu.vn

Trang 2/10

b) Từ tính chất hoá học của các chất và sự liên hệ giữa chúng, ta có A là CO2, B là CaCO3, C là Ca(HCO3)2 hoặc A là NaOH, B là NaCl, C là NaHCO3 . . . Phương trình các phản ứng xảy ra:

1) CO2 + 2 NaOH Na2CO3 + H2O 2) Na2CO3 + 2 HCl 2 NaCl + CO2 + H2O 3) CO2 + Ca(OH)2 CaCO3↓ + H2O 4) CaCO3 CaO + CO2 5) 2 CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 6) Ca(HCO3)2 + 2 HCl CaCl2 + 2 CO2 + 2 H2O 7) CaCO3 + H2O + CO2 Ca(HCO3)2↓ 8) Ca(HCO3)2 + 2 NaOH CaCO3↓ + Na2CO3 + 2 H2O 9) Na2CO3 + CaCl2 CaCO3↓ + 2 NaCl 10) Ca(HCO3)2 + 2 NaOH CaCO3↓ + Na2CO3 + 2 H2O

2. Phản ứng tạo ra Al2S3: 2 Al + 3 S Al2S3 ; ΔH < 0 ( * ). Phản ứng này toả nhiều nhiệt tạo nhiệt độ cao nên khi có oxi của không khí sẽ xảy ra các phản ứng: 4 Al + 3 O2 2 Al2O3 ; ΔH < 0 S + O2 S O2 ; ΔH < 0 2 Al2S3 + 9 O2 2 Al2O3 + 6 SO2 ; ΔH < 0

Như vậy, sự tạo thành Al2S3 bị cản trở rất nhiều. Mặt khác, nếu có lượng nhỏ bột Al2S3 được tạo ra cũng bị thuỷ phân do tác dụng của hơi nước có trong không khí: Al2S3 + 6 H2O 3 H2S + 2 Al(OH)3. Do đó buộc phải thực hiện phản ứng (*) trong điều kiện không có oxi và hơi nước; thường được tiến hành trong khí hiđro khô hoặc khí cacbonic khô.

3. KÝ hiệu số mol kim loại M có trong 59,08 gam hỗn hợp A là x (x > 0). Giả thiết a): M có duy nhất một mức (hay số) oxi hoá là n+ : Khi hoà tan 59,08 gam hỗn hợp A vào dung dịch HCl thu được khí hiđro theo phương trình: M + n HCl MCln + 0,5 n H2 (1) x mol 0,5 nx mol Khi hoà tan 59,08 gam hỗn hợp A vào dung dịch của hỗn hợp NaNO3 và H2SO4 (cũng chính là dung dịch HNO3) ta thu được khí NO: 3 M + n NO3– + 4n H+ 3 Mn+ + n NO (k) + 2n H2O (2) x mol (nx : 3) mol NO Theo đề bài có số mol H2 bằng số mol NO (đều bằng 4,48 : 22,4 = 0,2 (mol)). Theo lập luận trên lại có 0,5 nx mol H2 khác với (nx : 3) mol NO.

Vậy giả thiết a) này không phù hợp. Giả thiết b): Xét M có hai mức (số) oxi hoá khác nhau: *) Trong phản ứng (1), M có mức oxi hoá n+. Từ liên hệ trên, ta thu được 0,5 nx mol H2 (a) *) Trong phản ứng (2), M có mức oxi hoá m+. Ta có:

to

to

to

to to

DeThi.edu.vn