Cho hỗn hợp kim loại Cu Al hãy dung các phương pháp hóa học để tách từng kim loại ra khỏi hỗn hợp

UBND HUYỆN QUAN SƠNPHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOKỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9CẤP HUYỆN NĂM HỌC 2015 – 2016Môn: Hóa học[Thời gian làm bài 150 phút, không kể thời gian phát đề][Đề thi gồm 1 trang, 5 câu]Câu 1: [2,5đ]1. Không dùng thêm hoá chất nào khác hãy nhận biết các dung dịch sau: NaCl,H2SO4, CuSO4, BaCl2, NaOH.Câu 2: [4đ]2. Một hỗn hợp gồm Ba, Mg, Al, Fe và Ag. Bằng phương pháp hóa học hãy tách rờihoàn toàn các kim loại ra khỏi hỗn hợp.3. Tách riêng các khí có trong hỗn hợp gồm CO2, SO2, O2.Câu 3: [3,5đ]1. Viết các PTHH thực hiện các chuyển đổi theo sơ đồ:[2][1][4][5][6][7]→ FeCl2 Fe → FeCl3 ¬→ Fe[OH]2 → Fe[OH]3 → Fe2O3 →[3][9 ][8]Fe3O4 Fe[NO3]2→ FeSO4 →2. Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra [nếu có] trong các thí nghiệmsau:a. Cho Fe3O4 vào dung dịch HCl.b. Cho từ từ dung dịch HCl đến dư vào dung dịch NaAlO2.c. Cho kim loại Ba vào dung dịch CuSO4.Câu 4: [6đ]Cho 0,51 gam hỗn hợp A ở dạng bột gồm Fe và Mg vào 100 ml dung dịch CuSO4. Saukhi các phản ứng hoàn toàn, lọc, thu được 0,69 gam chất rắn B và dung dịch C. Thêm dungdịch NaOH dư vào C, lấy kết tủa đem nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi,được 0,45 gam chất rắn D.a] Tính nồng độ mol của dung dịch CuSO4 đã dùng.b] Tính thành phần phần trăm theo khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp A.c] Hòa tan hoàn toàn chất rắn B trong dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu được V lít khí SO2duy nhất ở đktc. Tính V?Câu 5: [4đ]Hòa tan 5,33 gam hỗn hợp 2 muối RCln và BaCl2 vào nước được 200 gam dung dịch X.Chia X thành 2 phần bằng nhau:Phần 1: Cho tác dụng với 100 g dung dịch AgNO3 8,5% thu được 5,74 g kết tủa X1 và dungdịch X2. Phần 2: Cho tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng, dư thu được 1,165 gam kết tủaX3 .a. Xác định tên kim loại R và công thức hóa học RCln.b. Tính nồng độ % các chất trong dung dịch X2Biết: Fe = 56, Mg = 24, Na = 23, H = 1, Cu = 64, O = 16, Cl = 35,5, S = 32,Ag = 108, N = 14, Ba = 137.HƯỚNG DẪN CHẤM KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9CẤP HUYỆN NĂM HỌC 2015 – 2016Môn: Hóa họcCâu1Nội dung- Mỗi lần thử lấy mỗi dung dịch một ít [1-2ml] cho vào các ống nghiệm vàđánh số thứ tự, sau đó cho lần lượt các chất tác dụng với nhau. Ta có bảng kếtquả sau:NaCl H2SO4CuSO4BaCl2NaOHNaClH2SO4 TrắngBaSO4CuSO4 TrắngxanhBaSO4Cu[OH]2BaCl2TrắngTrắngBaSO4BaSO4NaOH xanhCu[OH]2- Dựa vào bảng kết quả trên ta thấy:+ Dung dịch nào lần lượt tác dụng với các dung dịch còn lại không có hiệntượng gì xảy ra là NaCl.+ Dung dịch nào lần lượt tác dụng với các dung dịch còn lại thấy có 1 ốngnghiệm tạo thành kết tủa trắng, các dung dịch còn lại không có hiện tượng gìlà H2SO4.+ Dung dịch nào lần lượt tác dụng với các dung dịch còn lại thấy có 1 ốngnghiệm tạo thành kết tủa trắng, 1 ống nghiệm tạo thành kết tủa xanh, cácdung dịch còn lại không có hiện tượng gì là CuSO4.+ Dung dịch nào lần lượt tác dụng với các dung dịch còn lại thấy có 2 ốngnghiệm tạo thành kết tủa trắng, các dung dịch còn lại không có hiện tượng gìlà BaCl2.+ Dung dịch nào lần lượt tác dụng với các dung dịch còn lại thấy có 1 ốngnghiệm tạo thành kết tủa xanh, các dung dịch còn lại không có hiện tượng gìlà NaOH.- PTHH:BaCl2 + H2SO4 → BaSO4 + 2HClCuSO4 + BaCl2 → BaSO4 + CuCl2CuSO4 + 2NaOH → Na2SO4 + Cu[OH]2- Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp trong dung dịch NaOH dư.Al + NaOH + H2O → NaAlO2 + H2+ Lọc lấy chất rắn không tan gồm Mg, Fe, Ag+ Dung dịch thu được là NaAlO2.- Sục khí CO2 dư vào dung dịch thu được.NaAlO2 + H2O + CO2 → Al[OH]3 + NaHCO3Lọc lấy kết tủa đem nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi, sau đóđiện phân nóng chảy với xúc tác criolit thu được Al.to→ Al2O3 + 3H2O2Al[OH]3 dpnc2Al2O34Al + 3O2- Hỗn hợp chất rắn thu được đem hòa tan bằng dung dịch HCl dưĐiểm0,250,250,250,250,250,250,250,250,250,250,250,250,250,250,2523Mg + 2HCl → MgCl2 + H2Fe + 2HCl → FeCl2 + H2+ Lọc lấy chất rắn không tan tách được Ag.+ Dung dịch lọc gồm MgCl2 và FeCl2, HCl dư.- Cho kim loại Magie dư dung dịch lọc.Mg + 2HCl → MgCl2 + H2Mg + FeCl2 → MgCl2 + Fe+ Chất rắn thu được gồm Fe và Mg dư.+ Dung dịch thu được là MgCl2.- Cô cạn dung dịch, điện phân chất rắn thu được Mg.MgCl2 dpncMg + Cl2- Hỗn hợp chất rắn cho vào dung dịch FeSO4 dư thu được Fe.Mg + FeSO4 → MgSO4 + Fe- Cho hỗn hợp khí lội thật chậm qua dung dịch nước brom, SO2 bị giữ lại.Khí thoát ra gồm CO2 và O2.SO2 + Br2 + 2H2O → H2SO4 + 2HBr- Cho Na2SO3 dư vào dung dịch thu được SO2.H2SO4 + Na2SO3 → Na2SO4 + H2O + SO2Hỗn hợp còn lại cho đi qua dung dịch nước vôi trong dư thu được khí thoát ralà O2, lọc lấy kết tủa đem nung ở nhiệt độ cao thu được CO2.CO2 + Ca[OH]2 → CaCO3 + H2Oto→ CaO + CO2CaCO3 1. 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl32. 2FeCl3 + Fe → 3FeCl23. 2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl34. FeCl2 + 2NaOH → Fe[OH]2 +2 NaCl5. 4Fe[OH]2 + 2H2O + O2 → 4Fe[OH]3to→ Fe2O3 + 3H2O6. 2Fe[OH]3 0,250,250,250,250,250,250,250,250,250,250,25Mỗiphươngtrìnhđúngđược0,25đo4t→ 2Fe3O4 + CO27. 3Fe2O3 + CO 8. Fe3O4 + 4 H 2 SO4loang → Fe2[SO4]3 + FeSO4 + 4H2O9. FeSO4 + Ba[NO3]2 → Fe[NO3]2 + BaSO4Fe3O4 + 8HCl → FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2Oa.HCl + NaAlO2 + H2O → Al[OH]3 + NaClb.Al[OH]3 + 3HCl → AlCl3 + 3H2OBa + 2H2O → Ba[OH]2 + H2c.Ba[OH]2 + CuSO4 → Cu[OH]2 + BaSO4Theo đề: Lúc đầu dùng 0,51 gam hỗn hợp Mg và Fe, qua những biến đổi chỉthu được 0,45 gam MgO và Fe2O3 ⇒ CuSO4 thiếu, Fe dư.Các phương trình hóa học:Mg + CuSO4 → MgSO4 + Cu[1]Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu[2]Vì Mg mạnh hơn Fe nên Mg phản ứng hết, Fe phản ứng với phần CuSO4 cònlại và Fe dư. Do đó chất rắn B gồm Cu và Fe dư.MgSO4 + 2NaOH → Mg[OH]2↓ + Na2SO4 [3]FeSO4 + 2NaOH → Fe[OH]2↓ + Na2SO4[4]Nung kết tủa trong không khí:0,250,250,250,250,250,250,250,250,250,250,250,25ot→ MgO + H2OMg[OH]2 [5]to→ 2Fe2O3 + 4H2O4Fe[OH]2 + O2 [6]Gọi x, y lần lượt là số mol của Mg và Fe có trong 0,51 gam hỗn hợp, a là sốmol Fe tham gia phản ứng [2].[x,y,a >0]Ta có: 24x + 56y = 0,51[I]56[y – a] + 64[x + a] = 0,69[II]40x + 160.a/2 = 0,45[III]Kết hợp [I], [II] và [III] ta có: x = 0,00375 ; y = 0,0075 ; a = 0,00375a] Nồng độ mol của dung dịch CuSO4:0,00375.2.1000= 0,075 MCM[CuSO 4 ] =100b] Thành phần % khối lượng của hỗn hợp A.0,00375.24.100% = 17,65%%mMg =0,51%mFe = 100% - 17,65% = 82,35%c] Thể tích khí SO2 sinh ra [đktc].Chất rắn B gồm Fe dư và Cu. Khi cho B tác dụng với H2SO4 đặc, nóng:2Fe + 6H2SO4[đặc,nóng] → Fe2[SO4]3 + 3SO2↑ + 6H2O [7]Cu + 2H2SO4[đặc,nóng] → CuSO4 + SO2↑ + 2H2O[8]333[7] → nSO 2 = nFe dư = [y – a] = [0,0075 – 0,00375] = 0,005625 mol222[8] → nSO 2 = nCu = x + a = 0,0075 + 0,00375 = 0,01125 mol5VSO 2 = 22,4.[0,005625 + 0,01125] = 0,378 lít.a. Gọi a,b là số mol của RCln và BaCl2 có trong 2,665 gam mỗi phần [a,b>0]Phần 1: RCln + n AgNO3 → R[NO3]n + n AgCl [1]aana an[mol]BaCl2 + 2 AgNO3 → Ba[NO3]2 + 2 AgCl [2]b2bb2b[mol]5,74nAgCl == 0,04 mol  an + 2b = 0,04143,5Phần 2: BaCl2 + H2SO4 → BaSO4 + 2 HCl [3]bb mol2RCln + nH2SO4→ R2[SO4]n + 2nHCl [4]Từ phản ứng[3] cứ 1 mol BaCl2 chuyển thành 1 mol BaSO4 khối lượng muốităng 25 gam. Từ phản ứng [4] cứ 2 mol RCln chuyển thành 1 mol R2[SO4]khối lượng tăng 12,5 n gam. Nhưng khối lượng X3 < m hỗn hợp muối banđầu. Chứng tỏ [4] không xảy ra. → X3 là BaSO41,165Số mol BaSO4 == 0,005 mol  b = 0,005  an = 0,03.233mhh = a[MR + 35,5n] + 0,005. 208 = 2,665  aMR = 0,5656naMR / an = 0,56 / 0,03  MR =3n123MR18,7 37,3 56[Fe]Vậy R là kim loại sắt Fe. Công thức hóa học của muối: FeCl3b. số mol AgNO3 phản ứng theo PTHH [1], [2] =. 0,04 mol0,250,250,250,250,250,50,50,250,250,250,250,250,250,50,250,250,250,250,250,250,250,250,25số mol AgNO3 dư = 0,05 - 0,04 = 0,01 molDung dịch X2 gồm: Fe[NO3]3 [ 0,01 mol]  m Fe[NO3]3 = 0,01.142 = 1,42 gBa[NO3]2 [ 0,005 mol]  mBa[NO3]2 = 0,005. 261= 1,305 gAgNO3 dư [0,01 mol]  m AgNO3 = 0,01 . 170 = 1,7 g200mdd =+ 100 - 5,74 =194,26 g21,42.100% = 0,73%C% Fe[NO3]3 =194,261,305.100% = 0,671%C% Ba[NO3]2 =194,261,7.100% = 0,875%C% AgNO3 =194,26Học sinh thực hiện theo cách khác, kết quả đúng cũng được tính điểm.0,250,250,250,250,250,250,25

Cho hỗn hợp bột các kim loại Cu, Fe, Ag và Al. Hãy dùng phương pháp hóa học để tách riêng từng kim loại ra khỏi hỗn hợp.

Hòa tan vào NaOH, chỉ có Al tan:

Al + H2O + NaOH —> NaAlO2 + H2

Thu hồi Al bằng cách:

NaAlO2 + CO2 + H2O —> Al[OH]3 + NaHCO3

Al[OH]3 —> Al2O3 + H2O [t°]

Al2O3 —> Al + O2 [đpnc]

Các kim loại còn lại cho vào HCl, chỉ có Mg tan:

Mg + HCl —> MgCl2 + H2

Thu hồi Mg bằng cách:

MgCl2 —> Mg + Cl2 [Cô cạn rồi đpnc]

Dẫn O2 dư qua Au, Cu nung nóng:

Cu + O2 —> CuO

Hòa tan chất rắn vào HCl, thu lấy Au không tan:

CuO + HCl —> CuCl2 + H2O

Điện phân dung dịch:

CuCl2 —> Cu + Cl2

Câu hỏi

Nhận biết

Một hỗn hợp gồm Al, Fe, Cu và Ag. Bằng phương pháp hóa học hãy tách rời hoàn toàn các kim loại ra khỏi hỗn hợp trên. Có bao nhiêu phản ứng xảy ra:

A.

10

B.

11

C.

12

D.

13