Bộ 30 đề thi vào 10 Chuyên Hóa năm 2022-2023 có lời giải chi tiết ( Đề 23)

Phương trình hóa học xảy ra trong các trường hợp:

a. Cho từ từ đến dư dung dịch HCl vào dung dịch Na₂CO₃

2HCl + Na₂CO₃ → 2NaCl + CO₂↑ + H₂O

b. Cho hỗn hợp gồm Fe₃O₄ và Cu vào dung dịch H₂SO₄ loãng, dư

Fe₃O₄ + 4H₂SO₄ → FeSO₄ + Fe₂(SO₄)₃ + 4H₂O

Cu + Fe₂(SO₄)₃ → 2FeSO₄ + CuSO₄.

c. Cho hỗn hợp rắn gồm BaCO₃ và K₂SO₄ vào dung dịch HCl dư

BaCO₃ + 2HCl → BaCl₂ + CO₂↑ + H₂O

BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2HCl.

d. Cho dung dịch KOH dư vào dung dịch (NH₄)₂HPO₄

3KOH + (NH₄)₂HPO₄ → K₃PO₄ + 2NH₃↑ + 3H₂O

a. Mùa đông trời lạnh nên mỡ thường bị đóng váng bám vào thành chén bát khó rửa ra, cho nước nóng vào để mỡ tan chảy ra, dễ rửa hơn.

b. Không dùng bếp than để sưởi và ủ trong phòng kín vì khi thiếu oxi, than cháy sinh ra khí CO. Khí CO kết hợp với hemoglobin trong máu, làm giảm khả năng vận chuyển oxi đến các tế bào (đặc biệt là não), có thể dẫn đến tử vong.

Phương trình hóa học: 2C + O₂ $\stackrel{t^0}{\to }$  2CO

c. Không dùng khí CO₂ để dập tắt đám cháy kim loại Mg vì nó sẽ làm cho đám cháy xảy ra mạnh hơn do Mg có thể phản ứng được với CO₂ sinh ra C, sau đó C lại tiếp tục cháy.

Phương trình hóa học:

CO₂ + 2Mg $\stackrel{t^0}{\to }$  2MgO + C

C + O₂ $\stackrel{t^0}{\to }$ CO₂

d. Khi pha loãng sulfuric acid (H₂SO₄) đặc, người ta phải rót từ từ acid vào nước mà tuyệt đối không làm ngược lại vì nếu cho nước vào acid H₂SO₄ đặc, sẽ làm cho nước sôi đột ngột kéo theo những giọt acid bắn ra ngoài gây nguy hiểm.

Cặp 1: Y là dung dịch NaOH, Z là C₂H₄

Phương trình phản ứng xảy ra:

CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

SO₂ + 2NaOH → Na₂SO₃ + H₂O

 Cặp 2: Y là dung dịch Brom, Z là CO₂

Phương trình phản ứng xảy ra:

C₂H₄ + Br₂ → C₂H₄Br₂

SO₂ + Br₂ + 2H₂O → 2HBr + H₂SO₄

Ta có các chất cần tìm:

X: C₂H₅OH;

Y: C₂H₄;

Z: CH₃COOH;

T: CH₃COOC₂H₅

Các phương trình hóa học xảy ra:

C₂H₄ + H₂O $\stackrel{axit}{\to }$  C₂H₅OH

C₂H₅OH + O₂ $\stackrel{mengiam}{\to }$  CH₃COOH + H₂O

CH₃COOH + C₂H₅OH $\stackrel{H_{2}S{O}_4,t^0}{\rightleftarrows }$  CH₃COOC₂H₅ + H₂O.

Trường hợp 1: R không tác dụng với HCl, nhưng tác dụng với Cl₂

Gọi hóa trị của R khi tham gia phản ứng với Cl₂ là: x

 $n_{H_2}=\frac{6,72}{22,4}=0,3$ (mol)

Phương trình hóa học:

Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂↑

0,3                                   0,3 (mol)

Ta có: m_Mg =0,3. 24 = 7,2 (gam)

Þ m_R = 12 - 7,2 = 4,8 (gam)

Trong 12 gam hỗn hợp A có chứa 7,2 gam Mg và 4,8 gam R

Vậy 14,4 gam hỗn hợp A có chứa 8,64 gam Mg và 5,76 gam R

n_Mg = 0,36 (mol)

Mg + Cl₂ → MgCl₂ (1)

0,36             0,36             (mol)

2R + xCl₂ → 2RCl_x (2)

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

 m _muối – m_{Kim loại} = 46,35 – 14,4 = 31,95 (gam)

$\Rightarrow n_{C{l}_2}=\frac{31,95}{71}=0,45\left(mol\right)$

Ta có: $n_{C{l}_2}$  _{tham gia phản ứng (2) là} = 0,45 – 0,36 = 0,09 (mol)

Theo (2): $n_R=\frac{0,18}{x}$  (mol) $\Rightarrow M_R=\frac{5,76x}{0,18}=32x(g/mol)$

Vì x là hóa trị của R nên x nhận các giá trị l, 2, 3, 4

Vậy x = 2; M_R = 64 (thỏa mãn). Kim loại là Cu.

Gọi:  $n_{K_{2}C{O}_3}=x\left(mol\right);n_{KHC{O}_3}=y\left(mol\right);n_{KCl}=z\left(mol\right)$

n_HCl = 0,28 (mol).

Cho dung dịch Y tác dụng với HCl:

K₂CO₃ + 2HCl → 2KCl + CO₂↑ + H₂O

X                 2x     2x                          (mol)

KHCO₃ + HCl → KCl + CO₂↑ + H₂O

y                  y        y                            (mol)

Ta có: $n_{BaC{O}_3}=\frac{37,43}{197}=0,19\left(mol\right)$

2x + y = 0,28 (mol) (*)

n_{KCl trong Z} = 2x + y + z (mol)

Cho Z tác dụng với AgNO₃:

AgNO₃ + KCl → AgCl↓ + KNO₃

Ta có: n_AgCl = 0,32 (mol) Þ 2x + y + z = 0,32 (**)

Từ (*) và (**) ta có: z = 0,04.

Cho Y tác dụng với dung dịch Ba(OH)₂ dư:

KHCO₃ + Ba(OH)₂ → KOH + BaCO₃↓ + H₂O

y                                                y                            (mol)

K₂CO₃ + Ba(OH)₂ → 2KOH + BaCO₃↓

x                                                x                            (mol)

Ta có:  

Þ x + y = 0,19 (***)

Từ (*) (***) ta có: x = 0,09; y = 0,1.

Xét nếu K₂CO₃. aH₂O:

Theo đề ra ta có:

m_X = 0,09.138 + 0,09.18a + 0,1.100 + 0,04. 74,5 = 27,02

Þ a = 1 (thỏa mãn).

Các chất trong X là: K₂CO₃.H₂O; KHCO₃; KCl.

$\%m_{K_{2}C{O}_3.H_{2}O}=\frac{14,04}{27,02}.100\%=51,96\%$

${\%}_{KHC{O}_3}=\frac{10}{27,02}.100\%=37,01\%$

%_KCl = 100% - 51,96% - 37,01% = 11,03%

Nếu KHCO₃. aH₂O:

Theo đề ra ta có:

m_X = 0,09.138 + 0,1.18a + 0,1.100 + 0,04. 74,5 = 27,02

Þ a = 0,9 (loại)

Nếu KCl. aH₂O:

Theo đề ra ta có:

m_X = 0,09.138 + 0,04.18a + 0,1.100 + 0,04. 74,5 = 27,02

Þ a = 2,25 (loại)

Gọi n_Ba = x (mol); n_Al = y (mol); n_Fe = z (mol)

$n_{CuS{O}_4}=0,2.0,75=0,15\left(mol\right)$

Cho X tác dụng với H₂O.

Ba + 2H₂O → Ba(OH)₂ + H₂↑ (1)

2Al + Ba(OH)₂ + 2H₂O → Ba(AlO₂)₂ + 3H₂↑ (2)

Nếu Al phản ứng hết. Chất rắn Z gồm Fe

Cho Z tác dụng với CuSO₄:

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu↓

Vì thu được dung dịch T chứa 2 muối nên CuSO₄ dư. Chất rắn thu được là Cu

Þn_{Cu được tạo ra} = 0,215625 (mol) > 0,15 (Vô lý)

Vậy Al còn dư. Chất rắn Z gồm Fe và Al.

Theo (1) và (2) ta có:

2,5x = 0,4 Þ x = 0,16.

Cho Z tác dụng với CuSO₄:

2Al + 3CuSO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3Cu↓ (3)

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu↓ (4)

Dung dịch T chứa 2 muối là Al₂(SO₄)₃ và FeSO₄ nên CuSO₄ hết; Fe dư.

Theo (3) và (4) ta có:

n _{Cu tạo thành} = $n_{CuS{O}_4}=0,2.0,75=0,15\left(mol\right)$

Þ m_{Fe dư} = 13,8 – 0,15.64 = 4,2 (gam)

Þ n_{Fe dư} = 0,075 (mol)

Cho T tác dụng với NaOH dư:

Al₂(SO₄)₃ + 8NaOH → 2NaAlO₂ + 3Na₂SO₄ + 4H₂O

FeSO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + Fe(OH)₂↓

Kết tủa là Fe(OH)₂.

Nung kết tủa trong không khí tới khối lượng không đổi.

4Fe(OH)₂ + O₂ $\stackrel{t^0}{\to }$  2Fe₂O₃ + 4H₂O

$n_{F{e}_2{O}_3}=\frac{6}{160}=0,0375\left(mol\right)$

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Fe ta có:

n_{Fe tham gia phản ứng (4)} = 0,075 (mol)

Theo (4):

${n_{CuS{O}_4}}_{\left(4\right)}=n_{Fe}=0,075\left(mol\right)\Rightarrow n_{CuS{O}_4\left(3\right)}=0,15-0,075=0,075\left(mol\right)$

n_{Fe ban đầu} = 0,075 + 0,075 = 0,15 (mol)

Theo (3):

$n_{Al}=\frac{2}{3}.n_{CuS{O}_4\left(3\right)}=\frac{2}{3}.0,075=0,05\left(mol\right)$

Ta có: m = 0,05.27 + 0,15.56 + 0,16.137 = 31,67 (gam)

Quy đổi 0,4 mol hỗn hợp X thành 0,4 mol CH₄; a mol CH₂; b mol H₂ và c mol CO₂.

Đốt cháy X:

CH₄ + 2O₂  $\stackrel{t^0}{\to }$CO₂ + 2H₂O

0,4     0,8                        0,8               (mol)

2CH₂ + 3O₂ $\stackrel{t^0}{\to }$2CO₂ + 2H₂O

 a       1,5a                                 a                 (mol)

2H₂ + O₂ $\stackrel{t^0}{\to }$  2H₂O

 b       0,5b             b                            (mol)

Theo đề ra ta có hệ phương trình:

$\left(\begin{array}{c}0,8+1,5a+0,5b=1,7\\ 0,8+a+b=1,2\end{array}\right)\iff \left(\begin{array}{c}a=0,7\\ b=-0,3\end{array}\right)$

Số mol các chất trong 36,6 gam X là: 0,4k mol CH₄; ak mol CH₂; bk mol H₂; kc mol CO₂.

Cho X tác dụng với Br₂:

H₂ + Br₂ → 2HBr

0,3k 0,3k

Ta có: 0,3k = 0,45 Þ k = 1,5

Khối lượng của 0,4 mol X là:

 $m_X=\frac{36,6}{1,5}=24,4\left(gam\right)$

 $n_{H_{2}S{O}_4}=\frac{78.98}{100.98}=0,78\left(mol\right)$

Gọi  $n_{Fe{S}_2}=x\left(mol\right);n_{FeC{O}_3}=y\left(mol\right);n_{Cu}=z\left(mol\right)$

Ta có: 120x + 116y + 64z = 22,96 (*)

 Nung nóng bình có các phản ứng xảy ra như sau:

4FeS₂ + 11O₂ $\stackrel{t^0}{\to }$  2Fe₂O₃ + 8SO₂

 x       2,75x                               2x      (mol)

4FeCO₃ + O₂ $\stackrel{t^0}{\to }$  2Fe₂O₃ + 4CO₂

 y                 0,25y                     y        (mol)

2Cu + O₂ $\stackrel{t^0}{\to }$  2CuO

z        0,5z                                           (mol)

$n_{O_{2}d\text{u}}=$0,5 – 2,75x – 0,25y – 0,5z (mol)

Vì áp suất trong bình giảm 13% so với áp suất ban đầu

Þ Số mol khí trong bình giảm 13% so với số mol khí ban đầu

Þ n _{khí trong bình} $=\frac{0,5.87}{100}=0,435\left(mol\right)$

Ta có:

n _{khí trong bình} = 0,5 – 2,75x – 0,25y – 0,5z + 2x + y = 0,435 (mol)

Þ 0,75x – 0,75y + 0,5z = 0,065 (**)

Hòa tan X trong H₂SO₄ đặc.

2FeS₂ + 14H₂SO₄ đặc → Fe₂(SO₄)₃ + 15SO₂ + 14H₂O

 x                 7x                0,5x             7,5x                       (mol)

2FeCO₃ + 4H₂SO₄ đặc → Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + 2CO₂ + 4H₂O

 y                 2y                0,5y             0,5y   y                  (mol)

Cu + 2H₂SO₄ đặc → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O (1)

Vì sau phản ứng thu được dung dịch Y chứa 3 muối nên Cu phản ứng hết với Fe₂(SO₄)₃.

Cu + Fe₂(SO₄)₃ → CuSO₄ + 2FeSO₄ (2)

Ta có:

$\begin{array}{c}{n}_{H_{2}S{O}_{4}thamgia\left(1\right)}=0,78-7x-2y\left(mol\right)\\ \Rightarrow n_{S{O}_2}=n_{CuS{O}_4}=0,39-3,5x-y\left(mol\right)\end{array}$

Tổng số mol khí thu được là:

0,39 – 3,5x – y + 7,5x + 1,5y = 0,74

Þ 4x + 0,5y = 0,35 (***)

Từ (*), (**), (***) ta có: x = 0,08; y = 0,06; z = 0,1.

Ta có:

$n_{H_{2}S{O}_{4}thamgia\left(1\right)}=0,78-7x-2y\left(mol\right)=0,78-0,08.7-0,06.2=0,1\left(mol\right)$

Theo (1)

${n_{Cu}}_{\left(1\right)}=n_{CuS{O}_4}=0,05\left(mol\right)$

Þ n_{Cu (2)} = 0,1 – 0,05 = 0,05 (mol)

Theo (2)

$n_{F{e}_2{\left(S{O}_4\right)}_{3}p/u}=n_{FeS{O}_4}=n_{CuS{O}_4}=n_{Cu}=0,05\left(mol\right)$

Dung dịch Y gồm:

$\begin{array}{c}{n}_{F{e}_2{\left(S{O}_4\right)}_3}=0,5x+0,5y-0,05=0,08.0,5+0,06.0,5-0,05=0,02\left(mol\right)\\ \Rightarrow m_{F{e}_2{\left(S{O}_4\right)}_3}=0,02.400=8\left(gam\right)\end{array}$

$n_{FeS{O}_4}=0,05\left(mol\right)\Rightarrow m_{FeS{O}_4}0,05.152=7,6\left(gam\right)n_{CuS{O}_4}=0,05+0,05=0,1\left(mol\right)\Rightarrow m_{CuS{O}_4}=0,1.160=16\left(gam\right)$

Ta có:

$n_{C{O}_2}=y\left(mol\right)=0,06\left(mol\right)\Rightarrow m_{C{O}_2}=0,06.44=2,64\left(gam\right)n_{S{O}_2}=0,74-0,06=0,68\left(mol\right)\Rightarrow m_{S{O}_2}=0,68.64=43,52\left(gam\right)$

Khối lượng dung dịch Y là:

m_{dung dịch} = 22,96 + 78 – 2,64 – 43,52 = 54,8 (gam)

Nồng độ % các chất trong dung dịch Y.

$C{\%}_{F{e}_2{\left(S{O}_4\right)}_3}=\frac{8}{54,8}.100\%=14,60\%C{\%}_{FeS{O}_4}=\frac{7,6}{54,8}.100\%=13,87\%C{\%}_{CuS{O}_4}=\frac{16}{54,8}.100\%=29,20\%$