Bài tập hóa học vô cơ trong những kì thi Olympic hóa học

Bài 1 (Kim loại kiềm)

Một mẫu oxit kim loại kiềm được hoà tan trong dung dịch nước của một axit hiđrohalogenua đã biết. Dung dịch thu được chỉ có halogenua kim loại tương ứng. Phần khối lượng chất tan trong dung dịch sau phản ứng bằng phần khối lượng của hydrohalogenua trong dung dịch đầu.

Cho biết mối quan hệ định lượng giữa phần khối lượng của muối trong dung dịch trung hòa sau phản ứng và khối lượng phân tử của kim loại kiềm? Đưa ra công thức liên hệ.
Từ công thức này hãy xác định oxit kim loại nào đã hoà tan trong axit nào.

Bài 2 (Kim loại chuyển tiếp)

Zirconi, một kim loại màu trắng bạc, có ánh kim sáng. Là một hợp phần không thể thay thế trong các hợp kim sử dụng trong công nghiệp hạt nhân với nhiệm vụ của nó là xây dựng các lò phản ứng hạt nhân. Một trong số nguồn cung cấp zirconi chủ yếu là khoáng zircon (49,76% zirconi và 15,32% silic). Kim loại Zirconi được sản xuất chủ yếu bằng phương pháp Kroll và một số phương pháp khác.

Trong phương pháp Kroll thì một hỗn hợp của zircon và than cốc được xử lý với clo ở 1000^oC và sản phẩm zirconi tetraclorua sinh ra được khử bởi magie cho zirconi kim loại ở dạng bọt xốp. Dạng bọt xốp này được tinh chế, làm nóng chảy bằng hồ quang và hình thành ở dạng thỏi.

Xác định công thức hoá học của khoáng zircon.
Viết các phản ứng điều chế zirconi trong quá trình Kroll.
Có bao nhiêu tấn zirconi nhận được khi sử dụng 32,5 tấn quặng zircon chứa 12,4% tạp chất trơ. Cho rằng hiệu suất của toàn quá trình chỉ đạt 95,5% về khối lượng.
Bọt xốp zirconi luôn chứa một kim loại khác rất khó tách ra. Hãy cho biết đó là kim loại nào và tại sao nó lại xuất hiện trong bọt xốp.

Bài 3 (Kim loại chuyển tiếp)

Một chất rắn màu trắng X tham gia một loạt các thí nghiệm trong đó X bị đốt thành tro dưới tác dụng của các luồng khí vào khác nhau. Kết qủa thí nghiệm được thống kê ở bảng sau:

Trong tất cả các thí nghiệm thì trong hỗn hợp sau phản ứng ngoài khí ban đầu còn có một khí chưa biết Y. Ở thí nghiệm số 5 xuất hiện một hợp chất màu đỏ nâu Z ngưng tụ khi tiến hành bước làm lạnh trong thí nghiệm.

Sử dụng các giá trị cho ở bảng trên hãy xác định các chất được ký hiệu bằng chữ cái.
Viết các phản ứng xảy ra trong thí nghiệm.
Cho biết cấu trúc của Z trong pha khí.

Bài 4 (Phi kim)

Cho đến tận thế kỷ XIX thì thuốc súng đen là vật liệu nổ duy nhất mà loài người được biết. Trải qua nhiều năm thì thuốc súng đen được dùng vào mục đích quân sự.

Ngày nay nó chủ yếu được sử dụng trong kỹ thuật biểu diễn tín hiệu (tín hiệu tên lửa, pháo hoa) cũng như làm đầu đạn cho các súng ngắn thể thao. Thành phần của thuốc súng đen có thể rất khác nhau nhưng luôn chứa những thành phần cơ bản: diêm tiêu (kali nitrat), lưu huỳnh và than. Tiến hành phân tích hóa học thuốc súng đen cho kết quả là 75% diêm tiêu, 13% cacbon và 12% lưu huỳnh về khối lượng.

Viết phản ứng thể hiện sự cháy của thuốc súng đen với các thành phần này. Cho biết vai trò của từng loại nguyên liệu.
Nếu như thành phần các nguyên liệu trong thuốc súng đen có thay đổi thì có thể thu được các loại sản phẩm cháy nào? Minh họa bằng phương trình hóa học.

Bài 5 (Kim loại chuyển tiếp)

Các hợp chất crom^VI, đặc biệt là các hydroxit đều là các chất oxy hóa mạnh. Trong các phòng thí nghiệm Hóa học thì tính oxy hóa của nó thường được dùng để tinh chế các khí có lẫn H₂S. Khi một mẫu khí cacbon dioxit có lẫn khí hydro sunfua được sục qua dung dịch kali dicromat trong sự có mặt của axit sunfuric thì xuất hiện một kết tủa màu vàng không tan và màu của dung dịch chuyển sang xanh lá cây.

Viết công thức hóa học của tất cả các crom^VI hydroxit mà em biết.
Viết phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình tinh chế.
Có thể sử dụng các chất oxy hoá tương tự để tinh chế khí cacbon dioxit được không? Giải thích.