Đề thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh - Môn thi: Hóa Học

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh - Môn thi: Hóa Học

1. SỞ GD&ĐT TRÀ VINH KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 9 THCS NĂM HỌC 2013 - 2014 Đề thi chính thức MÔN THI: HÓA HỌC Thời gian làm bài: 150 phút (không tính thời gian giao đề) Thí sinh làm tất cả các câu hỏi sau đây: Câu 1. (2,5 điểm) Một hỗn hợp gồm Al, Fe, Cu và Ag. Bằng phương pháp hoá học hãy tách rời hoàn toàn các kim loại ra khỏi hỗn hợp trên. Câu 2. (3,0 điểm) 1. Hiđrocacbon X là chất khí (ở nhiệt độ phòng, 250C). Nhiệt phân hoàn toàn X (trong điều kiện không có oxi) thu được sản phẩm là C và H 2, trong đó thể tích khí H2 thu được gấp đôi thể tích khí X (đo ở cùng điều kiện). Xác định các công thức phân tử thỏa mãn X. 2. Ba chất hữu cơ mạch hở A, B, C có công thức phân tử tương ứng là C3H6O, C3H4O2, C6H8O2. Chúng có những tính chất sau: - Chỉ có A và B tác dụng với Na giải phóng khí H2. - Chỉ có B và C tác dụng được với dung dịch NaOH. - Chất A tác dụng với B (trong điều kiện xúc tác, nhiệt độ thích hợp) thu được sản phẩm là chất C. Hãy cho biết công thức cấu tạo của A, B, C. Viết các phương trình hóa học xảy ra. Câu 3. (2,5 điểm) Chất A là dung dịch H2SO4 có nồng độ a (M). Trộn 500 ml dung dịch A với 200 ml dung dịch KOH 2M, thu được dung dịch D. Biết 1 dung dịch D phản ứng 2 vừa đủ với 0,39 gam Al(OH)3. 1. Tìm a. 2. Hoà tan hết 2,668 gam hỗn hợp B gồm Fe3O4 và FeCO3 cần vừa đủ 100 ml dung dịch A. Xác định khối lượng từng chất trong hỗn hợp B. Câu 4. (2,5 điểm) Hỗn hợp X gồm 0,7 mol C2H5OH và 0,8 mol một axit hữu cơ A (RCOOH). Cho dung dịch H2SO4 đặc vào X, đun nóng một thời gian thu được hỗn hợp Y. Để trung hoà vừa hết axit dư trong Y cần 200 ml dung dịch NaOH 2M. Cô cạn hỗn hợp sau phản ứng trung hoà thu được 38,4 gam muối khan. Tính hiệu suất phản ứng este hóa và xác định công thức của A.
2. Câu 5. (2,5 điểm) Nêu hiện tượng, viết các phương trình hoá học xảy ra trong các thí nghiệm sau: - Cho mẩu quỳ tím vào ống nghiệm đựng dung dịch NaOH sau đó nhỏ từ từ dung dịch H2SO4 vào ống nghiệm. - Cho mẩu Na vào dung dịch AlCl 3. (Cho biết số mol Na lớn hơn 4 lần số mol AlCl3 có trong dung dịch). - Cho bột Cu vào dung dịch FeCl3. - Cho khí CO2 lội từ từ vào dung dịch nước vôi trong đến dư. Câu 6. (3,5 điểm) Cho dòng khí CO đi qua ống sứ đựng 31,20 gam hỗn hợp CuO và FeO nung nóng. Sau thí nghiệm thu được chất rắn A và hỗn hợp khí B. Dẫn khí B sục vào 1,00 lít dung dịch Ba(OH) 2 0,15M đến khi các phản ứng kết thúc, thấy tạo thành 29,55 gam kết tủa. Tính khối lượng chất rắn A. Câu 7. (3,5 điểm) Hỗn hợp Z gồm một hiđrocacbon A và oxi (lượng oxi trong Z gấp đôi lượng oxi cần thiết để đốt cháy hết A). Bật tia lửa điện để đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp Z, đến khi kết thúc phản ứng thì thể tích khí và hơi sau khi đốt không đổi so với ban đầu. Nếu cho ngưng tụ hết hơi nước của hỗn hợp sau khi đốt thì thể tích giảm đi 40% (biết rằng các thể tích khí và hơi đều đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất). 1. Xác định công thức phân tử của A. 2. Đốt cháy hoàn toàn 8,96 lít khí A (đo ở đktc) rồi cho toàn bộ sản phẩm vào dung dịch chứa 22,2 gam Ca(OH)2 thì khối lượng của dung dịch tăng hay giảm, bao nhiêu gam? Hết Cho biết: Cu = 64; Zn = 65; Fe = 56; S = 32; O = 16; C = 12; H = 1; Ag = 108; Mg = 24; Na = 23; Cl = 35,5; K = 39 Ca = 40; Al = 27; N = 14; Br = 80; Ba = 137. Ghi chú: Thí sinh được phép sử dụng bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học trong khi làm bài thi.
3. ĐÁP ÁN ĐỀ THI HOÁ HỌC LỚP 9 NĂM 2013 – 2014 Câu Nội dung Điểm Câu 1 (2,5điểm) Cho hỗn hợp tan trong NaOH dư, Fe , Cu và Ag không tan: 2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2↑ Thổi CO2 vào dung dịch nước lọc: NaAlO2 + CO2 + 4H2O → NaHCO3 + Al(OH)3↓ Lọc tách kết tủa rồi nung ở nhiệt độ cao: t 0 2Al(OH)3  Al2O3 + 3H2O dfnc Điện phân Al2O3 nóng chảy: 2Al2O3  4Al + 3O2↑ Cho hỗn hợp Fe , Cu và Ag không tan ở trên vào dung dịch HCl dư. Cu và Ag không tan. Fe + 2HCl → FeCl2 + H2  Lấy dung dịch thu được cho tác dụng với NaOH dư, lọc kết tủa nung đến khối lượng không đổi, dẫn luồng khí CO dư đi qua HCl + NaOH → NaCl + H2O FeCl2 + 2NaOH → 2NaCl + Fe(OH)2↓ t 0 2Fe(OH)2 + 1/2O2  Fe2O3 + 2H2O t 0 Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 Hỗn hợp Cu, Ag nung trong oxi đến phản ứng hoàn toàn thu được hỗn hợp rắn CuO và Ag. Hòa tan trong dung dịch HCl dư, lọc lấy Ag không tan, dung dịch thu đem điện phân lấy Cu, hoặc cho tác dụng với NaOH dư, lọc kết tủa nung đến khối lượng không đổi, dẫn luồng khí CO dư đi qua HCl + NaOH → NaCl + H2O CuCl2 + 2NaOH → 2NaCl + Cu(OH)2↓ t 0 Cu(OH)2  CuO + H2O t 0 CuO + CO Cu + CO2 Câu 2 1. Gọi công thức phân tử của X : CxHy ( x ≤ 4) t 0 (3,0 điểm) CxHy  xC + y/2 H2 Theo bài ra ta có y/2 = 2 y= 4. Vậy X có dạng C xH4. các công thức phân tử thỏa mãn điều kiện X là: CH4, C2H4, C3H4, C4H4. 2. A, B, C có công thức phân tử tương ứng là: C3H6O, C3H4O2, C6H8O2. - A tác dụng với Na giải phóng khí H2. Vậy A là rượu, Công thức cấu tạo của A là: CH2=CH-CH2-OH. - B tác dụng với Na giải phóng khí H2, B tác dụng được với dung dịch NaOH. Vậy B là axit có công thức cấu tạo là: : CH2=CH-COOH - C tác dụng được với dung dịch NaOH, không tác dụng với Na và là sản phẩm phản ứng giữa A và B. Vậy C là este có công
4. thức cấu tạo là: CH2=CH-COOCH2-CH=CH2 Các phương trình phản ứng xảy ra là: CH2=CH-CH2-OH + Na → CH2=CH-CH2-ONa + 1/2H2  CH2=CH-COOH + Na → CH2=CH-COONa + 1/2H2  CH2=CH-COOH + NaOH → CH2=CH-COONa + H2O CH2=CH-COOCH2-CH=CH2 + NaOH→CH2=CH-COONa + CH2=CH-CH2-OH xt,t0 CH2=CH-COOH + CH2=CH-CH2-OH  CH2=CH-COOCH2-CH=CH2+ H2O Câu 3 1) TÝnh a (2,5 điểm) - Sè mol H2SO4 = 0,5a (mol); Sè mol KOH= 2.0,2 = 0,4 (mol); Sè mol Al(OH)3= 0,39: 78= 0,005(mol) - H2SO4 +2KOH → K2SO4 + 2H2O (1) - Dung dÞch D ph¶n øng ®­îc víi Al(OH)3 nªn cã 2 tr­êng hîp: H2SO4 d­ hoÆc KOH d­.  Tr­êng hîp 1: Dung dÞch D chøa H2SO4 d­ 3H2SO4 +2Al(OH)3 → Al2(SO4)3 + 6H2O (2) 3 Theo (1) vµ (2) ta cã: 0,2 + .0,005.2 = 0,5a => a=0,43(M) 2  Tr­êng hîp 2: Dung dÞch D chøa KOH d­ KOH +Al(OH)3 → KAlO2 + 2H2O (3) Theo (1) vµ (3) ta cã: a + 0,005.2 = 0,4 => a=0,39(M) 2) TÝnh m Gäi x,y lÇn l­ît lµ sè mol cña Fe3O4 vµ FeCO3. Theo bµi ra: 232x + 116y= 2,668 (I) - Fe3O4 + 4H2SO4 → Fe2(SO4)3 + FeSO4 +4H2O (4) - FeCO3 + H2SO4 → FeSO4 + CO2 +H2O (5)  Tr­êng hîp 1: a= 0,43(M) => sè mol H2SO4 = 0,43.0,1= 0,043 (mol) Theo (4) vµ (5): 4x +y =0,043 (II) Gi¶i hÖ (I) vµ (II) => x= 0,01; y= 0,003 => Khèi l­îng Fe3O4 = 0,01. 232= 2,32 (gam); Khèi luîng FeCO3 = 2,668- 2,32 =0,348 (gam)  Tr­êng hîp 2: a= 0,39(M) => sè mol H2SO4 = 0,39.0,1= 0,039 (mol) Theo (4) vµ (5): 4x +y =0,039 (III) Gi¶i hÖ (I) vµ (III) => x= 0,008; y= 0,007 => Khèi l­îng Fe3O4 = 0,008. 232= 1,856 (gam); Khèi luîng FeCO3 = 2,668- 1,856 =0,812 (gam) 0 Câu 4 H2SO4 ;t RCOOH + C2H5OH  RCOOC2H5 + H2O (1) (2,5 điểm) RCOOH + NaOH RCOONa + H2O (2) Ta cã n RCOOH = 0,8> n = 0,7 , kÕt hîp víi pt (1) nªn axit d­, C2H5OH hiÖu suÊt p­ tÝnh theo r­îu. nNaOH = 0,2.2 = 0,4 (mol) Theo (2) n RCOOH = n RCOONa = 0,4 (mol)
5. Theo (1) n p­ = nRCOOH p­ = 0,8 - 0,4 = 0,4 (mol) C2H5OH 0,4 VËy H = .100; 57,14% 0,7 - Khi c« c¹n hçn hîp sau ph¶n øng trung hoµ th× n­íc, r­îu, axit, este ®Òu bÞ bay h¬i hoµn toµn. 38,4 gam muèi khan chÝnh lµ RCOONa. M RCOONa. = 38,4: 0,4 = 96 MR = 29 (C2H5-) VËy c«ng thøc cña A lµ : C2H5COOH. Câu 5 - Khi cho quỳ tím vào dung dịch NaOH thì quỳ tím chuyển (2,5điểm) thành màu xanh. Sau đó nhỏ từ từ dung dịch H2SO4 thì quỳ tím dần chuyển về màu tím. Khi lượng axit dư thì quỳ tím chuyển thành màu đỏ. PTPƯ 2NaOH + H2SO4  Na2SO4 + 2H2O - Khi cho mẩu Na vào dung dịch AlCl3 , ta thấy mẩu Na xoay tròn, chạy trên mặt dung dịch và tan dần, có khí không màu thoát ra. 2Na + H2O  2NaOH + H2 Một lúc sau thấy có kết tủa keo trắng. 3NaOH + AlCl3  3NaCl + Al(OH)3 Kết tủa keo trắng tan dần. NaOH + Al(OH)3  NaAlO2 + 2H2O - Cu tan dần, dung dịch chuyển dần từ màu vàng nâu sang màu xanh 2FeCl3 + Cu  2FeCl2 + CuCl2 (vàng nâu) xanh nhạt xanh - Nước vôi từ trong thành đục, do phản ứng CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 ↓ + H2O Sau đó CO2 dư, hoà tan kết tủa làm dung dịch trong trở lại CO2 + CaCO3 + H2O  Ca(HCO3)2 Câu 6 Các phản ứng: to (3,5 điểm) CuO CO  Cu CO2 (1) to FeO CO  Fe CO2 (2) CO2 Ba(OH )2  BaCO3  H2O (3) Ta có nBa(OH)2 = 0,15.1 = 0,15 mol; nBaCO3 = 29,55/197 = 0,15 mol Do nBa(OH)2 = nBaCO3 = 0,15 mol chỉ xảy ra pứ (3) nCO2 = 0,15 mol Từ (1), (2) n[O] bị khử khỏi hh oxit = nCO2 = 0,15 mol m[O] = 0,15.16 = 2,4 gam mA = 31,2 – 2,4 = 28,8 gam Có thể áp đụng định luật bảo toàn khối lượng: n = n = 0,15(mol) CO2 CO mA = 31,2 + 28.0,15 – 44.0,15 = 28,8 (gam) Câu 7 1. Đặt công thức của A là: C x H y (trong đó x và y chỉ nhận giá trị (3,5 điểm) nguyên, dương) và thể tích của A đem đốt là a (lít), (a>0). Phản ứng đốt cháy A.
6. y o y C H (x )O t xCO H O (1) x y 4 2 2 2 2 a a(x+y/4) ax ay/2 (lít) Theo giả thiết lượng oxi đã dùng gấp đôi lượng cần thiết và đến khi kết thúc phản ứng thì thể tích khí và hơi sau khi đốt không đổi so với ban đầu nên ta có phương trình: y y a a(x ) ax a y 4 (I) 4 2 Sau khi ngưng tụ hơi nước thì thể tích giảm 40% do vậy: y 40 y a [a 2a(x )] (II) 2 100 4 Thay (I) vào (II) ta có x 1 Công thức phân tử của A là CH 4 8,96 22,2 2. n 0,4(mol);n 0,3(mol) CH 4 22,4 Ca(OH )2 74 Các phản ứng có thể xảy ra: t o CH 4 2O2  CO2 2H 2O (2) 0,4 0,4 0,8 (mol) Ca(OH ) 2 CO2 CaCO3  H 2O (3) 0,3 0,3 0,3 (mol) CaCO3 CO2 H 2O Ca(HCO3 ) 2 (4) 0,1 0,1 0,1 (mol) Theo (2) n n 0,4 (mol). CO2 CH 4 nCO 0,4 Xét tỷ lệ 2 ta thấy 1 2 . Do vậy xảy ra cả (3) và (4). n 0,3 Ca(OH )2 Lượng CaCO3 sinh ra cực đại ở (3) sau đó hòa tan một phần theo (4). Theo(3) n n n 0,3(mol) CaCO3 CO2 Ca(OH )2 Số mol CO2 tham gia phản ứng ở (4) là: (0,4 - 0,3) = 0,1 (mol). Theo (4) n n 0,1(mol) . Vậy số mol CaCO không bị CaCO3 CO2 3 hòa tan sau phản ứng (4) là: n 0,3 0,1 0,2(mol) . CaCO3 Ta có: (m m ) m 0,4.44 0,8.18 0,2.100 12(gam) CO2 H 2O CaCO3 Vậy khối lượng dung dịch tăng lên 12 gam.