Đề thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh - Môn thi: Hóa học lớp 9

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh - Môn thi: Hóa học lớp 9

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH HƯNG YÊN NĂM HỌC 2010-2011 Mơn thi: HĨA HỌC - Lớp 9 Đề chính thức Thời gian: 150 phút ( khơng kể thời gian giao đề) Câu I ( 2,0 điểm) 1- Cho các chất sau: CO2, CaOCl2, CO, MgO, SO2, Fe3O4, NO, HClO Hãy điều chế mỗi oxit axit trên theo 3 phương pháp khác nhau, viết phương trình hĩa học của các phản ứng đã dùng. 2- Khơng khí bị ơ nhiễm chứa các chất độc sau: Cl2, SO2, H2S, NO2 . Chỉ dùng một hĩa chất, hãy loại bỏ các chất độc trên ra khỏi khơng khí, viết các phương trình hĩa học của phản ứng đã dùng. 3- Hỗn hợp khí X gồm: CO2, CO, N2 , hidroclorua, hơi nước. Hãy tách riêng biệt CO2 và N2 từ hỗn hợp khí X, viết phương trình hĩa học của các p/ứng đã dùng. Câu II ( 2,0 điểm) 1- Tiến hành các thí nghiệm sau: - Thí nghiệm 1: Cho từ từ từng giọt ( cĩ khuấy đều) dung dịch HCl đến dư vào dung dịch Na2CO3. - Thí nghiệm 2: Cho từ từ từng giọt ( cĩ khuấy đều) dung dịch Na2CO3 vào dung dịch HCl. Hãy cho biết hiện tượng và viết phương trình hĩa học của phản ứng xảy ra. 2- Hỗn hợp A gồm Al2O3, MgO, Fe3O4, CuO. Cho khí CO dư đi qua A nung nĩng, thu được rắn B. Hịa tan B vào dung dịch NaOH dư thu được dung dịch C và rắn D. Cho dung dịch HCl dư vào dung dịch C. Hịa tan D vào dung dịch H 2SO4 đặc nĩng, dư ( phản ứng sinh khí SO 2). Hãy viết phương trình hĩa học của các phản ứng xảy ra. 3- Từ nguyên liệu chính là FeS 2, quặng boxit ( thành phần chủ yếu là Al 2O3.2H2O cĩ lẫn một ít Fe3O4 và các tạp chất trơ khác), khơng khí, than đá và các hĩa chất phụ khác. Hãy điều chế sắt kim loại và muối nhơm sunfat, viết phương trình hĩa học của các phản ứng đã dùng. Câu III ( 2,0 điểm) 1- Hịa tan hồn tồn 17,94 gam hỗn hợp 2 kim loại kiềm A và B cĩ khối lượng bằng nhau vào 500 gam nước, thu được 500ml dung dịch C cĩ khối lượng riêng d = 1,03464 g/ml. Xác định A và B. 2- Hỗn hợp X gồm Al,Fe,Cu. Đốt cháy hồn tồn 33,4 gam X ngồi khơng khí, thu được 41,4 gam hỗn hợp Y gồm ba oxit. Cho tồn bộ Y tác dụng hồn tồn với dung dịch H 2SO4 20%, khối lượng riêng d = 1,14 g/ml. Tính thể tích tối thiểu của dung dịch H2SO4 trên dùng để hịa tan hết hỗn hợp Y Câu IV ( 2,0 điểm) 1- Viết các cơng thức cấu tạo dạng mạch cacbon khơng vịng cĩ thể cĩ của các hợp chất hữu cơ cĩ cùng cơng thức phân tử C6H10. 2- Cĩ hỗn hợp khí X gồm: CO2, C2H4, C2H2, CH4. Hãy tách từng khí riêng biệt ra khỏi hỗn hợp X trên. Viết phương trình hĩa học của các phản ứng đã dùng. 3- Từ CaC2 cĩ thể chuyển hĩa thành CH 4 qua 9 giai đoạn. Hãy viết phương trình hĩa học của các phản ứng đã dùng ở mỗi giai đoạn ( ghi rõ điều kiện nếu cĩ) Câu V ( 2,0 điểm) 1- Đốt cháy hồn tồn hỗn hợp A gồm hiđrocacbon X ở thể khí ( cĩ số nguyên tử C ≤ 4 ) và oxi dư, thu được hỗn hợp khí B cĩ thành phần thể tích là 30% CO2, 20% hơi nước và 50% O2. a) Xác định cơng thức phân tử và cơng thức cấu tạo cĩ thể cĩ của hidrocacbon X. b) Tính phần trăm thể tích của các chất trong hỗn hợp A. Biết rằng: thể tích các khí đo ở cùng nhiệt độ, áp suất. 2- Hiđrocacbon Y cĩ tỷ lệ số nguyên tử các nguyên tố trong phân tử giống của axetilen. a) Xác định cơng thức phân tử cĩ thể cĩ của Y. Biết rằng: Y cĩ phân tử khối 60u < MY < 150u. b) Nếu cho Y tác dụng với dung dịch brom dư thì tạo ra một sản phẩm chứa 26,67% cacbon theo khối lượng. Xác định cơng thức phân tử đúng của Y. Cho: H =1; O =16; C =12; S =32; Na =23; K=39; Li =7; Rb = 85; Cs =133 ; Mg =24 ; Ca =40; Ba =137; Sr =88; Fe =56; Cu =64; Al =27; Cl =35,5 ; Br =80 Hết
2. HƯỚNG DẪN GIẢI ĐÈ THI HSG HƯNG YÊN (2010-2011) Câu I: 1- Các oxit axit là CO2 và SO2 * Điều chế CO2: t0 C + O2  CO2 t0 CaCO3  CaO + CO2 CaCO3 + H2SO4 CaSO4 + H2O + CO2  * Điều chế SO2: t0 4FeS2 + 11O2  2 Fe2O3 + 8SO2  t0 S + O2  SO2 t0 Cu + 2H2SO4 đặc  CuSO4 + 2H2O + SO2  ( Chú ý: Đề bài khơng hề hạn chế nguyên liệu, khơng nên hiểu nhầm chỉ đi từ các chất đề cho) 2- Cho kk nhiễm chất độc vào bình đựng dung dịch NaOH dư, thì tồn bộ Cl 2, SO2, H2S, NO2 bị hấp thụ hết. Viết 4 ptpư. Chú ý : NO2 là oxit hỗn tạp tương ứng với 2 axit HNO 3 và HNO2, nên khi tác dụng với NaOH tạo ra 2 muối NaNO3 và NaNO2. 3- Sơ đồ tách: o N ,CO + dd NaOH dư N  CO, N + CuO,dư (t ) 2 2 2 2 Cu,CuO dư CO ,CO, N 2 2 dd Ca(OH)2dư  dd CaCl2 ,Ca(OH)2 HCl,H2O t0 CaCO3  CO2  Câu II 1- TN1: Cho từ từ HCl vào Na2CO3 : lúc đầu khơng cĩ khí , sau đĩ lại cĩ khí thốt ra HCl + Na2CO3 NaHCO3 + NaCl HCl ( dư) + NaHCO3 NaCl + H2O + CO2  TN2: Cho từ từ Na 2CO3 vào HCl thì luơn cĩ khí thốt ra. Đến khi dư Na 2CO3 thì ngừng thốt khí ( do HCl hết) 2HCl + Na2CO3 2NaCl + H2O + CO2  2- phản ứng của A với CO t0 Fe3O4 + 4CO  3Fe + 4CO2 t0 CuO + CO  Cu + CO2 Rắn B: Al2O3, MgO, Fe, Cu - phản ứng của B với NaOH Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O Dung dịch C: NaOH, NaAlO2 Rắn D: MgO, Fe, Cu - phản ứng của C và dd HCl: NaOH + HCl NaCl + H2O NaAlO2 + 4HCl NaCl + AlCl3 + 2H2O - phản ứng của D với H2SO4 đặc MgO + H2SO4 MgSO4 + H2O t0 2Fe + 6H2SO4 đ  Fe2(SO4)3 + 6H2O + 3SO2  t0 Cu + 2H2SO4 đ  CuSO4 + 2H2O + SO2  3- *Điều chế Fe : Đốt quặng pyrit trong kk dư, chất rắn thu được cho khử bằng CO dư thu được Fe t0 4FeS2 + 11O2  2Fe2O3 + 8SO2
3. t0 2C( dư) + O2  2CO t0 Fe2O3 + 3CO  2Fe + 3CO2 * Điều chế Al2(SO4)3 : - Điều chế H2SO4: t0 Al2O3.2H2O.nFe3O4  Al2O3.nFe3O4 + 2H2O  ( ngưng tụ được H2O lỏng) SO + ½ O V2O5 SO 2 2 4500 C 3 SO3 + H2O H2SO4 - Khử hồn tồn quặng boxit bằng CO, hịa tan sản phẩm khử vào H 2SO4 đặc nguội, tách bỏ chất rắn và cơ cạn phần nước lọc, thu được Al2(SO4)3: t0 Fe3O4 + 4CO  3Fe + 4CO2 Al2O3 + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2O Câu III 1- Đặt R là kim loại đại diện cho hỗn hợp A,B R + H2O ROH + ½ H2  mC = 500 1,03464 = 517,32 gam Theo định luật BTKL ta cĩ : m = m + m - m = 17,94 + 500 – 517,32 = 0,62 gam H2 R H2O C 0,62 Theo pt pư : n 2n 2 0,62 mol R H2 2 17,94 M 28,9 R 0,62 Cĩ 1 kim loại cĩ M < 28,9 ( giả sử là A) A cĩ thể là Li (7) hoặc Na(23) 17,94 : 2 * TH1 : Nếu A là Li n 1,28 0,62 ( loại) Li 7 17,94 : 2 * TH2 : Nếu A là Na n 0,39 ( nhận) Na 23 nB = 0,62 – 0,39 = 0,23 (mol) 17,94 : 2 M 39 (K) B 0,23 Vậy 2 kim loại là Na và K 2- Gọi R ( hĩa trị x) là kim loại đại diện cho hỗn hợp Al,Fe, Cu t0 4R + xO2  2R2Ox (1) R2Ox + xH2SO4 R2(SO4)x + xH2O (2) Theo (1) : m ( pư) = m ( oxit) = 41,4 – 33,4 = 8 gam O2 O 8 n ( oxit)= 0,5 (mol) O 16 Theo (2) : n n (oxit) = 0,5 mol H2SO4 O 0,5.98.100 245 m (min) 245 (gam) ; V (min) 214,9 ml ddH2SO4 20% ddH2SO4 1,14 ( HS cĩ thể giải bài này theo phương pháp ghép ẩn số ) Câu IV : 1- CTPT : C6H10 độ bất bão hịa a = 2 Vì hợp chất khơng cĩ cấu tạo vịng nên trong phân tử cĩ 2 liên kết pi ( 1 liên kết ba hoặc 2 liên kết đơi) Viết các CTCT của các đồng phân : - các đồng phân mạch cacbon thẳng cĩ 2 liên kết đơi ( đồng phân vị trí liên kết đơi) - các đồng phân mạch cacbon thẳng cĩ 1 liên kết ba ( đồng phân vị trí liên kết ba) - các đồng phân mạch nhánh của các đồng phân trên. 2- Tách riêng X : CO2, C2H4, C2H2, CH4
4. Sơ đồ tách : AgNO3 / NH3 Y: (CH4, C2H4) CO , C H dd Ca(OH) dư C H , CH , C H  2 2 4 2 2 4 2 4 H2SO4 X 2  Ag2C2  C2H2 C H , CH 0 2 2 4 t CaCO3  CO2 C H dd Br dư CH Y 2 4 2 4 CH Zn 4 C2H4Br2  C2H4 3- CaC2 + 2H2O Ca(OH)2 + C2H2  C H + H Pd C H 2 2 2 t0C 2 4 C H + H Ni C H 2 4 2 t0C 2 6 as C2H6 + Cl2  C2H5Cl + HCl t0 C2H5Cl + NaOH  C2H5OH + NaCl men giấm C2H5OH + O2  CH3COOH + H2O o H2SO4 đặc, t CH3COOH + C2H5OH  CH3COOC2H5 + H2O t0 CH3COOC2H5 + NaOH  CH3COONa + C2H5OH CaO CH COONa + NaOH 0  CH  + Na CO 3 t C 4 2 3 Cĩ thể thay bằng các phản ứng khác. Câu V: 1- Giả sử cĩ 1mol hỗn hợp khí B số mol CO2, H2O, O2 dư lần lượt là 0,3 ; 0,2 ; 0,5 mol a) Đặt CTTQ của hiđrocacbon X là CxHy (x ≤ 4 ; y ≤ 10) y t0 y CxHy + (x + )O2  xCO2 + H2O 4 2 y 0,2 4 Ta cĩ: y = x 2x 0,3 3 Chỉ cĩ x = 3 , y = 4 là thỏa mãn CTPT của X là C3H4 Các CTCT của C3H4 là: 2.3 2 4 Độ bất bão hịa a = 2 2 Mạch hở: H2C = C = CH2 ; H3C – C  CH Mạch vịng: HC = CH CH2 t0 b) C3H4 + 4O2  3CO2 + 2H2O 0,1 0,4 0,3 (mol) Số mol O2 ( bđ) = 0,4 + 0,5 = 0,9 mol Số mol hỗn hợp ban đầu : 0,9 + 0,1 = 1 mol 0,1 %V 100% 10% ; %V 100% - 10% = 90% C3H4 1 O2 ( HS cĩ thể giải BT trên theo phương pháp đại số - Cụ thể: gọi số mol CO2, H2O, O2 dư lần lượt là 1,5a ; a ; 2,5a mol . Ẩn a sẽ tự triệt tiêu trong các phép tốn) 2- Đặt CTTQ của Y là (CH)n , n chẵn a) Theo đề ta cĩ: 60 < 13n < 150 4,6 < n < 11,5 Chỉ cĩ n = {6,8,10} là thỏa mãn CTPT của Y là: C6H6 hoặc C8H8 hoặc C10H10 b) Phương trình phản ứng: CnHn + aBr2 CnHnBr2a ( a nguyên dương ) 12n 26,67 Theo đề ta cĩ: = 0,2667 a = 0,2n 13n 160a 100 * Nếu n = 6 a = 1,2 ( loại)
5. * Nếu n = 8 a = 1,6 ( loại) * Nếu n = 10 a = 2 ( nhận). CTPT của Y là C10H10 Hết