Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 - Môn: Hóa Học (vòng 1)

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 - Môn: Hóa Học (vòng 1)

1. UBND THỊ XÃ HOÀNG MAI KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Vòng 1, năm học 2021-2022 ĐỀ CHÍNH THỨC Môn: HÓA HỌC (Đề thi gồm 02 trang) Thời gian làm bài: 150 phút, không kể thời gian giao đề Câu 1. (3,0 điểm) 1. Cho các chất sau: BaO, Fe 3O4, SO3, Al2O3, SiO2, C, dung dịch NaOH, H2SO4. Những cặp chất nào tác dụng với nhau? Viết phương trình hóa học xảy ra (ghi rõ điều kiện phản ứng nếu có). 2. Nhân dịp cuối tuần, Hà được mẹ giao nhiệm vụ cọ sạch mấy cái xoong bằng nhôm. Mẹ dặn: "Con phải cọ cho sáng bóng đấy nhé". Hà cọ rửa cho đến khi sáng bóng rồi cất vào tủ bếp. Buổi tối, Hà lấy xoong ra để nấu thì thấy không còn sáng bóng như lúc mới cất vào tủ bếp. Hà thắc mắc không biết tại sao. Hãy giải thích giúp bạn Hà. Câu 2. (3,0 điểm) 1. Trình bày phương pháp thu được N2 tinh khiết từ hỗn hợp: O2; N2; SO2; CO2 và hơi nước. 2. Trình bày cách nhận biết các chất rắn sau đựng trong mỗi lọ bằng phương pháp hóa học: CaO, SiO2, Na2O, MgO, P2O5, ZnO, CuO. Câu 3. (3 điểm) 1. Viết phương trình hoá học thực hiện chuyển đổi hoá học sau: (1) (2) (3) (4) (5) BaO  Ba(OH)2  Ba(AlO2)2  Ba(HCO3)2  BaCO3  BaCl2 (6) Ba 2. Có các hỗn hợp rắn với tỉ lệ mol tương ứng sau: (1) FeO, BaO, Al2O3 (tỉ lệ mol tương ứng là 1:1:1) (2) Al, K, Al2O3 (tỉ lệ mol 1:3:1) (3) Na2O, Al2O3 (tỉ lệ mol 1:2) Hãy cho biết hỗn hợp các chất rắn trên có tan hết khi cho vào nước dư không? Giải thích và viết phương trình phản ứng (nếu có)? Câu 4. (4 điểm) 1. Hỗn hợp X gồm hai oxit kim loại: RO và Fe 2O3. Dùng khí CO dư để khử hoàn toàn 36 gam hỗn hợp X nung nóng, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được chất rắn Y và khí Z. Hấp thụ hoàn toàn khí Z vào 250 ml dung dịch T gồm Ba(OH) 2 2,2M và NaOH 0,16M sau khi kết thúc phản ứng thu được 106,38 gam chất rắn. Xác định kim loại R. Biết tỉ lệ mol giữa RO và Fe2O3 trong hỗn hợp là 1:1. 2. Nung nóng 30,6 gam hỗn hợp A gồm Al, Mg, Na trong khí oxi dư. Sau phản ứng kết thúc thu được 51 gam hỗn hợp rắn Y gồm các oxit kim loại. Mặt khác cho 30,6 gam hỗn hợp X trên tác dụng hết với dung dịch HCl dư thấy thoát ra V lít khí (đktc) và dung dịch Z. Cô cạn dung dịch Z thì thu được m gam muối clorua khan. Tính V và m?
2. 2 Câu 5. (4 điểm) 1. Cho 13,9 gam hỗn hợp X gồm hai kim loại A và B chưa rõ hóa trị vào dung dịch HCl dư. Sau phản ứng thu được dung dịch Z và 7,84 lít khí H 2 (đktc). Cô cạn dung dịch Z thu được m gam muối khan. Tính m? (Biết cả A và B đều phản ứng với dung dịch HCl) 2. Để hòa tan hoàn toàn 8,25 gam hỗn hợp chất rắn A gồm Al và Fe cần vừa đủ 200ml dung dịch hỗn hợp HCl 1M và H2SO4 1M. a) Tính khối lượng mỗi kim loại trong A. b) Cho 16,5 gam hỗn hợp A ở trên phản ứng với dung dịch HNO 3 dư, phản ứng kết thúc tạo ra 17,92 lít hỗn hợp khí X gồm NO và NO2 ở đktc. Tính khối lượng muối tạo ra và số mol HNO3 đã phản ứng. Câu 6. (3,0 điểm) 1. Cho thí nghiệm như hình vẽ bên. Xác định các chất A, B, C, D. Biết khí C làm mất màu dung dịch nước brom và là một trong những tác nhân gây ra hiện tượng mưa axit. 2. Nếu vô tình để H 2SO4 đặc rơi vào tay, khi đó em sẽ xử lí tình huống này như thế nào? Hết (Thí sinh được sử dụng bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học, Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm) Họ và tên thí sinh: Số báo danh:
3. 3 UBND THỊ XÃ HOÀNG MAI HƯỚNG DẪN CHẤM PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 Vòng 1, năm học 2021-2022 (Đáp án gồm 04 trang) Môn: HÓA HỌC Câu Nội dung đáp án Điểm Các cặp chất phản ứng được với nhau: - BaO + SO3 ⎯⎯→ BaSO4 BaO + H2SO4 ⎯⎯→ BaSO4 + H2O - Fe3O4 + 2C ⎯⎯→ 3Fe + 2CO2 Fe3O4 + 4H2SO4(l) ⎯⎯→ Fe2(SO4)3 + FeSO4 + 4 H2O 2Fe3O4 + 10H2SO4(đ/n) ⎯⎯→ 3Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O Câu 1.1. - SO3 + 2NaOH ⎯⎯→ Na2SO4 + H2O (1,5 điểm) SO3 + NaOH ⎯⎯→ NaHCO3 - Al2O3 + 2NaOH ⎯⎯→ NaAlO2 + H2O Al2O3 + 3H2SO4⎯⎯→ Al2(SO4)3 + 3H2O to - SiO2 + 2 NaOH ⎯⎯ → Na2SiO3 + H2O - C + 2 H2SO4(đ) ⎯⎯→ 2SO2 + CO2 + 2H2O - 2NaOH + H2SO4 ⎯⎯→ Na2SO4 + 2H2O Các đồ dùng bằng nhôm có một lớp oxit Al 2O3 mỏng bền bám 1.5 vào nhôm. Khi cọ rửa mạnh thì lớp oxit này bị bong ra bạn Hà thấy nhôm lộ ra ngoài nên sáng bóng. Tuy nhiên nhôm là kim Câu 1.2. loại dễ bị oxi hóa, khi nhôm tiếp xúc trực tiếp với không khí sẽ (1,5 điểm) phản ứng với khí oxi có trong không khí: to 4Al + 3O2  2Al2O3 Trên bề mặt của nồi nhôm lại có lớp oxit mỏng bám vào. Lớp oxit này không sáng bóng như nhôm nên Hà thấy nồi không còn sáng bóng nữa Cho hỗn hợp khí đi qua dung dịch Ca(OH)2 dư thì các khí bị hấp thụ gồm SO2, CO2. 0.5 SO + Ca(OH) ⎯⎯→ CaSO + H O Câu 2.1. 2 2 3 2 CO + Ca(OH) ⎯⎯→ CaCO + H O (1,0 điểm) 2 2 3 2 Sau đó cho hỗn hợp đi qua H 2SO4 đặc để hút ẩm, thu được hỗn 0.5 0 hợp khí gồm khí O2, N2. Sau đó hạ nhiệt độ xuống -183 thì ta thu được khí N2. Câu 2.2. - Trích mẫu thử đánh số thứ tự 0.5
4. 4 (2,0 điểm) - Cho H2O vào lần lượt các mẩu thử. + Mẩu thử nào tan là: Na2O, P2O5 + Mẩu thử nào tan ít là: CaO + Mẩu thử nào không tan là: MgO, ZnO, CuO, SiO2. Pt: Na2O + H2O ⎯⎯→ 2NaOH P2O5 + 3H2O ⎯⎯→ 2H3PO4 - Cho quỳ tím vào mẫu thử tan trong nước. Mẩu thử nào làm quỳ tím chuyển sang đỏ là H3PO4 P2O5, mẫu thử nào làm quỳ 0.5 tím thành xanh là NaOH Na2O. - Cho dung dịch HCl vào lầm lượt các mẫu thử không tan trong nước. Mẫu thử nào tan tạo thành dung dịch có màu xanh lam là 0.5 CuCl2 CuO.Mẫu thử nào tan tạo thành dung dịch không màu là MgCl2 và AlCl3. Mẫu thử không tan là SiO2. Pt: 2HCl + CuO ⎯⎯→ CuCl2 + H2O 6HCl + Al2O3 ⎯⎯→ 2AlCl3 + 3H2O 2HCl + MgO ⎯⎯→ MgCl2 + H2O - Cho dung dịch NaOH dư lần lượt vào 2 dung dịch không màu 0.5 dung dịch nào tạo thành kết tủa keo rồi tan ra là Al(OH)3 -> AlCl3 -> Al2O3. Mẫu thử nào tạo kết tủa không tan ra là Mg(OH)2 -> MgCl2 MgO Pt 2NaOH + MgCl2 ⎯⎯→ Mg(OH)2 + 2NaCl 3 NaOH + AlCl3 ⎯⎯→ Al(OH)3 + 3NaCl NaOH + Al(OH)3 ⎯⎯→ NaAlO2 + 2H2O (1) BaO + H2O  Ba(OH)2 0,25 (2) Ba(OH)2 + Al2O3  Ba(AlO2)2 + H2O 0,25 Câu 3.1. (3) Ba(AlO2)2+2CO2 + 4H2O Ba(HCO3)2 + 2Al(OH)3 0,25 (1,5 điểm) to 0,25 (4) Ba(HCO3)2  BaCO3 + CO2 + H2O 0,25 (5) BaCO3 + 2HCl  BaCl2 + CO2 + H2O dpnc 0,25 (6) BaCl2  Ba + Cl2 Hỗn hợp (1) tan một phần trong nước dư vì FeO không tác dụng với nước và không tác dụng với bazơ kiềm BaO + H2O  Ba(OH)2 1mol 1 mol Câu 3.2. Al2O3 + Ba(OH)2  Ba(AlO2)2 + H2O (1,5 điểm) 0,5 1mol 1 mol Sau phản ứng BaO và Al2O3 được hòa tan hết trong nước
5. 5 (dư) còn FeO không tan Cho hỗn hợp (2) tác dụng với nước: 2K + 2H2O  2KOH + H2 3mol 3mol Al2O3 + 2KOH  2KAlO2 + H2O 1 mol 2mol 2Al + 2KOH + 2H2O  2KAlO2 + 3H2 0,5 1 mol 1 mol Lượng KOH vừa đủ để hòa tan hết Al và Al 2O3 trong hỗn hợp rắn. Vậy hỗn hợp rắn (2) hòa tan hoàn toàn khi cho vào nước dư Hỗn hợp rắn (3) tác dụng với nước dư: Na2O + H2O  2NaOH 1 mol 2mol Al2O3 + 2NaOH  2NaAlO2 + H2O 1mol 2mol Chất rắn trong (3) còn dư Al2O3 0,5 Vậy hỗn hợp rắn (3) không bị tan hết khi cho vào nước dư nBaCO3 = 106,8/197 = 0,54 (mol) nBa(OH)2 = 0,25 x 2,2 = 0,55 (mol) nNaOH = 0,25 x 0,16 = 0,04 (mol) PTPƯ: Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2 (1) RO + CO → R + CO2 (2) 0,5 CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O (3) 0,54(mol) 0,54(mol) 0,54(mol) Câu 4.1 2CO2 + Ba(OH)2 → Ba(HCO3)2 (4) (2,5 điểm) 0,02(mol) 0,01(mol) CO2 + NaOH → NaHCO3 (5) 0,04(mol) 0,04(mol) Vì RO có thể phản ứng với CO hoặc không phản ứng với CO nên ta có các trường hợp sau: TH1: RO không phản ứng với CO nên chỉ có phản ứng 1 không Đúng có phản ứng 2 mỗi Vì nBaCO3< nBa(OH)2 nên có 2 trường hợp trường hợp 0,5 TH1.1 nCO2 < nBa(OH)2
6. 6 Theo PTPƯ (3) nCO2 = 0,54 (mol) Theo PTPƯ (1) và theo bài ra ta có nRO = nFe2O3 = nCO2/3 = 0,54/3 = 0,18 (mol) 0,18(R+16) + 0,18.160 = 36 R=24 Vậy R là Mg Vậy công thức MgO TH1.2 nNaOH + nBa(OH)2 0 TH2.1 nCO2 < nBa(OH)2 Theo PTPƯ (3) ta có nCO2 = 0,54 (mol) Theo PTPƯ (1) ,(2) và (3) nCO2 = nRO + 3nFe2O3 = a + 3a = 0,54 a = 0,135 (mol) 0,135(R+16) + 0,135.160 = 36 R=90 (loại) TH2.2 nNaOH + nBa(OH)2 < nCO2< 2nBa(OH)2 + nNaOH Theo PTPƯ (3)và (4), (5) ta có: nCO2 = 0,6 (mol) Theo PTPƯ (1) ,(2) ta có: nCO2 = nRO + 3nFe2O3 = a + 3a = 0,6 a = 0,15 (mol) 0,15(R+16) + 0,15.160 = 36 R= 64 R là Cu Công thức là CuO Gọi CTHH chung của 3 kim loại là M có hóa trị n có số mol là a 0,25 (mol) to 4M + nO2  2M2On 0,25 a(mol) 0,25.na(mol) 0,5a(mol) Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: m = 51 - 30,6 = O2 0,25 Câu 4.2 20,4 (g) (1,5 điểm) 0,25.na = 0,6375 na = 2.55 (mol) 0,25 2M + 2nHCl  2MCln + nH2 a(mol) na(mol) a(mol) 0,5na(mol) V = 0,5na.22,4 = 0,5.2,55.22,4 = 28,56(lít) H2 0,25 Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:
7. 7 30,6 + 36,5 . 2,55 = m + 0,5. 2,55 . 2 0,25 m = 121,125 (gam) Gọi công thức chung của hai kim loại là M có hóa trị n 0,25 2M + 2nHCl  2MCln + nH2 0,25 Câu 5.1. 7,84 0.25 n 0,35(mol) n 2.n 0,35.2 0,7(mol) (1,0 điểm) H2 22,4 HCl H2 Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: m m m m M HCl MCln H2 0,25 m 13,9 + 25,55 - 0,7 = 38,75 (g) MCln nHCl = 0,2. 1 = 0,2 (mol) 0,25 nH2SO4 = 0,2. 1 = 0,2 (mol) Gọi công thức chung của 2 axit là HX Ta có: nHX = 0,2 + 0,2.2 = 0,6 (mol) 0,25 PT: 2Al + 6HX ⎯⎯→ 2AlX3 + 3H2 (1) Fe + 2HX ⎯⎯→ FeX2 + H2 (2) 0,25 Câu 5.2.a Gọi nAl = x , nFe = y (x,y > 0 ) (1,5 điểm) Ta có hệ phương trình: 27x + 56 y = 8,25 (1) 0,5 3x + 2y = 0,6 (2) Giải ra ta được: x = 0,15 (mol) , y = 0,075 (mol) mAl = 0,15 . 27 = 4,05 (gam) 0,25 mFe = 0,075 . 56 = 4,2 ( gam) Ta có nX = 17,92/22,4 = 0,8 (mol) 0,25 nAl = 0,3 (mol) , nFe = 0,15 (mol) PT: Al + 4HNO3 ⎯⎯→ Al(NO3)3 + NO + 2H2O (1) Al + 6HNO3 ⎯⎯→ Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O (2) 0,25 Fe + 4HNO3 ⎯⎯→ Fe(NO3)3 + 2NO + H2O (3) Câu 5.2.b Fe + 6HNO3 ⎯⎯→ Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O (4) (1,5 điểm) Theo pt (1), (2) nAl(NO3)3 = nAl = 0,3 (mol) mAl(NO3)3 = 0,3 . 213 = 63,9 (gam) Theo pt (3), (4) nFe(NO3)3 = nFe = 0,15 (mol) mFe(NO3)3 = 0,15. 242 = 36,3 (gam) Vậy khối lượng muối tạo thành là: 0,5 63,9 + 36,3 = 100,2 (gam)
8. 8 Theo pt (1,2,3,4) bảo toàn nguyên tố N ta có nNHNO3 = nNAl(NO3)3 + nNFe(NO3)3 + nNX nNHNO3 = 3.0,3 + 3.0,15 + 0,8 = 2,15 (mol) 0,5 Vậy nHNO3 = nNHNO3 = 2,15 (mol). - A: Na2CO3, B: H2SO4 đặc, dung dịch D: dung dịch NaOH, C: 1.0 SO2 to Câu 6.1. PTHH: Na2SO3 + H2SO4  Na2SO4 + SO2 + H2O 0,25 (1,5 điểm) - Vai trò của bông tẩm NaOH: Ngăn không cho SO2 thoát ra ngoài 0,25 SO2 + NaOH  Na2SO3 + H2O Nếu không may bị axit sunfuric đặc rơi vào tay cần: 1,5 - Rửa tay trong nước sạch liên tục ít nhất 5 phút để làm loãng Câu 6.2. nồng độ axit. Không được dùng nước đá hay các loại lá để đắp (1,5 điểm) lên vết bỏng. - Dùng gạc sạch băng lại vết bỏng rồi đưa đến cơ sở y tế nếu bị bỏng nặng Chú ý: - Các cách làm khác nếu đúng vẫn cho điểm tối đa, điểm thành phần giám khảo tự phân chia trên cơ sở tham khảo điểm thành phần của đáp án. - Đối với câu 6 ý 2: Không dùng Cu và H2SO4 đặc vì hình vẽ không có đèn cồn