Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 THCS - Môn: Hóa (đề chính thức)

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 THCS - Môn: Hóa (đề chính thức)

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 THCS TỈNH NINH BÌNH NĂM HỌC 2012 - 2013 ĐỀ THI CHÍNH THỨC Môn: Hoá học Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Đề thi gồm 05 câu, trong 01 trang Câu I (4 điểm): PE 1) Cho sơ đồ biến hóa: (9) A (1) B (2) D (3) E (4) F (5) G (6) H (7) L (8) PVC Hãy gán các chất: CH4, C2H4, C2H2, CH3COONa, CH3COOH, C2H5OH, CH3COOC2H5, CH2=CHCl ứng với các chữ cái (không trùng lặp) trong sơ đồ trên và viết các phương trình hóa học thực hiện sơ đồ biến hóa đó. 2) Có hỗn hợp 3 oxit: MgO, CuO, Fe2O3. Trình bày phương pháp hoá học tách riêng từng oxit. Câu II (4 điểm): 1) Dẫn hỗn hợp khí gồm CO2, SO2, C2H4 qua dung dịch A (dư) thì thu được 1 chất khí duy nhất B thoát ra. B là khí gì? Viết phương trình phản ứng? 2) Xác định công thức phân tử của các chất A, B, C, D, E, F và viết phương trình phản ứng theo dãy biến hoá sau: 0 NaOH HCl V2O5 ,t A(1) B(2)  C(3) D(4) E(5) F(6) BaSO4 Biết A là hợp chất của lưu huỳnh với 2 nguyên tố khác. 3) Cho hỗn hợp chất rắn gồm FeS2, CuS, Na2O. Chỉ được dùng thêm nước và các điều kiện cần thiết (nhiệt độ, xúc tác, ). Hãy viết các phương trình phản ứng hóa học xảy ra để điều chế FeSO4, Cu(OH)2. Câu III (4,5 điểm): 1) Từ than đá, đá vôi và các chất vô cơ cần thiết, hãy viết các phương trình phản ứng cần thiết điều chế Brombenzen và đibrometan. 2) Dẫn luồng khí CO dư qua hỗn hợp các chất: BaO, CuO, Fe3O4, Al2O3 nung nóng (các chất có số mol bằng nhau). Kết thúc các phản ứng thu được chất rắn X và khí Y. Cho X vào H2O (lấy dư) thu được dung dịch E và phần không tan Q. Cho Q vào dung dịch AgNO3 (số mol AgNO3 bằng hai lần tổng số mol các chất trong hỗn hợp ban đầu) thu được dung dịch T và chất rắn F. Lấy khí Y cho sục qua dung dịch E được dung dịch G và kết tủa H. Hãy xác định thành phần các chất của X, Y, E, Q, F, T, G, H và viết các phương trình hóa học xảy ra. 3) Hoà tan 32 gam kim loại M trong dung dịch HNO3 dư thu được 8,96 lít (đktc) hỗn hợp khí gồm NO2 và NO, hỗn hợp khí này có tỉ khối hơi so với H2 bằng 17. Xác định kim loại M. Câu IV (4 điểm): Dung dịch A chứa đồng thời 2 muối bạc nitrat và đồng (II) nitrat với nồng độ mol của muối đồng gấp 4 lần nồng độ mol của muối bạc. 1) Nhúng 1 thanh kẽm vào 250 ml dung dịch A. Sau 1 thời gian, lấy thanh kẽm ra và làm khô, thấy khối lượng thanh kẽm tăng 1,51 gam. Biết rằng dung dịch sau phản ứng chứa 3 muối. Tính nồng độ mol của muối kẽm trong dung dịch sau phản ứng? 2) Nếu giữ thanh kẽm trong 250 ml dung dịch A một thời gian đủ lâu thì thấy sau phản ứng dung dịch A chỉ chứa 1 muối duy nhất với nồng độ 0,54M. Tính nồng độ mol của các muối trong dung dịch A ban đầu? (Coi tất cả kim loại mới sinh ra đều bám vào thanh kẽm và thể tích dung dịch không thay đổi). Câu V (3,5 điểm): Cho hỗn hợp X gồm 3 hidrocacbon A, B, C mạch hở, thể khí (ở điều kiện thường). Trong phân tử mỗi chất có thể chứa không quá một liên kết đôi, trong đó có 2 chất thành phần phần trăm về thể tích bằng nhau. Trộn m gam hỗn hợp X với 2,688 lít O 2 thu được 3,136 lít hỗn hợp khí Y (các thể tích khí đều đo ở đktc). Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp Y, rồi thu toàn bộ sản phẩm cháy sục từ từ vào dung dịch Ca(OH)2 0,02M thu được 2,0 gam kết tủa và khối lượng dung dịch sau phản ứng giảm đi 0,188 gam. Đun nóng dung dịch này lại thu thêm 0,2 gam kết tủa nữa (Cho biết các phản ứng hóa học đều xảy ra hoàn toàn). 1) Tính m và thể tích dung dịch Ca(OH)2 đã dùng. 2) Tìm công thức phân tử và tính thành phần % về thể tích của 3 hidrocacbon trong hỗn hợp X. (Cho: H =1; C =12; N =14; 0 =16; Na =23; Ca =40; Cu = 64; Zn =65; Ag = 108) HẾT Họ và tên thí sinh: Số báo danh: . Họ và tên, chữ ký: Giám thị 1: .Giám thị 2: .
2. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN HOÁ HỌC TỈNH NINH BÌNH THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 THCS NĂM HỌC 2012-2013 Hướng dẫn chấm gồm 03 trang Câu Nội dung Điểm I. Gán các chất như sau: A: C4H10; B: CH3COOH; C: CH3COONa; D:CH4; E: C2H2; F: C2H4 ; G: C2H5OH; H: CH3COOC2H5; L: CH2 = CHCl t 0 PTHH: 2C4H10 + 5O2  4CH3COOH + 2H2O (1) CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O (2) t0 CH3COONa(r) + NaOH(r) CaO CH4 + Na2CO3 (3) 15000 C 2CH4 lam lanh nhanh C2H2 + 3H2 (4) t0 C2H2 + H2 Pd C2H4 (5) H2SO4l 1 C2H4 + H2O  C2H5OH 6) 0 H2SO4đăc,t  CH3COOH + C2H5OH  CH3COOC2H5 + H2O (7) P,t0 ,xt nCH2 = CH2  (- CH2 - CH2-)n (PE) (8) t 0 ,xt CH ≡ CH + HCl  CH2 = CHCl (9) P,t0 ,xt nCH2 = CHCl  (- CH2 - CHCl-)n (PVC) (10) * Nếu HS không ghi điều kiện, không cân bằng PTHH: trừ ½ tổng số điểm mỗi phương trình theo biểu điểm. * HS có thể chọn chất khác mà thỏa mãn PƯHH, cho điểm tối đa theo biểu điểm. 2. (2,5đ) -Cho khí H2 dư đi qua từ từ hỗn hợp nung nóng thì toàn bộ Fe2O3 và CuO chuyển thành Fe và Cu. -Hoà tan hỗn hợp rắn thu được( Fe, Cu, MgO) bằng dung dịch HCl dư.Lọc lấy riêng chất rắn không tan là Cu. Fe + 2HCl FeCl2 + H2 MgO + 2HCl MgCl2 + H2O Lấy Cu nung trong không khí ta được CuO. to 2Cu +O2  2CuO -Hỗn hợp dung dịch thu được gồm MgCl2, FeCl2, HCl dư đem điện phân dung dịch thì thu được Fe đpdd 2 FeCl2  Fe +Cl2 Lọc lấy Fe nung trong không khí ta được Fe2O3. to 4Fe + 3O2  2 Fe2O3 -Sau đó cho dd NaOH dư tác dụng với dd còn lại(MgCl2, HCl dư). MgCl2 + 2 NaOH Mg(OH)2 +2 NaCl HCl + NaOH NaCl + H2O Lọc kết tủa , đem nung ta được MgO nguyên chất. to PTHH: Mg(OH)2  MgO + H2O Học sinh làm cách khác nếu đúng vẫn cho điểm tối đa Câu II -Khí B là : CO2 hoặc C2H4 -Dung dịch A là: Nước brom hoặc dung dịch bazơ tan Ví dụ; - A là nước brom: C2H4 + Br2 C2H4Br2
3. 1 SO2+ Br2+ H2O 2HBr + H2SO4 Vậy B là CO2. - A là dung dịch bazơ tan SO2 + Ba(OH)2 BaSO3 + H2O CO2 + Ba(OH)2 CaSO3 + H2O Vậy B là C2H4 1) Theo đề bài, ta có A là NaHS, theo dãy biến hoá ta có: NaOH HCl O NaHS Na2SH 2S SO2 2 SO3  H2SO4  BaSO4 Các phương trình phản ứng:( Mỗi phản ứng 0,25 điểm) NaHS + NaOH  Na S + H O 2 2 2 Na2S + HCl  2NaCl + H2S 2H2S + 3O2  2SO2 + 2H2O 2SO + O 2SO 2 2 t0 3 SO3 + H2O  H2SO4 H2SO4 + Ba(OH)2  BaSO4  + 2H2O - Hòa tan hỗn hợp vào nước lọc, tách lấy chất rắn FeS2, CuS và dung dịch NaOH: Na2O + H2O 2NaOH - Điện phân nước thu được H2 và O2: 2H2O 2H2 + O2 (1) - Nung hỗn hợp FeS2, CuS trong O2 (1) dư đến phản ứng hoàn toàn được hỗn hợp rắn Fe2O3, CuO và khí SO2: 4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 CuS + O2 CuO + SO2 - Tách lấy khí SO2 cho tác dụng với O2 (1) dư có xúc tác, sau đó đem hợp nước được H2SO4: 2SO2 + O2 2SO3 SO + H O H SO (2) 3 3 2 2 4 - Lấy hỗn hợp rắn Fe2O3, CuO đem khử hoàn toàn bằng H2 (1) dư ở nhiệt độ cao được hỗn hợp Fe, Cu. Hòa tan hỗn hợp kim loại vào dd H 2SO4 loãng (2), được dung dịch FeSO4. Phần không tan Cu tách riêng. Fe2O3 + 3H2 2Fe + 3H2O. CuO + H2 Cu + H2O. Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 - Cho Cu tác dụng với O2 (1) tạo ra CuO sau đó hòa tan vào dung dịch H2SO4 (2) rồi cho tiếp dung dịch NaOH vào, lọc tách thu được kết tủa Cu(OH)2. 2Cu + O2 2CuO CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O CuSO4 + 2NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4. Câu III Các phương trình phản ứng điều chế C 2H5Br, C2H4Br2 được thực hiện theo dãy biến hóa sau: 1 CaC2 + 2H2O Ca(OH)2 + C2H2 0.25 to ,xt C2H2 + H2  C2H4 0.25 C2H4 + Br2 C2H4Br2 0.25 to ,xt 3C2H2  C6H6 0.25 to ,Fe C6H6 + Br2  C6H5Br + HBr 0.25 Gọi số mol mỗi oxit là a số mol AgNO3 là 8a 2 + Phản ứng khi cho CO dư qua hỗn hợp các chất nung nóng: t0C CO + CuO  Cu + CO2 (1) 0.125 a (mol) a (mol) a (mol) t0C 4CO + Fe3O4  3Fe + 4CO2 (2) 0.125 a (mol) 3a (mol) 4a (mol) Thành phần của X: Cu = a (mol); Fe = 3a (mol); BaO = a (mol); Al2O3 = a (mol) Thành phần khí Y: CO2 = 5a (mol); CO dư 0.25 + Phản ứng khi cho X vào nước dư:
4. BaO + H2O Ba(OH)2 (3) 0.25 a (mol) a (mol) Al2O3 + Ba(OH)2 Ba(AlO2)2 + H2O (4) 0.25 a (mol) a (mol) a (mol) Thành phần dung dịch E: Ba(AlO2)2 = a(mol) Thành phần Q: Cu = a(mol); Fe = 3a(mol) 0.25 + Phản ứng khi cho Q vào dung dịch AgNO3: Trước hết: Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (5) 0.125 3a (mol) 6a (mol) 3a(mol) 6a(mol) Sau đó: Cu + 2AgNO3 Cu(NO3)2 + 2Ag (6) 0.125 a(mol) 2a(mol) a(mol) 2a(mol) Thành phần dung dịch T: Fe(NO3)2 = 3a(mol); Cu(NO3)2 = a(mol) Thành phần F: Ag = 8a(mol). 0.25 * Nếu không viết 2 phản ứng (5), (6) xảy ra theo thứ tự trừ 0,5 điểm + Phản ứng khi cho khí Y sục qua dung dịch E: 2CO2 + 4H2O + Ba(AlO2)2 Ba(HCO3)2 + 2Al(OH)3  (7) 0.25 2a (mol) a(mol) a(mol) 2a(mol) Thành phần dung dịch G: Ba(HCO3)2 = a(mol) 0.25 Thành phần H: Al(OH)3 = 2a(mol) * Đặt a,b là số mol của NO và NO2 30a 46b a 3 Ta có : 17 2(a b) b 1 0.25 3 * Phản ứng hoà tan M: 10M + 14n HNO3 10M(NO3)n + 3nNO↑ + nNO2 ↑+ 7nH2O 0.25 10M (gam) 4n mol khí 32 (gam) 8,96/22,4 = 0,4 mol khí 10M .0,4 = 32.4n M = 32n M = 64 Vậy M là Cu 0.5 Câu IV -Gọi a là số mol của AgNO3 số mol của Cu(NO3)2 là 4a mol -Dung dịch sau phản ứng chứa 3 muối nên Zn chỉ phản ứng với một phần AgNO3.(3 muối đó là: Zn(NO3)2, AgNO3, Cu(NO3)2 0.5 -Gọi x là số mol Zn phản ứng PTHH: Zn + 2AgNO3 Zn(NO3)2 + 2Ag x 2x x 2x 0.25 1 -Vì thanh kẽm sau phản ứng tăng nên tao có phương trình : 0.5 108 . 2x – 65x = 1,51 x=0,01 (mol) -Theo phương trình ta có: 0.25 n AgNO3 phản ứng = 0,02 mol; n Zn(NO3)2 = 0,01 mol 0,01 -Vậy,C M Zn(NO3)2= =0,04 M 0.25 0,25 -Dung dịch chỉ chứa 1 muối duy nhất là Zn(NO3)2 nên AgNO3 và Cu(NO3)2 đã phản 0.25 ứng hết -PTHH: Zn + 2AgNO3 Zn(NO3)2 + 2Ag (1) 0.25 0,5a a 0,5a a 0.25 Zn + Cu(NO3)2 Zn(NO3)2 + Cu (2) 0.25 2 4a 4a 4a 4 a 0.25 -Ta có: C M Zn(NO3)2= 0,54 M n Zn(NO3)2 = 0,54 .0,25=0,135(mol) -Từ (1 và 2) n Zn(NO3)2pư = 0,5a + 4a = 0,135 a= 0,03(mol)
5. nAgNO3= 0,03 mol; nCu(NO3)2= 4a= 0,12mol -Vậy: C M AgNO3= 0,03: 0,25 = 0,12 M C M Cu(NO3)2= 0,12: 0,25 = 0,48M - Câu V 2,688 3,136 nO = = 0,12 (mol), n hỗn hợp Y = = 0,14 (mol) 2 22,4 22,4 n hỗn hợp X = 0,14 – 0,12 = 0,02 (mol) Đặt công thức trung bình của A, B, C là: Cx H y y t 0 y PƯHH: C H + (x + )O2  x CO2 + H2O (1) x y 4 2 Hỗn hợp sản phẩm đốt cháy Y gồm CO2, H2O, O2 (có thể dư), sục sản phẩm cháy vào dung dịch Ca(OH)2, có PƯHH CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (2) 2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 (3) t 0 Ca(HCO3)2  CaCO3 + H2O + CO2  (4) 2,0 Từ (2) n = n = = 0,02 (mol) CO2 CaCO3 (2) 100 0,2 1 từ (3), (4) n = 2n = 2. = 0,004 (mol) CO2 CaCO3 (3) 100 Vậy: Tổng số mol CO2 ở sản phẩm cháy tạo ra: 0,02 + 0,004 = 0,024 (mol) m = m - (m + m ) = 0,188 (g) dd giảm CaCO3 (2) CO2 H2O m = 2,0 - 0,024. 44 – 0,188 = 0,756 (g) H2O 0,756 n = = 0,042 (mol) H2O 18 Theo định luật BTKL: mX = mC + mH = 0,024.12 + 0,042. 2 = 0,372 (gam) n = n + n = 0,02 + 0,002 = 0,022 (mol) Ca(OH)2 Ca(OH)2 (2) Ca(OH)2 (3) 0,022 V = = 1,1 (lít) 0,02 n = n - n = 0,042 – 0,024 = 0,018 (mol) Cn H2n 2 H2O CO2 0,024 Từ n ; nX x = = 1,2 trong X có một chất là CH4 CO2 0,02 Vậy 3 hidrocacbon có thể có CTTQ thuộc các loại CnH2n + 2, CmH2m (Vì 3 hidrocacbon có tối đa một liên kết đôi) Chia X thành 3 trường hợp: Trường hợp 1: X có 3 hiđrocacbon đều có CTTQ CnH2n + 2 nX = n - n = 0,018 < 0,02 loại 2 H2O CO2 Trường hợp 2: X gồm CH4, một hiđrocacbon có CTTQ CnH2n + 2 và một hiđrocacbon có CTTQ CmH2m (n,m 4; m 2) Đặt n = x (mol), n = y mol, n = z mol CH4 Cn H2n 2 Cm H2m Ta có: x + y = 0,018 mol z = 0,02 – 0,018 = 0,002 mol 0,018 a) Nếu: x = y = = 0,009 2 nC = 0,009 .1+ 0,009 . n + 0,002. m = 0,024 9n + 2m = 15
6. m 2 3 4 11 7 n 1 9 9 (loại) b) Nếu: y = z x = 0,018 – 0,002 = 0,016 nC = 0,016 . 1 + 0,002n + 0,002m = 0,024 n + m = 4 m 2 3 4 n 2 1 0 Chọn cặp nghiệm: C2H6, C2H4 Vậy công thức phân tử của hỗn hợp X: CH4, C2H6, C2H4 CTCT: CH3 – CH3 , CH2 = CH2 c) Nếu x= z = 0,02 y = 0,016 nC = 0,002 . 1 + 0,016n + 0,002m = 0,024 8n + m = 11 m 2 3 4 9 7 n 1 8 8 2 (loại) Trường hợp 3: X gồm CH4, một hiđrocacbon có CTTQ CnH2n và một hiđrocacbon có CTTQ CmH2m (2 n,m 4) Đặt n = x (mol), n = y mol, n = z mol CH4 Cn H2n Cm H2m n - n = 0,018 y + z = 0,02 – 0,018 = 0,002 mol H2O CO2 vì x phải khác y và z y = z = 0,001 nC = 0,018 . 1 + 0,001n + 0,001m = 0,024 n + m = 6 m 2 3 4 n 4 3 2 Chọn: C2H4, C4H8 CTCT của C4H8 CH3 – CH = CH – CH3 CH2 = CH – CH2 – CH3 CH2 = C – CH3 3.a) Trường hợp: CH4, C2H6, C2H4 0,016 %CH4 = . 100% = 80% , %C2H6= %C2H4 = 10% 0,02 b) Trường hợp: CH4, C2H4, C4H8 0,018 %CH4 = . 100% = 90% , %C2H4= %C4H8 = 5% 0,02