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

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

1. PHÒNG GD & ĐT TP HẢI DƯƠNG ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 2014-2015 MÔN THI: HÓA HỌC ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian làm bài: 150 phút (Đề thi gồm 05 câu, 02 trang) Ngày thi 16 tháng 01 năm 2015 Câu 1 ( 2,0 điểm) 1. Cho A là oxit, B là muối, C và D là các kim loại. Hãy chọn chất thích hợp với A, B, C, D và hoàn thành phương trình hoá học của các phản ứng sau: a. A + HCl 2 Muối + H2O b. B + NaOH 2 Muối + H2O b. C + Muối 1 Muối d. D + Muối 2 Muối 2. Từ đá vôi, muối ăn, nước và các điều kiện cần thiết, hãy viết phương trình hoá học điều chế các chất: a. Natri cacbonat. b. Natri hiđrocacbonat. c. Canxi clorua. d. Nước Gia-ven. Câu 2 (2,0 điểm) 1. Chọn các chất A, B, C, D, E thích hợp và viết phương trình phản ứng theo dãy biến hóa sau, ghi rõ điều kiện của phản ứng (nếu có ). A C E B D Biết D là hợp chất của kim loại đồng với 2 nguyên tố khác và có khối lượng phân tử là 188 đvC. 2. Từ hỗn hợp gồm: Al, Al 2O3, nêu phương pháp tách riêng các chất ra khỏi hỗn hợp đó sao cho lượng các chất thu được không thay đổi so với ban đầu ? Viết phương trình phản ứng xảy ra (nếu có). Câu 3 (2,0 điểm) 1. Có bốn chất rắn màu trắng đựng trong bốn lọ riêng biệt không nhãn là: NaNO 3, NaCl, Na2CO3, hỗn hợp (NaCl, Na 2CO3). Bằng phương pháp hóa học, hãy phân biệt bốn chất rắn trên. Viết phương trình phản ứng xảy ra (nếu có). 2. Trong đời sống, muối X thường được làm gia vị và bảo quản thực phẩm. Đun nóng MnO2 với hỗn hợp muối X và axit H 2SO4 đặc tạo khí X 1 màu vàng lục, khí X 1 có thể tác dụng với dung dịch NaOH để tạo ra chất tẩy trắng Y. Xác định X, Y và viết phương trình phản ứng minh họa. o 3. Ở 85 C, có 1877 gam dung dịch bão hòa CuSO 4. Đun dung dịch để làm bay hơi o 100 gam H2O rồi làm lạnh dung dịch xuống 25 C. Hỏi có bao nhiêu gam CuSO4.5H2O tách o o ra khỏi dung dịch. Biết độ tan của CuSO4 ở 85 C và 25 C lần lượt là: 87,7 gam và 40 gam. Câu 4 (2,0 điểm) 1. Khi nhiệt phân hoàn toàn 20 gam hỗn hợp A gồm MgCO 3, CaCO3 và BaCO3 thu được khí B. Cho khí B hấp thụ hết vào dung dịch nước vôi trong thì thu được 10 gam kết tủa và dung dịch C. Đun nóng dung dịch C tới phản ứng hoàn toàn thì thấy tạo ra thêm 6 gam kết tủa. Tìm khoảng giá trị về % khối lượng của MgCO3 trong hỗn hợp A. 2. Cho 17,2 gam hỗn hợp X gồm Fe và Fe 3O4 có tỉ lệ số mol tương ứng là 2 : 1 tác dụng hết với dung dịch H2SO4 đặc, đun nóng thu được V lít khí SO2 (đktc). Hãy tính: a. V lớn nhất . b. V nhỏ nhất. Câu 5 (2,0 điểm) 1. Cho 10,52 gam hỗn hợp 3 kim loại ở dạng bột Mg, Al, Cu tác dụng hoàn toàn với oxi, thu được 17,4 gam hỗn hợp oxit. Hỏi để hoà tan vừa hết lượng hỗn hợp oxit đó cần dùng bao nhiêu ml dung dịch chứa: HCl 1M, H2SO4 0,5M ?
2. 2. Khử 17,6 gam một oxit của kim loại R bằng khí CO dư, ở nhiệt độ cao. Sau khi phản ứng hoàn toàn, thu được m gam kim loại R và khí B. Dẫn toàn bộ khí B vào dung dịch có chứa 11,84 gam Ca(OH)2, sau phản ứng có 10 gam kết tủa. Mặt khác, hòa tan hết 0,5m gam kim loại R bằng dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu được 2,464 lít SO2 (đktc). a. Xác định kim loại R. b. Hòa tan hết 17,6 gam oxit của R bằng một lượng vừa đủ dung dịch H 2SO4, thu được dung dịch Y. Cô cạn dung dịch Y, thu được 55 gam chất rắn Z. Xác định công thức hóa học của Z. Cho: H = 1; C = 12; O = 16; Mg = 24; Al = 27; S = 32; Fe = 56; Cu= 64; Ca= 40; Ba = 137 Hết SBD: Họ và tên thí sinh: Giám thị 1: Giám thị 2:
3. PHÒNG GD & ĐT TP HẢI DƯƠNG HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 2014-2015 MÔN THI: HÓA HỌC (Hướng dẫn chấm gồm 05 câu, 06 trang) Tổng Câu Ý Nội dung Đ TP đ a) Fe3O4 + 8HCl FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O 0,25 0,25 b) Ca(HCO3)2 + 2NaOH CaCO3 + Na2CO3 + 2H2O 1 1 0,25 c) Fe + 2FeCl3 3FeCl2 0,25 d) Cu + 2FeCl3 CuCl2 + 2FeCl2 to 1 CaCO3  CaO + CO2 0,125 (2đ) đpnc 2 NaCl + 2 H2O cmn 2 NaOH + H2 + Cl2  0,125 0,125 CaO + H2O Ca(OH)2 as 0,125 H2 + Cl2  2HCl (được HCl) 2 1 2NaOH + CO2 Na2CO3 + 2 H2O (2:1) (được Na2CO3) 0,125 NaOH + CO2 NaHCO3 (1:1) (được NaHCO3) 0,125 Ca(OH)2 + 2HCl CaCl2 + 2H2O (được CaCl2) 0,125 0,125 2NaOH + Cl2 NaCl + NaClO + H2O (nước gia-ven) A: Cu(OH)2; B: CuSO4; C: CuO; D: Cu(NO3)2 188đvC; E: Cu. Các PTHH: 0,125 to Cu(OH)2  CuO + H2O 0,125 to CuO + H2  Cu +H2O 0,125 Cu(OH)2 + H2SO4  CuSO4 + 2H2O 0,125 2 CuSO4 + 2 NaOH  Cu(OH)2  + Na2SO4 (2đ) 1 0,125 1,25 CuSO4 + Ba(NO3)2  BaSO4  + Cu(NO3)2 0,125 Cu(OH)2 + 2HNO3  Cu(NO3)2 + 2H2O Cu(NO3)2+ 2NaOH  Cu(OH)2  + 2NaNO3 0,125 to 2Cu(NO3)2  2CuO + 4NO2  + O2  0,125 Cu(NO3)2 + Fe  Fe(NO3)2 + Cu 0,125 to Cu + 2AgNO3  Cu(NO3)2 + 2Ag 0,125
4. - Cho hỗn hợp gồm Al, Al 2O3 vào dung dịch HNO3 đặc nguội dư, để 0,25 Al2O3 tan hết. Lọc tách chất chất rắn, sấy khô được Al, dung dịch nước lọc chứa : Al(NO3)3, HNO3 dư. 6HNO3 + Al2O3  2Al(NO3)3 + 3H2O - Cho dung dịch NH 3 dư vào dd nước lọc trên, lọc tách kết tủa đem 0,25 0,75 nung nóng đến khối lượng không đổi thu được Al2O3 Al(NO3)3 + 3NH3 + 3H2O  Al(OH)3  + 3NH4NO3 0,25 HNO3 + NH3  NH4NO3 to 2Al(OH)3  Al2O3 + 3H2O - Lấy ra mỗi lọ một ít hóa chất cho vào 4 ống nghiệm, đánh số thứ tự. - Nhỏ dung dịch HNO3 dư vào 4 ống nghiệm: + ống nghiệm có khí không màu, không mùi bay lên là Na2CO3 và NaCl + Na2CO3 (nhóm 1) 0,25 2HNO3 + Na2CO3 2NaNO3 + H2O + CO2 + Hai ống nghiệm còn lại không có hiện tượng gì là: NaCl, NaNO3 (nhóm 2) - Nhỏ dung dịch AgNO vào 2 dung dịch thu được ở nhóm 1: 1 3 0,75 + Ống nghiệm nào xuất hiện kết tủa trắng là ống nghiệm đựng dung dịch có chứa NaCl, chất ban đầu là NaCl + Na2CO3 + Ống nghiệm nào không có hiện tượng gì là ống nghiệm đựng chất 0,25 ban đầu là Na2CO3. - Nhỏ dung dịch AgNO3 vào 2 dung dịch thu được ở nhóm 2: + Ống nghiệm nào xuất hiện kết tủa trắng là ống nghiệm đựng NaCl. 0,25 + Ống nghiệm nào không có hiện tượng gì là ống nghiệm đựng NaNO3. NaCl + AgNO3 AgCl + NaNO3 Muối X là NaCl, X1 là Cl2, Y là dd nước Gia ven 0,125 3 o 2 MnO + 4NaCl + 2H SO t MnSO + Na SO + Cl + 2H O 0,5 (2đ) 2 2 4 4 2 4 2 2 0,375 Cl2 + 2 NaOH NaCl + NaClO + H2O o Ở 85 C độ tan của CuSO4 là 87,7 gam nghĩa là:100 gam H2O có hòa tan 87,7 gam CuSO4 tạo thành 187,7 gam dung dịch bão hòa. Vậy trong 1877 gam dung dịch bão hòa có chứa: 0,25 1877.87,7 m 877(g) m 1877 877 1000(g) CuSO4 187,7 H2O Đặt a (mol) là số mol của CuSO4.5H2O kết tinh khi hạ nhiệt độ của o 3 dung dịch xuống 25 C. 0,25 0,75 Lượng còn lại trong dung dịch ở 25oC là: m 877 160a(g);m 1000 100 90a 900 90a(g) CuSO4 H2O o Ở 25 C: trong 100 gam H2O có hòa tan 40 gam CuSO4 0,25 Hay trong (900 – 90a) gam H2O có hòa tan (877 – 160a) gam CuSO4 a = 4,17 (mol) Khối lượng CuSO4.5H2O kết tinh là: 4,17. 250 = 1042,5 (gam)
5. Gọi x, y, z lần lượt là số mol MgCO3, CaCO3 và BaCO3 trong hỗn hợp to MgCO3 MgO + CO2 (1) to CaCO3 CaO + CO2 (2) ooto BaCO 0 BaO + CO (3) 3 2 0,25 Cho CO2 hấp thụ vào dd Ca(OH)2 tạo ra kết tủa và phần dd đem đun nóng lại tạo ra kết tủa CO2 +Ca(OH)2  CaCO3  + H2O (4) CO2 +Ca(OH)2  Ca(HCO3)2 (5) to Ca(HCO3)2 CaCO3 + H2O + CO2 (6) Số mol CaCO3 kết tủa = 0,1 mol và 0,06 mol. Theo (4) (5) (6) ta có số mol CO2 = 0,16 + 0,06 = 0,22 mol 4 Ta xét trong 100 gam hỗn hợp thì %mMgCO3 = 84x% 0,22 100 0,25 (2đ) 1 Theo (1) (2) (3) ta có: x + y + z = = 1,1 (*) 1 20 Khối lượng hỗn hợp: 84x + 100y + 197z = 100 ( ) Từ ( ) 100y + 197z = 100 – 84x Từ (*) y + z = 1,1 – x 100y 197z 100 84x = (y z) (1,1 x) 100y 197z 100 84x Ta có: 100 0) => nFe = 2x (mol) => 2 x 56x + 232x = 17,2 => x = 0,05 (T/m) 1 -> nFe3O4 = 0,05 (mol) nFe = 0,1 (mol) Để VSO2 đạt max thì nSO2 đạt max => không xẩy ra phản ứng (3) 0,25 Phản ứng (1) và (2) xảy ra vừa đủ Theo (1) (2) : nSO2max = 3/2 nFe + ½ nFe2O3 = 3/2 x 0,1 + ½ x 0,05 = 0,175 (mol) -> VSO2(max) = 0,175 x 22,4 = 3,92 (l)
6. * Để VSO2 đạt min thì nSO2 đạt min: -> Xảy ra phản ứng (3) và các chất trong phản ứng (3) vừa hết Gọi số mol Fe phản ứng (1) là: a (mol) ( a > 0) -> nFe (3) = 0,1 – a (mol) Theo (1) (2): nFe2(SO4)3 = ½ nFe (1) + 3/2 nFe3O4 0,25 = a/2 + 3/2 . 0,05 = 0,5a + 0,075 (mol) nSO2(max) = 1,5 nFe (1) + ½ nFe3O4 = 1,5 x a + 0,025 (mol) Có nFe(3) = nFe2 (SO4) => 0,1 – a = 0,5a + 0,075 1,5a = 0,025 a = 0,0167 (mol) 0,25 -> nSO2 (min) = 1,5a + 0,025 = 0,025 + 0,025 = 0,05 (mol) -> VSO2 (min) = 0,05 x 22,4 = 1,12 (l) - Cho hợp 3 kim loại ở dạng bột Mg, Al, Cu tác dụng hoàn toàn với oxi: t0 2Mg + O2  2MgO t0 4Al + 3O2  2Al2O3 t0 2Cu + O2  2CuO → Hỗn hợp oxit gồm: MgO, Al2O3, CuO 0,25 MgO + 2HCl MgCl2 + H2O Al2O3 + 6HCl 2AlCl3 + 3H2O CuO + 2HCl CuCl2 + H2O MgO + H2SO4 MgSO4 + H2O 1 Al2O3 + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2O 0,75 CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O - Vì khối lượng mỗi nguyên tố trước và sau phản ứng không đổi nên theo (1), (2), (3) ta có mO (trong oxit) = 17,4 – 10,52 = 6,88 (g) → nO (trong oxit) = 6,88 : 16 = 0,43 (mol) 5 - Gọi thể tích dung dịch chứa: HCl 1M, H2SO4 0,5M cần dùng là x lít n x (mol);n 0,5x (mol) n 2x(mol) (2đ) HCl H2SO4 H(trong2axit) 0,5 - Theo (4), (5), (6), (7), (8),(9): nH (trong axit) = 2 nO (trong oxit → 2x = 2.0,43 → x = 0,43 Thể tích dung dịch axit cần dùng là 0,43 lít = 430 ml. * Đặt công thức hóa học của oxit là RxOy (x, y N ) * Xét thí nghiệm 1: Vì CO dư → RxOy phản ứng hết. t0 RxOy + y CO  x R + y CO2 ( 1) Theo phương trình (1) : Khí B có ( CO dư, CO2) * Xét thí nghiệm 2: Phương trình khí B tác dụng với dung dịch 0,25 chứa 11,84 gam Ca(OH)2 , sau phản ứng thu được 10(g) kết tủa. 1,25 => CO không phản ứng, CO2 phản ứng hết theo PTHH: Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3  + H2O ( 2) Có thể có PTHH : CaCO3 + CO2 + H2O → Ca( HCO3)2 ( 3) Theo PTHH (2) (3) kết tủa là CaCO3
7. 11,84 Có nCa( trong CaCO3) = 0,1 mol chỉ có PTHH ( 2) xảy ra → nCO2 (2) = nCaCO3 = 0,1 mol 0,125 Theo (1) : nCO2 (1 ) = nCO (p.ư) = 0,1 mol - Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho phương trình (1) Ta có: 17,6 + 0,1. 28 = mR + 0,1.44 => mR = 16( g) => m =16 Trường hợp 2: CO2 , Ca(OH)2 đều phản ứng hết theo (2) (3) : nCaCO3 (2) = nCa(OH)2 = 0,16 mol, thực tế nCaCO3 (2) = 0,1 mol + Số mol CaCO3 ở (3) là : nCa(OH)2 ( 3) = 0,16 - 0,1 = 0,06 mol => CO2 phẳn = CO2( 3) + CO2 (2) n ứng n n 0,125 = nCaCO3( 3) + nCa(OH)2 (2) = 0,06 + 0,16 = 0,22 mol Theo (1) : nCO (p.ư) = nCO2 = 0,22 mol Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho pthh (1) ta có: 17,6 + 0,22. 28 = mR +0,22. 44 => mR = 14,08 (g)=> m=14,08 * Xét thí nghiệm 3 : Hòa tan 0,5 m (g) R bằng dd H2SO4 đặc . Đặt hóa trị của R trong muối tạo thành khi R tác dụng với H2SO4 đặc là n ( n N* , n 3). Khi đó có PTHH : 2R + 2n H2SO4 → R2(SO4)n + n SO2 + 2n H2O (4) 2 2 2,464 0,22 nR= nSO 2= . = mol n n 22,4 n Trường hợp 1: với m = 16 gam => 0,5 m = 8 gam 8 => MR = = 36,36n 0,22 / n Xét bảng : n 1 2 3 MR 36,36 72,72 109,08 Loại Loại Loại 0,25 Trường hợp 2: Với m = 14,08 gam → 0,5 m = 7,04 gam 7,04 => MR = = 32n 0,22 / n Xét bảng : n 1 2 3 MR 32 64 96 Kim loại R Loại Cu Loại Vậy R là Cu(đồng) → nCu = 14,08 : 64 = 0,22 mol. Vậy theo pthh (1) ta có : nCu : nCO2 = x : y = 0,22 : 0,22 = 1 : 1. Vậy cthh của oxit là CuO
8. Ta có pthh: CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O Theo pthh và bài : dung dịch Y chỉ có một chất tan là CuSO 4 , có nCuSO4 = nCuO = 0,22 mol 0,25 → mCuSO4 = 0,22 . 160 = 35,2 gam < 55 gam → Chất rắn Z là tinh thể muối CuSO4 ngậm nước. * Đặt công thức muối ngậm nước là CuSO4. n H2O (với n N , n là số phân tử nước) → Khối lượng nước trong 55 gam tinh thể là: mH2O = 55 - 35,2 = 19,8 gam. → nH2O = 19,8 : 18 = 1,1 mol. 0,25 Khi đó nCuSO4 : nH2O = 0,22 : 1,1 = 1 : 5 Vậy công thức của Z là: CuSO4.5H2O. * Chú ý: Học sinh có thể làm cách khác, nếu đúng vẫn cho đ tối đa. Hết