Đề thi học sinh giỏi cấp thành phố môn Hóa học

Nội dung text: Đề thi học sinh giỏi cấp thành phố môn Hóa học

1. ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP THÀNH PHỐ Câu 1:(1 điểm ) Tổng số hạt p , n, e trong hai nguyên tử của 2 nguyên tố X và Y là 122 trong đó tổng số hạt mang điện nhiều hơn tổng số hạt không mang điện là 34. Số hạt mang điện của nguyên tố Y gấp 2 lần số hạt mang điện của nguyên tố X còn số hạt không mang điện của nguyên tố Y nhiều hơn của nguyên tố X là 16 hạt. Tìm tên 2 nguyên tố X, Y và nêu tính chất đặc trưng của 2 nguyên tố đó. Câu 2:(1 điểm ) Một hợp chất hữu cơ công thức có dạng C xHyOz (x 2) tác dụng được với NaOH. Hãy xác định công thức cấu tạo và viết phương trình hóa học xảy ra giữa các chất trên với NaOH. Câu 3:(1 điểm ) Có một hỗn hợp bột các oxit: K2O, MgO, BaO. Bằng phương pháp hóa học hãy tách riêng từng kim loại ra khỏi hỗn hợp các oxit trên. Câu 4:(1 điểm )Trình bày phương pháp hóa học để phân biệt các bình khí sau: H 2, CH4, C2H4, CO2, SO2. Viết phương trình hóa học xảy ra. Câu 5:(1điểm)Dùng dung dịch A chứa a mol CuSO4 và b mol FeSO4. Xét 3 thí nghiệm sau: Thí nghiệm 1: Thêm c mol Mg vào dung dịch A, sau phản ứng thu được dung dịch 3 muối Thí nghiệm 2: Thêm 2c mol Mg vào dung dịch A, sau phản ứng thu được dung dịch 2 muối Thí nghiệm 3: Thêm 3c mol Mg vào dung dịch A, sau phản ứng thu được dung dịch 1 muối a) Tìm mối quan hệ của a, b, c trong từng thí nghiệm. b) Nếu a = 0,2; b = 0,3 và số mol của Mg là 0,4 thì khối lượng chất rắn thu được sau phản ứng là bao nhiêu? Câu 6:(1 điểm ) Đốt cháy hoàn toàn 9,2 gam hợp chất hữu cơ A chứa C, H, O rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy đi qua bình 1 đựng H2SO4 đặc và bình 2 đựng nước vôi trong dư. Sau khi kết thúc thí nghiệm thấy khối lượng bình 1 tăng 10,8 gam và bình 2 tăng 17,6 gam. Xác định công thức phân tử của A và viết công thức cấu tạo có thể có của A. Câu 7:(1 điểm ) Cho7,2 gam hỗn hợp X (câu 7) và 6,96 gam FeCO3 vào một bình kín chứa 5,6 lít không khí (đktc). Nung bình ở nhiệt độ cao để phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được hỗn hợp khí Z. a)Tính thành phần % theo số mol của các chất trong Z. b) Tính thể tích dung dịch HNO3 2M tối thiểu cần dùng để hòa tan hết hỗn hợp chất rắn thu được sau khi nung. Giả sử trong không khí oxi chiếm 1/5 và nitơ chiếm 4/5 về thể tích. Câu 8: (1 điểm ) A là rượu đa chức có công thức R(OH) n (với R là gốc hidrocabon). Cho 12,8 gam dung dịch rượu A (trong nước) có nồng độ 71,875% tác dụng với natri dư thu được 5,6 lít H2 (đktc). Xác định công thức phân tử của A, biết phân tử khối của A là 92 đvC. Câu 9:(1 điểm ) Để xác định nồng độ của các muối NaHCO3 và Na2CO3 trong một dung dịch hỗn hợp của chúng (dung dịch A), người ta làm các thí nghiệm như sau : Thí nghiệm 1: Lấy 25 ml dung dịch A cho tác dụng với 100 ml dung dịch HCl 1M , sau đó trung hoà lượng axit dư bằng lượng vừa đủ là 14,00 ml dung dịch NaOH 2,00 M. Thí nghiệm 2: Lại lấy 25 ml dung dịch A, cho tác dụng với lượng dư dung dịch BaCl2. Lọc bỏ kết tủa mới tạo thành, thu lấy nước lọc và nước rửa gộp lại rồi cho tác dụng với lượng vừa đủ là 26,00 ml dung dịch HCl 1M. 1. Viết các phương trình phản ứng xảy ra trong các thí nghiệm. 2. Tính nồng độ mol của mỗi muối trong dung dịch A. Câu 10 (1 điểm) Giải thích ngắn gọn các vấn đề nêu sau: a, Nguyên nhân gây mưa axit là gì
2. b, Tại sao các khu đông dân cư không nên lập các nhà máy sản xuất đất đèn? Hết ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM CHẤM THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC 9 Năm học: 2015 – 2016 Câu 1: (1 điểm ) - Gọi số p, n , trong nguyên tử X và Y lần lượt là a, b và x, y. Ta có hệ pt 2a + b + 2x + y = 122 0,5 2a + 2x – ( b + y) = 34 2x = 4a Y = 16 + b => a = 13 ; b = 14 ; x = 26 ; y = 30 0,25 => X= a + b = 27 ( Nhôm) Y = x + y = 56 ( sắt ) 0,25 Tính chất đặc trưng của 2 nguyên tố Al và Fe là tính kim loại Câu 2(1 điểm ) - Hợp chất tác dụng được với NaOH do đó hợp chất phải có dạng RCOOH hoặc RCOOR' 0,25 + Dạng RCOOH ta có: CH3COOH, HCOOH, HOOC – COOH 2CH3COOH + 2NaOH 2CH3COONa + H2O 0,5 2HCOOH + 2NaOH 2HCOONa + H2O HOOC – COOH + 2NaOH NaOOC – COONa + H2O + Dạng RCOOR' có: HCOOCH3 HCOOCH3 + NaOH HCOONa + CH3OH 0,25 Câu 3 (1 điểm ) Hòa tan hỗn hợp oxit vào nước dư. K2O + H2O 2KOH ; BaO + H2O Ba(OH)2 0,25 Lọc phần chất rắn không tan đem điện phân nỏng chảy thu được Mg. đpnc, 2MgO 2 Mg + O2 Xử lí nước lọc bằng khí CO2 dư. Ba(OH)2 + CO2 BaCO3 + H2O 2KOH + CO2 K2CO3 + H2O 0,25 Lọc kết tủa hòa tan hoàn toàn bằng dung dịch HCl dư, sau đó cô cạn dung dịch thu được. Đem chất rắn sau khi cô cạn điện phân nóng chảy thu được Ba. BaCO3 + 2HCl BaCl2 + H2O + CO2 đpnc BaCl2 Ba + Cl2 0,25 Dung dịch thu được sau khi lọc kết tủa cho tác dụng với dung dịch HCl dư, sau đó cô cạn dung dịch thu được. Đem chất rắn sau khi cô cạn điện phân nóng chảy thu được K. K2CO3 + 2HCl 2KCl + H2O + CO2 0,25 đpnc 2KCl 2K + Cl2 Câu 4 (1 điểm )
3. Dẫn 1 ít khí ở các bình đi qua dung dịch nước vôi trong. - Các bình làm vẩn đục nước vôi trong là CO2 và SO2 (nhóm I) CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (*) 0,25 SO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O - Các bình không có hiện tượng gì là H2, CH4, C2H4 (nhóm II). Dẫn một ít khí ở các bình của nhóm I qua dung dịch brom. - Bình làm nhạt màu dung dịch brom là SO2 SO2 + 2H2O + Br2 2HBr + H2SO43 0,25 - Bình không có hiện tượng gì là CO2. Dẫn một ít khí ở các bình của nhóm II đi qua dung dịch Brom. - Bình làm nhạt màu dung dịch Brom là C2H4 C2H4 + Br2 C2H4Br2 - Các bình không có hiện tượng gì là H2 và CH4 (nhóm III) 0,25 Đốt cháy một ít khí ở các bình của nhóm III sau đó dẫn sản phẩm cháy qua dung dịch nước vôi trong. 2H2 + O2 2H2O CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O 0,25 - Sản phẩm cháy làm đục nước vôi trong thí khí cháy là CH4 (Phản ứng *) - Sản phẩm cháy không làm đục nước vôi trong thì khí cháy là H2. Câu 5 (1 điểm ) a) Tìm mối quan hệ của a, b, c trong từng thí nghiệm. Các phản ứng có thể xảy ra: 0,25 CuSO4 + Mg MgSO4 + Cu (1) ; FeSO4 + Mg MgSO4 + Fe (2) - TN1: Sau phản ứng thu được dung dịch 3 muối chứng tỏ Mg phản ứng hết, FeSO4 chưa phản ứng, CuSO4 còn dư, chỉ sảy ra phản ứng (1) => c a + b > 2c a - TN3: Sau phản ứng thu được 1 dung dịch muối chứng tỏ CuSO4 và FeSO4 phản ứng hết, Mg phản ứng hết hoặc còn dư, xảy ra 2 phản ứng => 3c a + b 0,25 b) Nếu a = 0,2; b = 0,3 và số mol của Mg là 0,4 thì khối lượng chất rắn thu được sau phản ứng là bao nhiêu? Theo (1) nMg = nCu = nCuSO4 = 0,2 mol => mCu = 0,2.64 = 12,8 gam Theo (2) nFe = nMg (dư) = 0,4 – 0,2 = 0,2 mol => mFe = 0,2.56 = 11,2 gam 0,25 mChất rắn = 12,8 + 11,2 = 24 gam Câu 6 (1 điểm ) 10,8 Ta có: m bình 1 tăng = mH2O = 10,08 gam => nH2O = 0,6 mol 18 => nH = 0,6.2 = 1,2 mol 0,25 => mH = 1.1,2 = 1,2 gam Khi dẫn sản phẩm cháy qua dung dịch nước vôi trong ta có phản ứng. CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (1) 17,6 0,25 Khối lượng bình 2 tăng = khối lượng CO2 => nCO2 = 0,4 mol 44 => nC = 0,4 mol => mC = 0,4.12 = 4,8 gam
4. mO = mA – (mH + mC) = 9,2 – (1,2 + 4,8) = 3,2 gam => nO = 3,2/16 = 0,2 mol 0,25 Gọi công thức phân tử của A là CxHyOz. ta có: x:y:z = 0,4:1,2:0,2  x:y:z = 2:6:1 Vậy công thức phân tử của A là: C2H6O - Các công thức cấu tạo của A: CH3 – CH2 – OH ; CH3 – O – CH3 0,25 Câu 7 (1 điểm ) a).Các PTHH: MgCO3 MgO + CO2 (4) CaCO3 CaO + CO2 (5) 4FeCO3 + O2 2Fe2O3 + 4CO2 (6) 5,6 6,96 Ta có: nO2 = 0,05 mol; nFeCO3 = 0,06 mol 22,4.5 116 0,25 1 Theo (6) nO2 = nFeCO3 = 0,015 mol => O2 còn dư, FeCO3 đã bị phân hủy hết. 4 Hỗn hợp khí Z gồm: CO2 , O2 và N2. Trong đó: Theo (4): nCO2 = nMgCO3 = 2.x = 0,05 mol Theo (5): nCO2 = nCaCO3 = 2.y = 0,03 mol Theo (6): nCO2 = nFeCO3 = 0,06 mol nCO2 = 0,05 + 0,03 + 0,06 = 0,14 mol; nO2 (dư) = 0,05 – 0,015 = 0,035 mol 5,6.5 nN2 = 1,25 mol 22,4 0,14.100 0,035.100 => %CO2 = 9,8% ; %O2 = 2,5% 0,25 0,14 0,035 1,25 0,14 0,035 1,25 %N2 = 100 – (9,8 + 2,5) = 87,7% b) Tính thể tích dung dịch HNO 3 2M tối thiểu cần dùng để hòa tan hết hỗn hợp chất rắn thu được sau khi nung. Giả sử trong không khí oxi chiếm 1/5 và nitơ chiếm 4/5 về thể tích. Các PTHH: MgO + 2HNO3 Mg(NO3)2 + H2O (7) CaO + 2HNO3 Ca(NO3)2 + H2O (8) 0,25 Fe2O3 + 6HNO3 2Fe(NO3)3 + 3H2O (9) Theo (4) và (5) ta có: nMgO = nMgCO3 = 0,05 mol; nCaO = nCaCO3 = 0,03 mol 1 Theo (6) ta có: nFe2O3 = nFeCO3 = 0,03 mol 2 Theo các phản ứng (7), (8) và (9) ta có: n HNO3 = 2.0,05 + 2.0,03 + 6.0,03 = 0,34 mol 0,34 0,25 VHNO3 (tối thiểu) = 0,17 lít = 170 ml 2 Câu 8 (1 điểm ) Các PTHH: 2H2O + 2Na 2NaOH + H2 (2) 2R(OH)n + 2nNa 2R(ONa)n + nH2 (3) 0,25 12,8.71,875 Ta có: mR(OH)n = 9,2 gam => mH2O = 12,8 – 9,2 = 3,6 gam 100 3,6 1 n H2O = 0,2 mol . Theo (2) nH2 = nH2O = 0,1 mol 18 2 0,25 5,6 2 0,3 n H2 (3) = 0,1 0,25 0,1 0,15 mol, nR(OH)n = nH2 (3) = mol 22,4 n n
5. 9,2 MA = 92 => n = 3. => R + 51 = 92 => R = 41  CxHy = 41 0,3/ n  12x + y = 41 Ta có: x = 1 => y = 29 loại ; x = 2 => y = 17 loại 0,25 x = 3 => y = 5 vậy R là (C3H5) Công thức phân tử của A là C3H5(OH)3 0,25 Câu 9 (1 điểm ) Đối với thí nghiệm 1, ta có : Na2CO3(dd) + 2HCl(dd)  2NaCl(dd) + CO2(k) + H2O(l) (1) x 2x NaHCO3(dd) + HCl(dd)  NaCl(dd) + CO2(k) + H2O(l) (2) 0,25 y y HCl(dd) (dư) + NaOH(dd)  NaCl(dd) + H2O(l) (3) Số mol HCl trong 100 ml dung dịch là: 0,1 . 1 = 0,1 mol. Số mol HCl dư sau phản ứng (1) và (2) là: 0,014 x 2 = 0,028 mol. Số mol HCl đã tác dụng với dung dịch A là : 2x + y = 0,1 – 0,028 = 0,072 (mol) 0,25 Đối với thí nghiệm 2, ta có : BaCl2(dd) + Na2CO3(dd)  BaCO3(r) + 2NaCl(dd) Sau khi lọc bỏ kết tủa, lấy nước lọc, nước rửa chứa NaHCO3 cho td với dd HCl NaHCO3(dd) + HCl(dd)  NaCl(dd) + CO2(k) + H2O(l) (6) y y 0,25 Theo PT (6) ta có : y = 0,026 x 1,0 = 0,026 mol Thay y vào (4) ta có x = 0,023 mol 0,023 Vậy nồng độ mol của Na CO là: CM Na CO 0,92M 2 3 2 3 0,025 0,026 0,25 Nồng độ mol của NaHCO là: CM NaHCO 1,04M 3 3 0,025 Câu 10(1 điểm ) a, Khói động cơ, khói của các nhà máy công nghiệp, có chứa các khí CO 2 ; SO2; NO2; H2S;. Các khí này tan vào nước mưa gây mưa axit. 0,25 Ví dụ: CO2 + H2O H2CO3; SO2 + H2O H2SO3; 0,25 b, Sản xuất đất đèn từ CaO và C. 0,25 x/t;t0 0,25 PTHH: CaO + 3C CaC2 + CO Khí CO gây hại cho con người. Hết