Đề thi chọn đội học sinh giỏi môn Hóa học Lớp 9 lần 5 - Năm học 2017-2018 - Trường THCS Tiên Du (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi chọn đội học sinh giỏi môn Hóa học Lớp 9 lần 5 - Năm học 2017-2018 - Trường THCS Tiên Du (Có đáp án)

1. TRƯỜNG THCS TIÊN DU KÌ THI CHỌN ĐỘI HSG LỚP 9 LẦN 5 NĂM HỌC 2017 - 2018 ĐỀ THI MÔN: HÓA HỌC ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) (Đề thi có 01 trang) Câu 1: (3 điểm) 1. Hợp chất A có công thức R 2X, trong đó R chiếm 74,19% về khối lượng. Trong hạt nhân của nguyên tử R có số hạt không mang điện nhiều hơn số hạt mang điện là 1 hạt. Trong hạt nhân nguyên tử X có số hạt mang điện bằng số hạt không mang điện. Tổng số proton trong phân tử R 2X là 30. Tìm công thức phân tử của R2X. 2. Chọn 7 chất rắn khác nhau mà khi cho mỗi chất đó tác dụng với dung dịch H 2SO4 đặc, nóng, dư đều cho sản phẩm là Fe2(SO4)3, SO2 và H2O. Viết các phương trình hóa học. Câu 2: (5 điểm) 1. Hỗn hợp A gồm các dung dịch: NaCl, Ca(HCO 3)2, CaCl2, MgSO4, Na2SO4. Làm thế nào để thu được muối ăn tinh khiết từ hỗn hợp trên? 2. Một hỗn hợp rắn A gồm 0,2 mol Na 2CO3; 0,1 mol BaCl2 và 0,1 mol MgCl2. Chỉ được dùng thêm nước hãy trình bày cách tách mỗi chất trên ra khỏi hỗn hợp. Yêu cầu mỗi chất sau khi tách ra không thay đổi khối lượng so với ban đầu (Các dụng cụ, thiết bị cần thiết kể cả nguồn nhiệt, nguồn điện cho đầy đủ). 3. Hòa tan hoàn toàn 13,45g hỗn hợp 2 muối hidro cacbonat và cacbonat trung của 1 kim loại kiềm bằng 300ml dung dịch HCl 1M. Sau phản ứng phải trung hòa HCl dư bằng 75ml dung dịch Ca(OH)2 1M. a. Tìm công thức 2 muối. b. Tính khối lượng mỗi muối có trong hỗn hợp ban đầu. Câu 3: (4 điểm) 1. Cho x gam một muối halogenua của một kim loại kiềm tác dụng với 200ml dd H 2SO4 đặc, nóng vừa đủ. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp sản phẩm A trong đó có một khí B (mùi trứng thối). Cho khí B tác dụng với dd Pb(NO 3)2 (dư) thu được 47,8 gam kết tủa màu đen. Phần sản phẩm còn lại, làm khô thu được 342,4 gam chất rắn T. Nung T đến khối lượng không đổi thu được 139,2 gam muối duy nhất. a. Tính nồng độ mol/lit của dd H2SO4 ban đầu. b. Xác định công thức phân tử của muối halogenua và tính x. 2. Cho M là kim loại tạo ra hai muối MCl x, MCly và tạo ra 2 oxit MO0,5x, M2Oy có thành phần về khối lượng của Clo trong 2 muối có tỉ lệ 1 : 1,173 và của oxi trong 2 oxit có tỉ lệ 1 : 1,352. a. Xác định tên kim loại M và công thức hóa học các muối, các oxit của kim loại M. b. Viết các phương trình phản ứng khi cho M tác dụng lần lượt với MCly; H2SO4 đặc, nóng. Câu 4: ( 3 điểm) 1. Đốt cháy hoàn toàn 2,24 l (đktc) một hiđrocacbon A thể khí. Sau đó dẫn toàn bộ sản phẩm cháy qua bình đựng dung dịch Ca(OH)2 có chứa 0,2 mol Ca(OH)2 thì có 10g kết tủa tạo nên, đồng thời thấy khối lượng bình tăng thêm 18,6g. Xác định công thức phân tử và viết công thức cấu tạo của A. 2. Thuỷ phân hoàn toàn 19 gam hợp chất hữu cơ A (mạch hở, phản ứng được với Na) thu được m1 gam chất B và m2 gam chất D chứa hai loại nhóm chức. - Đốt cháy m1 gam chất B cần 9,6 gam khí O2 thu được 4,48 lit khí CO2 và 5,4 gam nước. - Đốt cháy m2 gam chất D cần 19,2 gam khí O2 thu được 13,44 lit khí CO2 và 10,8 gam nước. Tìm công thức phân tử và viết công thức cấu tạo của A, B, D. Câu 5: (5 điểm) 1. Nung 9,28 gam hỗn hợp A gồm FeCO3 và một oxit sắt trong không khí đến khối lượng không đổi. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 8 gam một oxit sắt duy nhất và khí CO 2. Hấp thụ hết lượng khí CO2 vào 300 ml dung dịch Ba(OH)2 0,1M, kết thúc phản ứng thu được 3,94 gam kết tủa. Mặt khác, cho 9,28 gam hỗn hợp A tác dụng với dung dịch HCl dư, sau khi phản ứng kết thúc thu được dung dịch B. Dẫn 448ml khí Cl2 (đktc) vào B thu được dung dịch D. Hỏi D hoà tan tối đa bao nhiêu gam Cu? 2. Viết phương trình phản ứng trong đó 0,75 mol H2SO4 tham gia phản ứng sinh ra a/ 8,4 lít SO2 (đktc). b/ 16,8 lít SO2 (đktc). c/ 25,2 lít SO2 (đktc). d/ 33,6 lít SO2 (đktc). 3. Trình bày các thí nghiệm để xác định thành phần định tính và định lượng của nước.
2. Câu Đáp án Điểm Đặt số proton, notron là P, N 2M x100 Ta có: R 74,19 (1) 2M M 0,25 đ Câu 1 R X N - P = 1 => N = P + 1 (2) 2 đ R R R R 0,25 đ PX = NX (3) 2PR + PX = 30 => PX = 30 - 2PR (4) Mà M = P + N (5) 0,25 đ Thế (2),(3),(4), (5)vào (1) ta có: P N R R 0,7419 0,25 đ PR NR PX 2P 1  R 0,7419 2PR 1 30 2PR 2P 1  R 0,7419 0,25 đ 31 PR = 11 (Na) 0,25 đ Thế PR vào (4) => PX = 30 – 22 = 8 ( Oxi) 0,25 đ Vậy CTHH: Na2O 0,25 đ Các chất rắn có thể chọn: Fe;FeO;Fe3O4;Fe(OH)2;FeS;FeS2;FeSO4 Các pthh : t0 2Fe + 6H2SO4(đặc)  Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O t0 2FeO + 4H2SO4(đặc)  Fe2(SO4)3+SO2+ 4H2O t0 2Fe3O4 + 10H2SO4(đặc)  3 Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O t0 2Fe(OH)2 + 4H2SO4(đặc)  Fe2(SO4)3 + SO2 + 6H2O t0 2FeS + 10H2SO4(đặc)  Fe2(SO4)3 + 9SO2 + 10H2O t0 2FeS2 + 14H2SO4(đặc)  Fe2(SO4)3 + 15SO2 + 14H2O t0 2FeSO4 + 2H2SO4(đặc)  Fe2(SO4)3 + SO2+ 2H2O Câu 2 - Cho dung dịch BaCl2 dư vào dung dịch A, lọc bỏ kết tủa, dung dịch còn lại: NaCl, MgCl2, BaCl2 dư, CaCl2, Ca(HCO3)2. 0,25 đ BaCl2 + MgSO4 BaSO4 + MgCl2 0,25 đ Na2SO4 + BaCl2 BaSO4 + 2NaCl 0,25 đ 2.1 - Cho dung dịch Na2CO3 dư vào dung dịch còn lại, lọc bỏ kết tủa, dung dịch 3 đ còn lại: NaCl, NaHCO3, Na2CO3 dư. 0,25 đ MgCl2 + Na2CO3 MgCO3 + 2NaCl 0,25 đ BaCl2 + Na2CO3 BaCO3 + 2NaCl 0,25 đ CaCl2 + Na2CO3 CaCO3 + 2NaCl 0,25 đ Ca(HCO3)2 + Na2CO3 CaCO3 + 2NaHCO3 0,25 đ - Cho dung dịch HCl dư vào dung dịch còn lại. 0,25 đ - cô cạn dung dịch thu được NaCl tinh khiết. 0,25 đ NaHCO3 + HCl NaCl + CO2 + H2O 0,25 đ Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + CO2 + H2O 0,25 đ Cho hỗn hợp hòa tan vào nước được dung dịch B ( chứa 0,4 mol NaCl ) 2.2 Lọc lấy rắn C gồm 0,1 mol BaCO3 và 0,1 mol MgCO3 3 đ Na2CO3 + BaCl2 BaCO3 + 2NaCl Na2CO3 + MgCl2 MgCO3 + 2NaCl Điện phân dung dịch B có màng ngăn đến khi hết khí Cl2 thì dừng lại thu được dung dịch D (chứa 0,4 mol NaOH) và thu lấy hỗn hợp khí Cl2 và H2 vào bình kín tạo điều kiện để phản ứng xảy ra hoàn toàn được khí HCl. Cho nước vào thu được dung dịch E có 0,4 mol HCl. dpddcomangngan 2NaCl + 2H2O  2NaOH + H2 + Cl2 H2 + Cl2 2HCl
3. Chia dd E thành 2 phần bằng nhau E1 và E2 . Nhiệt phân hoàn toàn rắn C trong bình kín rồi thu lấy khí ta được 0,2 mol CO2. Chất rắn F còn lại trong bình gồm 0,1 mol BaO và 0,1mol MgO t0 BaCO3  BaO + CO2 t0 MgCO3  MgO + CO2 Cho CO2 sục vào dd D để phản ứng xảy ra hoàn toàn rồi đun cạn dd sau phản ứng ta thu được 0,2 mol Na2CO3 2NaOH + CO2 Na2CO3 + H2O Hòa tan rắn F vào nước dư, lọc lấy phần không tan là 0,1 mol MgO và dd sau khi lọc bỏ MgO chứa 0,1 mol Ba(OH)2 Cho MgO tan hoàn toàn vào E1 rồi đun cạn dd sau phản ứng ta thu được 0,1 mol MgCl2 MgO + 2HCl MgCl2 + H2O Cho dd Ba(OH)2 tác dụng với E2 rồi đun cạn dd sau phản ứng được 0,1 mol BaCl2 BaO + H2O Ba(OH)2 Ba(OH)2 + 2HCl BaCl2 + 2H2O a. nHCl = 0,3 x 1 = 0,3 mol n = 0,075 x 1 = 0,075 mol Ca (OH )2 AHCO3 + HCl ACl + CO2 + H2O 0,25 đ x x (mol) A2CO3 + 2HCl 2ACl + CO2 + H2O 0,25 đ y 2y (mol) Ca(OH)2 + 2HCl CaCl2 + 2H2O 0,25 đ 0,075 0,15 (mol) Ta có: x + 2y = 0,15 0,25 đ Với 0 0 => >0 62  A > 28,7 (1) 0,25 đ 0,15A 4,3 Với y CTHH: KHCO3, K2CO3 b. Ta có hệ phương trình 100x + 138y = 13,45 x + 2y = 0,15 x = 0,1  0,25 đ y = 0,025 0,25 đ mKHCO = 0,1 x 100 = 10 (g) 3 0,25 đ m = 0,025 x 138 = 3,45 (g) K2 CO 3
4. Câu 3 a. nPb(NO3)2 =0,2 mol 3.1 - Vì khí B có mùi trứng thối khi tác dụng với dd Pb(NO 3)2 tạo kết tủa đen => B là 2 đ H2S 0,25 đ - Gọi CTTQ của muối halogenua kim loại kiềm là RX - PTHH 8RX + 5H2SO4 đặc → 4R2SO4 + H2S↑ + 4X2 + 4H2O (1) 0,25 đ 1,6 1,0 0,8 0,2 0,8 (có thể HS viết 2 phương trình liên tiếp cũng được) 0,25 đ - Khi B tác dụng với dd Pb(NO3)2 H2S + Pb(NO3)2 → PbS↓ + 2HNO3 (2) 0,25 đ 0,2 0,2 1,0 0,25 đ - Theo (1) ta có: C 5,0M Þ MH SO = = 2 4 0,2 0,25 đ b. Sản phẩm gồm có: R 2SO4, X2, H2S => chất rắn T có R 2SO4 và X2, nung T đến khối lượng không đổi => m 139,2g R2SO4 = 0,25 đ m 342,4 139,2 203,2(g) Þ X2 = - = 203,2 - Theo (1) n 0,8(mol) 254 M 127 . Vậy X là iôt(I) X2 = Þ 0,8 = Þ X = 139,2 - Ta có: M 2R 96 174 R 39 R là kali (K) 0,25 đ R2SO4 = + = 0,8 = Þ = Þ - Vậy CTPT muối halogenua là KI c. Tìm x: - Theo (1) nRX =1,6(mol) Þ x = (39+127).1,6 = 265,6(g) 35,5x M 35,5x 1 a. Theo giả thuyết ta có: 35,5y 1,173 0,25 đ M 35,5y 3.2  1,173 x M + 6,1415 xy = yM (1) 0,25 đ 3 đ 8x 1 Mặt khác ta có: M 8x 16y 1,352 0,25 đ 2M 16y  1,352x M + 2,816 xy = yM (2) 0,25 đ Từ (1) và (2) M = 18,6 y 0,25 đ y 1 2 3 M 18,6 (loại) 37,2 (loại) 56 (nhận) 0,25 đ Vậy M là sắt (Fe) 0,25 đ Thay M, y vào (1) ta được x = 2 0,25 đ 0,25 đ Công thức hóa học 2 muối là FeCl2 và FeCl3 Công thức hóa học 2 oxit là FeO và Fe O 0,25 đ 2 3 0,25 đ b. Fe + 2 FeCl3 → 3 FeCl2 t0 2 Fe + 6 H2SO4 đ  Fe2(SO4)3 + 3 SO2 + 6 H2O 0,25 đ
5. Câu 4 2,24 a. nA = 0,1 (mol) 3 đ 22,4 10 n 0,1(mol) (0,25đ) CaCO3 100 y t0 y CxHy + (x )O2  xCO2 + H 0 (0,25đ) 4 2 2 0,1 0,1x 0,05y (mol) - Trường hợp 1: Chỉ tạo 1 muối CaCO3 CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O (0,25đ) 0,1 0,1 0,1 (mol) m = 18,6 – 0,1 x 44 =14,2(g) (0,25đ) H2 O ta có hệ phương trình: 0,1x = 0,1 0,05y = 0,79 x = 1  y = 15,8 (loại) (0,25đ) - Trường hợp 2: Tạo 2 muối CaCO3, Ca(HCO3)2 (0,25đ) CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O 0,1 0,1 0,1 (mol) (0,25đ) 2CO2 + Ca(OH)2  Ca(HCO3)2 0,2 0,1 (mol) => m = 18,6 – 0,3 x 44 = 5,4 (g) H2 O (0,25đ) Ta có hệ phương trình: 0,1x = 0,3 5,4 0,05y = 0,3 18 x = 3  y = 6 (0,25đ) (0,25đ) vậy công thức phân tử của A: C3H6 b. Công thức cấu tạo có thể có của A: CH2 = CH –CH3 CH2 CH2 C H2 * Gọi công thức tổng quát của B là CxHyOz (x, y, z Є N ) n 0,3(mol) ; n 0,2(mol) ; n 0,3(mol) (0,25đ) O2 CO2 H2O Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: m m m m m 4,6(gam) 1 O2 CO2 H2O 1 (0,25đ) => mO(B) 4,6 (0,2.12 0,3.2) 1,6(gam) nO(B) 0,1(mol) => x:y:z = nC: nH: nO = 0,2: 0,6: 0,1 = 2:6:1 => Công thức thực nghiệm (C2H6O)n => 6n ≤ 2.2n + 2 => n ≤ 1 => n = 1 => B có công thức phân tử: C2H6O
6. Do B là sản phẩm của phản ứng thuỷ phân nên B có CTCT: CH3CH2OH * Gọi công thức tổng quát của D là CaHbOc (a, b, c Є N ) n 0,6(mol) ; n 0,6(mol) ; n 0,6(mol) O2 CO2 H2O Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: m m m m m 18(gam) 2 O2 CO2 H2O 2 => mO(D) 18 (0,6.12 0,6.2) 9,6(gam) nO(D) 0,6(mol) => a:b:c = nC: nH: nO = 0,6: 1,2: 0,6 = 1:2:1 => Công thức thực nghiệm (CH2O)k * Gọi công thức tổng quát của A là CmHnOp (m, n, p Є N ) Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: m m m m m m m m 4,6 18 19 3,6(gam) A HO2 B D H2O 1 2 A => m 0,2(mol) H2O Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố: mC(A) = mC(B) + mC(D) = 0,2.12 +0,6.12 = 9,6(g) => nC = 0,8 (mol) m = m + m - m = 0,6 + 1,2 - 2.0,2= 1,4(g) => n = 1,4 H(A) H(B) H(D) H (H2O) H (mol) mO(A) = 19 – mC(A) + mH(A) = 19 - 0,8.12 - 1,4= 8(g) => nO = 0,5 (mol)  m:n:p = nC : nH : nO = 0,8 : 1,4 : 0,5 = 8 : 14 : 5  Do A có Công thức phân tử trùng với công thức đơn giản nhất CTPT A: C8H14O5 n A = 0,1 (mol); nB = 0,1 (mol)  n 0,2(mol) => n : n : n 0,1: 0,2 : 0,1 1: 2 :1 H2O A H2O B  A có 2 nhóm chức este, khi thuỷ phân cho 1 phân tử C2H5OH D có 2 loại nhóm chức và có công thức thực nghiệm (CH2O)k và D là sản phẩm của phản ứng thuỷ phân => k= 3 => D có công thức phân tử C3H6O3 Hs viết được CTCT của các chất.
7. * Câu 5 Gọi công thức tổng quát của oxit sắt là FxOy ( x, y N ) 4 đ to (0,25đ) PTHH: 4FeCO3 + O2  2Fe2O3 + 4CO2 (1) (0,25đ) 3x 2y) to 2FxOy + ( ) O2  xFe2O3 (2) 2 8 3,94 n 0,05(mol);n 0,3 0,1 0,03(mol);n 0,02(mol) (0,25đ) Fe2O3 160 Ba(OH )2 BaCO3 197 Cho CO2 vào dung dịch Ba(OH)2 PTHH: CO2 + Ba(OH)2  BaCO3 (3) Có thể: 2CO2 + Ba(OH)2  Ba(HCO3)2 (4) (0,25đ) Trường hợp 1: Xảy ra các phản ứng 1, 2, 3 Theo PT(1), (3): n n n 0,02(mol) FeCO3 CO2 BaCO3 1 Theo (1): n n 0,01(mol) (0,25đ) Fe2O3 2 FeCO3 n 0,05 0,01 0,04(mol) Fe2O3 ( pu2) (0,25đ) 2 2 0,08 Theo PT(2): n n 0,04 (mol) FexOy x Fe2O3 x x Theo bài ra: m = m m 9,28(gam) hỗn hợp FeCO3 FexOy 0,08 0,02 116 (56x 16y) 9,28 x (0,25đ) x 16 (loai) y 31 (0,25đ) Trường hợp 2: Xảy ra các phản ứng 1, 2, 3, 4 Theo PT (3): n n 0,02(mol) CO2 BaCO3 n 2(0,03 0,02) 0,02(mol) CO2( 4) (02,5đ) n 0,04(mol)  CO2 (0,25đ) Theo PT(1), (3): n n 0,04(mol) FeCO3 CO2 1 Theo (1): n n 0,02(mol) Fe2O3 2 FeCO3 n 0,05 0,02 0,03(mol) Fe2O3( 2) 2 2 0,06 Theo PT(2): n n 0,03 (mol) FexOy x Fe2O3 x x Theo bài ra: m = m m 9,28(gam) hỗn hợp FeCO3 FexOy 0,06 0,04 116 (56x 16y) 9,28 x x 3 x 3; y 4 y 4 Vậy công thức oxit sắt là Fe3O4 ( sắt từ oxit) Cho 9,28 gam hỗn hợp A vào dung dịch HCl dư. FeCO3 + 2HCl  FeCl2 + CO2 + H2O (5) 0,04 0,04 Fe3O4 + 8HCl  FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O (6) 0,02 0,02 0,04 Dung dịch B gồm: FeCl2 0,06 mol; FeCl3 0,04 mol; HCl dư Cho khí Cl2 = 0,02 (mol) vào dung dịch B 2FeCl2 + Cl2  2FeCl3 (7) 0,04 0,02 0,04 (mol) Dung dịch D có chứa: n 0,08(mol) ; n 0,02(mol) FeCl3 FeCl2 2FeCl3 + Cu  CuCl2 + 2FeCl2 (8) 0,08 0,04 (mol)
8. => mCu = 0,04.64 = 2,56 gam n 0 SO2 0,375 1 t a) Cu + 2H2SO4 đặc  CuSO4 + SO2 + 2H2O n 0,75 2 H 2SO4 (0,25đ) n SO2 0,75 b) 1 Na2SO3 + H2SO4  Na2SO4 + SO2 + H2O n 0,75 (0,25đ) H 2SO4 n 0 SO2 1,125 3 t c) S + 2H2SO4 đặc  3SO2 + 2H2O (0,25đ) n 0,75 2 H 2SO4 n SO2 1,5 d) 2NaHSO 2 3 + H2SO4  Na2SO4 + 2SO2 + H2O n 0,75 H 2SO4 Chú ý: Học sinh chọn chất khác và viết phương trình hóa học đúng, cho điểm tối đa tương ứng. (1) (2) (3) Sự phân hủy nước. Lắp thiết bị phân hủy nước như hình (1). Khi cho dòng điện một chiều đi qua nước (đã có pha thêm một ít dung dịch axit sunfuric để làm tăng độ dẫn điện của nước), trên bề mặt hai điện cực (Pt) xuất hiện bọt khí. Các khí này tích tụ trong hai đầu ống nghiệm thu A và B. Đốt khí trong A, nó cháy kèm theo tiếng nổ nhỏ, đó là H2. Khí trong B làm cho tàn đóm đỏ bùng cháy, đó là khí oxi. Sự tổng hợp nước: Cho nước vào đầy ống thủy tinh hình trụ. Cho vào ống lần lượt 2 thể tích khí hiđro và 2 thể tích khí oxi. Mực nước trong ống ở vạch số 4 (hình (2)). Đốt bằng tia lửa điện hỗn hợp hi đro và oxi sẽ nổ. Mức nước trong ống dâng lên. Khi nhiệt độ trong ống bằng nhiệt độ bên ngoài thì mực nước dừng lại ở vạch chia số 1 (Hình (3)), khí còn lại làm tàn đóm bùng cháy đó là oxi. Xác định thành phần định lượng của H2O Từ các dữ kiện thí nghiệm trên ta có phương trình hóa học tạo thành H2O 2H2 + O2 2H2O Do tỉ lệ về thể tích bằng tỉ lệ về số mol nên ta có nH2:nO2 = 2:1 mH2:mO2 = 4:32 = 1:8. Vậy phần trăm khối lượng mỗi nguyên tố trong nước là
9. 1*100% %H = 11,1% %O = 100%-%H = 88,9% 1 8