Đề thi chọn học sinh giỏi cấp huyện môn Hóa học Lớp 9 - Năm học 2014-2015 - Phòng giáo dục và đào tạo Đức Phổ (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi cấp huyện môn Hóa học Lớp 9 - Năm học 2014-2015 - Phòng giáo dục và đào tạo Đức Phổ (Có đáp án)

1. PHỊNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 HUYỆN ĐỨC PHỔ CẤP HUYỆN, NĂM HỌC 2014 – 2015 MƠN THI: HĨA HỌC Thời gian làm bài : 150 phút (khơng kể thời gian phát đề) Câu 1: (3,5 điểm) 1. Chọn các chất A, B, C thích hợp và viết các phương trình phản ứng (ghi rõ điều kiện phản ứng nếu cĩ) theo sơ đồ chuyển hố sau: A (1) (2) (4) (5) (6) (7) (8) B  CuSO4  CuCl2  Cu(NO3)2  A  B  C C (3) 2. Từ quặng pirit sắt, nước biển, khơng khí, hãy viết các phương trình điều chế các chất: FeCl3, Fe(OH)3, Na2SO3. Ghi rõ điều kiện (nếu cĩ). Câu 2: (2,0 điểm) Nung nĩng Cu trong khơng khí, sau một thời gian được chất rắn A. Hịa tan A trong H2SO4 đặc, nĩng được dung dịch B và khí C. Khí C tác dụng với dung dịch KOH thu được dung dịch D. Dung dịch D vừa tác dụng với dung dịch BaCl2, vừa tác dụng với dung dịch NaOH. B tác dụng với dung dịch KOH tạo kết tủa E. Viết các phương trình hĩa học xảy ra trong thí nghiệm trên. Câu 3: (3,5 điểm) 1. Chỉ được dùng quì tím, hãy phân biệt các dung dịch đựng trong các lọ riêng biệt sau: H2SO4, MgCl2, Ba(NO3)2, K2SO3, Na2CO3 và K2S. 2. Cho rất từ từ dung dịch A chứa x mol HCl vào dung dịch B chứa y mol Na 2CO3. Sau khi cho hết A vào B được dung dịch C. Hỏi trong dung dịch C cĩ những chất gì? Bao nhiêu mol tính theo x, y ? Câu 4: (3,5 điểm). Cho 2,4 gam hỗn hợp A gồm Fe và Cu tác dụng với 200ml lit dung dịch AgNO3. Sau khi các phản ứng xảy ra hồn tồn thu được dung dịch B và 7,88 gam chất rắn C. Cho B tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc kết tủa, nung trong khơng khí đến khối lượng khơng đổi thu được 2,8 gam chất rắn. a. Tính phần trăm khối lượng các kim loại trong hỗn hợp A. b. Tính nồng độ mol của dung dịch AgNO3. Câu 5: (3.0 điểm) Hãy tìm cách tách lấy từng kim loại riêng biệt ra khỏi hỗn hợp rắn gồm: Na2CO3, BaCO3, MgCO3. Câu 6: (2,0) Nguyên tử X cĩ số hạt khơng mang điện bằng 53,125% số hạt mang điện và tổng số hạt trong nguyên tử X là 49 hạt. Xác định nguyên tố X. Nguyên tử Y cĩ tổng số hạt là 52. Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt khơng mang điện là 16. Xác định số p, số n của Y và xác định nguyên tố Y. Câu 7: (2,5 điểm) Khử hồn tồn 3,12 gam hỗn hợp gồm CuO và Fe xOy bằng khí H2 ở nhiệt độ cao, sau phản ứng thu được 2,32 gam chất rắn. Hịa tan chất rắn này vào 200 ml dung dịch H2SO4 lỗng (vừa đủ) thì cĩ 0,672 lít khí thốt ra (ở đktc). a) Tính nồng độ CM của dung dịch H2SO4 đã dùng. b) Xác định cơng thức của FexOy. (Ghi chú: Học sinh được sử dụng bảng hệ thống tuần hồn các nguyên tố hĩa học) HẾT Giám thị coi thi khơng giải thích gì thêm
2. PHỊNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 HUYỆN ĐỨC PHỔ CẤP HUYỆN, NĂM HỌC 2014 – 2015 HƯỚNG DẪN CHẤM MƠN HĨA HỌC CÂU HƯỚNG DẪN CHẤM ĐIỂM 1. Hồn thành sơ đồ phản ứng (1) Cu(OH)2 + H2SO4 CuSO4 + 2H2O 0,25đ (2) CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O 0,25đ (3) Cu + 2H2SO4 đ, nĩng CuSO4 + SO2+ 2H2O 0,25đ (4) CuSO4 + BaCl2 BaSO4 + CuCl2 0,25đ (5) CuCl2 + 2AgNO3 2AgCl + Cu(NO3)2 0,25đ (6) Cu(NO3)2 + 2NaOH Cu(OH)2 + 2NaNO3 0,25đ t0 0,25đ (7) Cu(OH)2  CuO + H2O t0 0,25đ Câu 1 (8) CuO + H2  Cu + H2O 2. Viết các PTHH điều chế FeCl3, Fe(OH)3, Na2SO3 t0 0,25đ (1) 4FeS2 + 11O2  2Fe2O3 + 8SO2 (2) 2NaCl + 2H O đpdd  H  + Cl  + 2NaOH 2 có màng ngăn 2 2 0,25đ t0 0,25đ (3) Fe2O3 + 3H2  2Fe + 3H2O t0 0,25đ (4) 2Fe + 3Cl2  2FeCl3 (5) FeCl3 + 3NaOH Fe(OH)3 + 3NaCl 0,25đ (6) SO2 + 2NaOH Na2SO3 + H2O 0,25đ - Khi nung nĩng Cu trong khơng khí xảy ra phản ứng: t0 0,25đ 2Cu + O2  2CuO - Vì A tác dụng với H 2SO4 đặc, nĩng thu được khí C nên chất rắn A cịn cĩ Cu dư. Cu + 2H2SO4 đ, nĩng CuSO4 + SO2 + 2H2O 0,25đ CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O 0,25đ Câu 2 => Dung dịch B là CuSO4 và khí C là SO2 - Khí C + KOH dung dịch D. Vì D vừa tác dụng với NaOH, vừa tác dụng với BaCl2 nên D chứa K2SO3 và KHSO3: SO2 + 2KOH K2SO3 + H2O 0,25đ SO2 + KOH KHSO3 0,25đ 2KHSO3 + 2NaOH K2SO3 + Na2SO3 + 2H2O 0,25đ K2SO3 + BaCl2 BaSO3 + 2KCl 0,25đ - B + KOH: CuSO4 + 2KOH Cu(OH)2 + K2SO4 0,25đ 1. Phân biệt các dung dịch. Trích các mẫu thử sau đĩ dùng quì tím để thử, ta cĩ kết quả sau: - Nhận biết được mẫu thử làm quì tím hĩa đỏ là H2SO4 0,25đ - Nhĩm khơng làm đổi màu quì tím là : MgCl , Ba(NO ) (nhĩm 1) 0,25đ Câu 3 2 3 2 - Nhĩm làm quì tím đổi thành xanh là: K2SO3, Na2CO3, K2S (nhĩm 2) 0,25đ - Dùng axit H2SO4 vừa nhận biết được ở trên nhỏ vào các mẫu thử ở nhĩm 1 và nhĩm 2. Ở nhĩm 1, mẫu thử xuất hiện kết tủa trắng là 0,25đ Ba(NO3)2, mẫu thử khơng cĩ hiện tượng gì là MgCl2. Ba(NO3)2 + H2SO4 BaSO4 + 2HNO3
3. CÂU HƯỚNG DẪN CHẤM ĐIỂM - Ở nhĩm 2, mẫu thử xuất hiện chất khí mùi trứng thối là K S 2 0,25đ K2S + H2SO4 K2SO4 + H2S - Mẫu thử xuất hiện khí mùi hắc là K SO 2 3 0,25đ K2SO3 + H2SO4 K2SO4 + SO2 + H2O - Mẫu thử xuất hiện khí khơng mùi là Na CO 2 3 0,25đ Na2CO3 + H2SO4 Na2SO4 + CO2 + H2O 2. Xác định các chất trong dung dịch C theo x, y Khi cho rất từ từ dung dịch HCl vào dung dịch Na2CO3, các phản ứng xảy ra theo trình tự như sau: HCl + Na2CO3 NaCl + NaHCO3 (1) 0,25đ HCl + NaHCO3 NaCl + CO2 + H2O (2) 0,25đ Xét 5 trường hợp xảy ra: - Trường hợp 1: x = y => chỉ xảy ra phản ứng (1) NaHCO (x mol) 0,25đ => dd C 3 NaCl (x mol) - Trường hợp 2: x chỉ xảy ra phản ứng (1) và cịn dư Na2CO3 NaHCO3 (x mol) 0,25đ => dd C NaCl (x mol) Na CO (y- x)mol 2 3 - Trường hợp 3: x = 2y => (1) và (2) xảy ra vừa đủ 0,25đ => dd C: NaCl (2y = x) mol - Trường hợp 4: x > 2y => xảy ra cả (1) và (2), HCl cịn dư HCl (x-2y)mol 0,25đ => dd C NaCl (2y mol) - Trường hợp 5: y (1) xong và (2) xảy ra một phần NaHCO (2y- x)mol 0,25đ => dd C 3 NaCl (xmol) Gọi a nFe; b nCu trong hỗn hợp A. Do Fe hoạt động hĩa học mạnh hơn Cu nên Fe phản ứng hết rồi mới đến Cu phản ứng. Giả sử Fe, Cu phản ứng hết, ta cĩ các phản ứng: Fe + 2AgNO → Fe(NO ) + 2Ag (1) 3 3 2 0,25đ amol 2a mol Cu + 2AgNO → Cu(NO ) + 2Ag (2) 3 3 2 0,25đ Câu 4 bmol 2b mol 56a + 64b = 2,4 => 64(a+b) > 56a + 64b 2,4 => a + b > 0,0375 0,25đ 64 => 2a + 2b > 0,075 Theo (1) và (2), ta thấy mAg > 0,075.108 = 8,1(g) Nhưng theo đề: m Ag = 7,88 A phản ứng khơng hết. 0,25đ Vậy cĩ hai trường hợp xảy ra:
4. CÂU HƯỚNG DẪN CHẤM ĐIỂM Trường hợp 1: Trong C cịn cĩ Fe dư. Vì Fe dư nên Cu chưa phản ứng. Gọi x là số mol Fe đã phản ứng, ta cĩ: Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag xmol x mol 2xmol 0,25đ Ta thấy: khối lượng chất rắn sau phản ứng tăng: 7,88 - 2,4 = 2x.108 - 56x → x = 0,03425 Vậy dung dịch B gồm Fe(NO3)2 (0,03425mol) Ta cĩ phản ứng: Fe(NO ) + 2NaOH → Fe(OH) + 2NaNO 3 2 2 3 0,25đ 0,03425mol 0,03425mol o 4Fe(OH) + O t 2Fe O + 4H O 2 2 2 3 2 0,25đ 0,03425mol 0,017125mol =>m 0,017125.160 2,74(g) 2,8(g) (vơ lí) Fe2O3 0,25đ Trường hợp 2: Fe hết, Cu phản ứng một phần: (1) và (2) đều xảy ra. Chất rắn C gồm Cu dư và Ag. Gọi số mol Cu phản ứng là c mol. Số mol Cu dư là (b-c) mol. Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag a mol 2a mol a mol 2a mol Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag c mol 2c mol c mol 2c mol => Dung dịch B gồm: Fe(NO3)2 (a mol) và Cu(NO3)2 (c mol) Trong C: nAg = 2(a + c) mol; nCu dư = (b - c) mol Cho B tác dụng với dung dịch NaOH: Fe(NO3)2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2NaNO3 amol a mol Cu(NO3)2 + 2NaOH → Cu(OH)2 + 2NaNO3 c mol c mol 0,25đ to 4Fe(OH)2 + O2  2Fe2O3 + 4H2O a mol 0,5a mol o Cu(OH) t CuO + H O 2 2 0,25đ c mol c mol 64(b c) 108.2(a c) 7,88 Ta cĩ hệ PT sau: 56a 64b 2,4 0,25đ 80a 80c 2,8 a 0,02 Giải hệ ta được: b 0,02 0,25đ c 0,015 0,02x56.100% => %Fe = 46,67% ; %Cu = 53,33% 025đ 2,4 n 2(a c) 2.0,035 0,07(mol) AgNO3 0,07 0,25đ CM 0,35M AgNO3 0,2
5. CÂU HƯỚNG DẪN CHẤM ĐIỂM - Hịa tan hỗn hợp vào nước, lọc dung dịch Na 2CO3. Cho dung dịch Na2CO3 tác dụng với dung dịch HCl vừa đủ, sau đĩ cơ cạn dung 0,25đ dịch rồi điện phân nĩng chảy Na Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + CO2 + H2O 0,25đ đpnc 2NaCl  2Na + Cl2 0,25đ - Hịa tan hỗn hợp rắn BaCO , MgCO trong HCl vừa đủ dung 3 3 0,25đ dịch chứa MgCl2 và BaCl2 BaCO3 + 2HCl BaCl2 + CO2 + H2O 0,25đ MgCO3 + 2HCl MgCl2 + CO2 + H2O 0,25đ - Thêm dung dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch sau phản ứng Câu 5 Mg(OH)2 0,25đ MgCl2 + Ba(OH)2 BaCl2 + Mg(OH)2 - Lọc kết tủa hịa tan vào axit HCl. Cơ cạn dung dịch thu được muối 0,25đ khan MgCl2 rồi điện phân nĩng chảy kim loại Mg. Mg(OH)2 + 2HCl MgCl2 + 2H2O 0,25đ đpnc MgCl2  Mg + Cl2 0,25đ - Cho dung dịch cịn lại sau khi lọc kết tủa Mg(OH)2 tác dụng với HCl vừa đủ. Cộ cạn ta được muối khan BaCl2 rồi điện phân nĩng 0,25đ chảy Ba. đpnc BaCl2  Ba + Cl2 0,25đ Nguyên tố X cĩ: 2px + nx = 49 => 2px = 49 - nx 0,25đ nx Theo đề: %nx x100 53,125% => nx = 17 0,25đ 49 nx 2px = 49 – nx => px = ex = 16 0,25đ Câu 6 Vậy X là nguyên tố lưu huỳnh (S) 0,25đ Nguyên tố Y cĩ: 2py + ny = 52 (1) 0,25đ ny = 2py – 16 (2) 0,25đ Từ (1) và (2) => py = 17; ny = 18 0,25đ Vậy Y là clo (Cl) 0,25đ Các phương trình phản ứng: t0 0,25đ CuO + H2  Cu + H2O (1) t0 0,25đ FexOy + yH2  xFe + yH2O (2) Chất rắn gồm Cu và Fe. Khi hịa tan vào dung dịch H 2SO4 thì chỉ cĩ 0,25đ Fe phản ứng: Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 (3) Câu 7 0,672 nH 0,03mol . 0,25đ 2 22,4 0,03 => CM 0,15M 0,25đ H2SO4 0,2 Theo (3) => nFe = 0,03mol. Vậy khối lượng Fe sinh ra từ (2) là: 0,25đ mFe = 0,03 x 56 = 1,68 gam
6. CÂU HƯỚNG DẪN CHẤM ĐIỂM => khối lượng Cu sinh ra từ (1) là: mCu = 2,32 – 1,68 = 0,64 gam 0,64 0,25đ => n 0,01mol Cu 64 Theo (1) => nCuO = 0,01mol => mCuO = 0,8g =>m = 2,32 gam FexOy 0,25đ Ta cĩ: mFe = 1,68 gam => moxi trong FexOy = 2,32 – 1,68 = 0,64 gam 0,25đ 1,68 0,64 => x : y = : = 3 : 4. Vậy cơng thức của oxit sắt là Fe3O4 0,25đ 56 16 Ghi chú: - HS cĩ thể giải bài tốn bằng nhiều cách khác nhau nên khi chấm cần căn cứ vào bài làm của HS. Nếu HS làm đúng và lý luận chặt chẽ vẫn đạt điểm tối đa. - Trong các bài tốn, nếu các PTHH cĩ liên quan đến phần tính tốn mà HS cân bằng sai hoặc khơng cân bằng thì khơng cho điểm phần kết quả mà chỉ cho điểm các bước giải. - Đối với PTHH, nếu HS khơng cân bằng, hoặc cân bằng sai, hoặc viết thiếu điều kiện, hoặc viết sai CTHH thì khơng tính điểm cho PTHH đĩ. - Đối với bài tách chất (câu 5) nếu HS khơng trình bày bằng lời mà trình bày đúng bằng sơ đồ (cĩ ghi PTHH minh họa) vẫn đạt điểm tối đa. Nếu HS trình bày sơ đồ sai ở phần nào thì trừ điểm ở phần đĩ.