Đề thi chọn học sinh giỏi Lớp 9 vòng 2 môn Hóa học - Năm học 2021-2022

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi Lớp 9 vòng 2 môn Hóa học - Năm học 2021-2022

1. UBND THỊ XÃ HOÀNG MAI KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Vòng 2, năm học 2021-2022 ĐỀ CHÍNH THỨC Môn thi: HÓA HỌC (Đề thi gồm 02 trang) (Thời gian: 150 phút, không kể thời gian giao nhận đề) Câu 1. (4,5 điểm) 1. Điền công thức hóa học thích hợp vào chỗ dấu hỏi (?) và hoàn thành các phương trình phản ứng sau (ghi rõ điều kiện phản ứng, nếu có): (1) Cu + ? → CuSO4 + SO2 + ? (5) Cu + ? → FeSO4 + ? (2) Ca(OH)2 + ? → CaCO3 + ? (6) NH4HSO3 + HCl → ? + ? + ? (3) BaCl2 + ? → NaCl + ? (7) H2SO4 + ? → Fe2(SO4)3 + ? (4) Ca(HCO3)2 + ? → CaCl2 + ? + ? (8) MgSO4 + ? → Mg(OH)2 + ? rắn 2. Hãy giải thích vì sao không nên bón chung phân đạm urê với vôi bột? 3. Cho 61,6 gam hỗn hợp X gồm: FeO, CuO, Fe3O4 tác dụng với H2 dư nung nóng ở nhiệt độ cao cho đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, sau phản ứng thu được 45,6 gam chất rắn Y. Hòa tan chất rắn Y trong dung dịch HCl dư đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 15,68 lít khí Z (đktc). a) Viết các phương trình phản ứng hóa học xảy ra. b) Tính khối lượng của từng oxit có trong hỗn hợp X. Câu 2. (5,0 điểm) 1. Trong phòng thí nghiệm có 5 lọ hóa chất bị mất nhãn đựng 5 dung dịch: Na2SO4, H2SO4; NaOH; BaCl2; MgCl2. Chỉ được dùng Phenolphtalein, hãy nhận biết 5 lọ đựng 5 dung dịch trên. 2. Giải thích hiện tượng và viết phương trình phản ứng hóa học xảy ra khi: a) Nhúng thanh Mg vào dung dịch CuSO4 b) Nhỏ từ từ dung dịch KOH đến dư vào dung dịch AlCl3 3. Trình bày phương pháp hóa học để tách lấy CO 2 tinh khiết từ hỗn hợp khí gồm: CO2, CO, SO3 và O2 (Cho các dụng cụ và hóa chất đầy đủ). Câu 3. (3,5 điểm) Một hỗn hợp X gồm 3 kim loại Na, Al, Fe. Chia hỗn hợp X thành 3 phần bằng nhau. - Phần 1 cho vào nước đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thì thu được V lít khí. - Phần 2 cho vào dung dịch NaOH (dư) đến phản ứng hoàn toàn thu được 5 V 2 lít khí. - Phần 3 cho vào dung dịch H2SO4 loãng (dư) đến khi phản ứng hoàn toàn thì thu được 7 V lít khí. 2 a) Viết phương trình phản ứng hóa học xảy ra.
2. 2 b) Xác định tỷ lệ % theo số mol các kim loại có trong hỗn hợp X, biết rằng khí thu được ở các trường hợp trên đều ở điều kiện tiêu chuẩn. Câu 4. (4,0 điểm) 1. Viết các phương trình phản ứng theo sơ đồ chuyển hóa sau (ghi rõ điều kiện nếu có): (1) (2) (3) (4) (5) (6) FeO  Fe2(SO4)3  Fe(NO3)3  Fe(NO3)2  Fe(OH)2  FeO  Al2O3 2. Cho gam hỗn hợp X gồm Fe và Fe3O4 tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nóng. Kết thúc phản ứng, thu được 3,36 lít khí SO 2 (đktc) (sản phẩm khử duy nhất) và còn 0,14 gam kim loại không tan. Hòa tan hết lượng kim loại này trong dung dịch H2SO4 loãng thu được dung dịch Y. Cho dung dịch Y tác dụng với dd NaOH dư trong không khí đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 16,05 gam kết tủa Z. Viết các phương trình phản ứng hóa học xảy ra, tính m và số mol Fe 3O4 trong gam hỗn hợp A. Câu 5. (3,0 điểm) Cho hình vẽ mô tả thí nghiệm điều chế khí oxi trong phòng thí nghiệm. 1. Hãy xác định hóa chất và dụng cụ thí nghiệm 1, 2, 3, 4. Viết phương trình phản ứng hóa học xảy ra. 2. Vì sao ống nghiệm kẹp trên giá ở tư thế miệng hơi chúc xuống? 3. Khi ngừng thí nghiệm, ta nên tắt đèn cồn trước hay rút ống dẫn khí oxi ra khỏi chậu nước trước? giải thích? (Cho: H=1; Fe=56; S=32; K=39; O=16; Cl=35,5; Na=23; Al=27; Mg=24; Cu=64) (Thí sinh không dùng tài liệu, cán bộ coi thi không giải thích gì thêm) Hết Họ và tên thí sinh: SBD:
3. 3 UBND THỊ XÃ HOÀNG MAI HƯỚNG DẪN CHẤM PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI HỌC SINH GIỎI THỊ XÃ Lớp 9, năm học 2021 - 2022 (Đáp án gồm 04 trang) Môn: HÓA HỌC Thang CÂU ĐÁP ÁN điểm 1. Điền công thức hóa học thích hợp vào chỗ dấu hỏi (?): (1,5 điểm) 2,0 điểm (1) Cu + 2H2SO4 (đn) → CuSO4 + SO2 + 2H2O (2) Ca(OH)2 + (Na)2CO3 → CaCO3 + 2NaOH Câu 1 (3) BaCl2 + Na2SO4 → BaSO4 + 2NaCl (4) Ca(HCO ) + 2HCl → CaCl + CO + H O (4,5 điểm) 3 2 2 2 2 (5) CuSO4 + Fe2(SO4)3 → 2FeSO4 + CuSO4 (6) NH4HSO3 + HCl → NH4Cl + SO2↑ + H2O (7) 3H2SO4 + 2Fe(OH)3 → Fe2(SO4)3 + 3H2O (7) MgSO4 + Ba(OH)2 → Mg(OH)2 + BaSO4 (Mỗi phương trình phản ứng đúng được 0,25 điểm) 2. Vì sao không nên bón chung phân đạm Urê với vôi (1,0 điểm) 0,5 điểm Khi trộn vôi với urê có phản ứng: CO(NH2)2 + H2O → (NH4)2CO3 Ca(OH)2 + (NH4)2CO3 → CaCO3 + NH3 ↑+ 2H2O Phản ứng làm mất tác dụng của đạm urê do tạo ra khí NH 3 và làm đất rắn lại do tạo ra CaCO 3 . Vì vậy không nên bón chung phân đạm Urê với vôi 2,0 điểm 3. (2,0 điểm) 1 điểm a) Viết phương trình phản ứng: X + H2: to FeO + H2  Fe + H2O (1) x x to CuO + H2  Cu + H2O (2) y y to Fe3O4 + 4H2  3Fe + 4H2O (3) z 3z Chất rắn Y gồm Cu và Fe Y+ HCl: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 ↑ (4) x+3z x+3z 1 điểm b) Theo đề bài ta có n = 15,68: 22,4 = 0,7 (mol) H2 (Z ) Gọi x, y, z lần lượt là số mol các chất FeO, CuO, Fe 3O4 trong hỗn hợp X. mhh = 72x + 80y + 232z = 61,6 (*) Theo các phương trình phản ứng (1), (2), (3) và (4) ta có:
4. 4 n = x+3z = 0,7 (mol) ( ) H2 (Z ) mY = mFe + mCu = 56.(x + 3z) + 64y =45,6 (gam)  56x + 64y + 168z = 45,6 ( ) Giải hệ phương trình (*), ( ) và ( ) ta được: x= 0,1 ; y = 0,1; z= 0,2. m FeO = =72x= 72. 0,1 = 7,2 (g) m CuO = 80y= 80.0,1 = 8 (g) m =232z= 232.0,2 = 46,4 (g) Fe3O4 1. (1,5 điểm) 1,5 điểm Câu 2 - Trích mẫu thử và ký hiệu các mẫu. Lần lượt nhỏ Phenolphtalein vào 0,5 điểm (5,0 điểm) các mẫu thử. Mẫu chuyển màu đỏ là H2SO4, mẫu chuyển màu xanh là NaOH, không đổi màu là Na2SO4 , BaCl2, MgCl2 0,5 điểm - Tiếp tục trích mẫu thử 3 dd còn lại, sau đó dùng dd H 2SO4 vừa nhận biết được cho vào 3 mẫu thử, mẫu nào xuất hiện kết tủa màu trắng là BaCl2, 2 mẫu còn lại không có hiện tượng gì. PTPƯ: BaCl2 + H2SO4 → BaSO4 ↓+ 2HCl 0,5 điểm - Trích mẫu thử 2 dung dịch còn lại, dùng dd NaOH đã nhận biết được ở trên cho vảo 2 mẫu thử, mẫu nào xuất hiện kết tủa trắng là MgCl 2, mẫu còn lại không có hiện tượng gì là Na2SO4 PTPƯ: MgCl2 + 2NaOH → Mg(OH)2 ↓ + 2NaCl (Nếu học sinh làm theo cách khác đúng vẫn cho đủ điểm) 2. Giải thích hiện tượng và viết phương trình phản ứng khi: (2,0 2,0 điểm điểm) 1 điểm a) Nhúng thanh Mg vào dung dịch CuSO4 PTPƯ: Mg + CuSO4 → Cu + MgSO4 Hiện tượng: - Dung dịch màu xanh lam nhạt dần - Xuất hiện kết tủa màu đỏ bám vào thanh Mg b) Nhỏ từ từ dung dịch KOH vào dd AlCl3 1 điểm PTPƯ: 3KOH + AlCl3 → 3KCl + Al(OH)3 KOH + Al(OH)3 → KAlO2 + 2H2O Hiện tượng: Xuất hiện kết tủa keo màu trắng, kết tủa tăng dần đến tối đa rồi sau đó tan dần đến hết khi NaOH dư. 1,5 điểm 3. Trình bày phương pháp hóa học để tách lấy CO2 tinh khiết từ hỗn hợp khí gồm: CO2, CO, SO3 và O2 (1,5 điểm) Cho cho hỗn hợp khí đi qua dd NaOH dư, CO2, và SO3 bị giữ lại CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O SO3 + 2NaOH→ Na2SO4 + H2O Thu được dung dịch gồm Na2CO3 và Na2SO4 Sau đó cho dd H2SO4 vào thu được khí CO2 và có lẫn hơi nước. Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2 ↑
5. 5 Dùng P2O5 để hút nước ta thu được CO2 tinh khiết P2O5 + 3H2O → 2H3PO4 Câu 3 a) Viết phương trình phản ứng xảy ra. 2,0 điểm (3,5 điểm) - Phần 1 vào H O: Na hết, Al còn dư, Fe ko phản ứng do phần 2 có 2 0,25 điểm lượng khí H2 lớn hơn lượng khí H2 thu được ở phần 1 2Na + 2H O → 2NaOH + H (1) 2 2 0,75 điểm x x 1/2x 2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2 (2) x 3/2x Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O (3) x x - Phần 2 vào NaOH dư: Na, Al hết, Fe ko phản ứng 0,25 điểm 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 (4) x x 1/2x 2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2 (5) y 3/2y Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O (6) - Phần 3 vào H2SO4 loãng, dư: cả 3 kim loại đều phản ứng hết 2Na + H2SO4→ 2Na2SO4 + H2 (7) x 1/2x 0,75 điểm 2Al + 3 H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2 (8) y 3/2y Fe + 2 H2SO4 → Fe SO4 + H2 (9) z z b) Xác định tỷ lệ số mol các kim loại có trong hỗn hợp X 1,5 điểm Gọi x, y, z lần lượt là số mol của Na, Al, Fe ở mỗi phần của hỗn hợp X. Theo phương trình phản ứng ta có: Phần 1: n = 1/2x +3/2x= 2x =V/22,4 H2 0,75 điểm Phần 2: n = 1/2x +3/2y= 5/2.V/22,4 H2 Phần 3: n = 1/2x +3/2y + z =7/2.V/22,4 H2 => x = V/44,8; y = 3V/44.8; z = 2V/44,8 => n Na : n Al : n Fe = x:y:z = 1:3:2 0,75 điểm 1 3 => % n = .100% =16,67%; % n = .100% = 50% Na 6 Al 6 2 %n = .100% = 33,33% Fe 6 (Nếu học sinh làm theo cách khác đúng vẫn cho đủ điểm) Câu 4 1. Viết các phương trình phản ứng theo sơ đồ chuyển hóa sau: 1,5 điểm (4,0 điểm) FeO → Fe2(SO4)3 → Fe(NO3)3 → Fe(NO3)2 → Fe(OH)2 → FeO → Al2O3 (Mỗi PTPƯ đúng cho 0,25 điểm) to 2FeO + 4H2SO4(đặc)  Fe2(SO4)3 + SO2↑ +2H2O
6. 6 Fe2(SO4)3 + Ba(NO3)2→ Fe(NO3)3 + BaSO4 ↓ 2Fe(NO3)3 + Fe → 3Fe(NO3)2 Fe(NO3)2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2NaNO3 to Fe(OH)2  FeO + H2O (không có không khí) o 3FeO + 2Al t 3Fe + Al O 2 3 2,5 điểm 2. PTPƯ: 1,5 điểm Hỗn hợp X + H2SO4(đn): 2Fe3O4 + 10H2SO4(đn) → 3Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 10H2O (1) x 3/2x 1/2x 2Fe + 6H2SO4(đn) → Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O (2) y 1/2y 3/2 y Do Fe còn dư nên phản ứng sau xảy ra và toàn bộ Fe 2(SO4)3 đều chuyển thành FeSO4: Fe + Fe2(SO4)3 → 3FeSO4 (3) z z Kim loại + H2SO4 loãng: Fe + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2 ↑ (4) 0,15 0,15 Dung dịch Y gồm FeSO4, H2SO4 dư 2FeSO4 + 2NaOH +O2→ 2Fe(OH)2 ↓+ Na2SO4 (5) 0,15 0,15 2Fe(OH) + 1 O + H O → 2Fe(OH) 2 2 2 2 3 0,15 0,15 1,0 điểm Tính m và số mol Fe3O4 Z là Fe(OH) , n = 16,05 : 107 = 0,15 (mol) 3 Fe(OH)3 n = n = 0,1 mol => m = 0,14m = 0,15.56 = 8,4 Fe không tan Fe(OH)3 Fe không tan (gam) => m=60 (gam) Ta đặt n = x, n =y, n =z Fe3O4 Fe tham gia PU 2 Fe tham gia PU 3 Theo các phương trình PU 1,2,3 ta có: n = 1/2x + 3/2y = 3,36: 22,4 = 0,15 (mol) (*) SO2 n = 3/2x +1/2y =z ( ) Fe2 SO4 3 m = 232x +56y +56z + 8,4 = 60 => 232x +56y +56z =51,6( ) Giải hệ phương trình: 1/2x + 3/2y = 0,15 x= 0,15 3/2x +1/2y – z =0 => y= 0,05 232x +56y +56z =51,6 z= 0,25
7. 7 n = x = 0,15 (mol) Fe3O4 (Nếu học sinh làm theo cách khác đúng vẫn cho đủ điểm) Câu 5 1. (1) KClO3 hoặc KMnO4, (2) đèn cồn, (3) bông, (4) O2 to (3,0 điểm) 2KMnO4  K2MnO4 + MnO2 + O2 1 điểm to Hoặc 2KClO3  2KCl + 3O2 2. Ống nghiệm kẹp trên giá ở tư thế chúc miệng xuống để tránh hiện tượng khi đun KMnO4 ẩm, hơi nước bay lên đọng lại trên thành ống nghiệm chảy xuống đáy làm vỡ ống nghiệm. 1 điểm 3. Khi kết thúc thí nghiệm, phải tháo ống dẫn khí ra trước khi tắt đèn để tránh hiện tượng nước chảy ngược từ cốc sang ống nghiệm đang nóng làm vỡ ống nghiệm. 1 điểm