Đề thi chọn học sinh giỏi môn Hóa học Lớp 9 - Năm học 2017-2018 - Phòng giáo dục và đào tạo Kinh Môn (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi môn Hóa học Lớp 9 - Năm học 2017-2018 - Phòng giáo dục và đào tạo Kinh Môn (Có đáp án)

1. UBND HUYỆN KINH MÔN ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI HUYỆN PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Môn: Hóa Học - Lớp 9 Năm học 2017 - 2018 (Thời gian làm bài 120 phút) Đề bài gồm có: 01 trang Câu 1(2 điểm): Nhiệt phân hoàn toàn hỗn hợp BaCO3, MgCO3, Al2O3 được chất rắn A, khí D. Hòa tan chất rắn A trong nước dư, thu được dung dịch B và kết tủa C. Sục khí D (dư) vào dung dịch B thấy xuất hiện kết tủa. Hòa tan C trong dung dịch NaOH dư thấy tan một phần. Xác định A, B, C, D. Viết các phương trình phản ứng xảy ra. Câu 2(2 điểm): 1. Chỉ dùng dung dịch NaOH hãy nhận biết 6 lọ không nhãn đựng riêng biệt từng dung dịch sau: K2CO3, (NH4)2SO4, MgSO4, Al2(SO4)3, FeSO4, Fe2(SO4)3. Viết các phương trình phản ứng minh họa. 2. Hãy nêu và giải thích bằng phương trình phản ứng các hiện tượng xảy ra trong từng thí nghiệm sau: a. Cho NaOH dư tác dụng với dung dịch FeCl2. Sau đó lấy kết tủa thu được để lâu trong không khí. b. Cho viên Na vào cốc đựng dung dịch AlCl3. Câu 3(2 điểm): 1. Bằng phương pháp hoá học hãy tách các chất NaCl, FeCl3, AlCl3 ra khỏi hỗn hợp rắn mà không làm thay đổi khối lượng của mỗi chất. Viết đầy đủ các phương trình phản ứng xảy ra. 2. Có hỗn hợp các chất sau: Al2O3 và Fe2O3. Hãy trình bày phương pháp hóa học để điều chế riêng từng kim loại: Al, Fe từ hỗn hợp trên. Câu 4(2 điểm): Nung 25,28 gam hỗn hợp FeCO 3 và FexOy trong O2 dư tới phản ứng hoàn toàn, thu được khí A và 22,4 gam Fe2O3 duy nhất. Cho khí A hấp thụ hoàn toàn vào 400ml dung dịch Ba(OH)2 0,15M thu được 7,88gam kết tủa. 1) Viết các phương trình phản ứng xẩy ra 2) Tìm công thức phân tử của FexOy. Câu 5(2 điểm): Hỗn hợp A có khối lượng 6,1g gồm CuO, Al2O3 và FeO. Hòa tan hoàn toàn A cần 130ml dung dịch H2SO4 loãng 1M, thu được dung dịch B. Cho dung dịch B tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc lấy kết tủa đen nung trong không khí đến khối lượng không đổi, được 3,2g chất rắn. Tính khối lượng từng oxit trong A. Cho: Na = 23 ; O = 16 ; H = 1 ; Ba = 137 ; S = 32 ; Al = 27 ; C = 12 ; Cu = 64 ; Fe = 56. Hết
2. UBND HUYỆN KINH MÔN HƯỚNG DẪN CHẤM PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI HUYỆN Môn: Hóa Học - Lớp 9 Năm học 2017 - 2018 (Thời gian làm bài 120 phút) Bài gồm có: 04 trang Câu Đáp án Điểm + Nhiệt phân hỗn hợp, ta có PTPƯ: t0 BaCO3  BaO + CO2 0,25 đ t0 0,25 đ MgCO3  MgO + CO2 t0 1 Al2O3  không BaO (2 điểm) 0,25 đ Chất rắn A MgO Khí D: CO2. Al2O3 + Hòa tan A vào H O dư, ta có PTPƯ: 2 0,25 đ BaO + H2O Ba(OH)2 MgO + H O không 2 0,25 đ Al2O3 + Ba(OH)2 Ba(AlO2)2 + H2O 2 MgO d B : Ba(AlO2 )2 Kết tủa C 0,25 đ Al2O3 (du) + Khi cho dung dịch B tác dụng với CO2 dư: 0,25 đ Ba(AlO2)2 + 2CO2 + 4H2O 2Al(OH)3  + Ba(HCO3)2 + Hòa tan C vào dung dịch NaOH dư, ta có PTPƯ: MgO + NaOH không 0,25 đ Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O (Vì kết tủa C cho vào dung dịch NaOH dư có tan một phần chứng tỏ C có Al2O3 dư; phần không tan là MgO). 1. Nhận biết: 2 + Trích mẫu thử và đánh số thứ tự 1, 2, 3, 4, 5, 6. (2 điểm) + Nhỏ từ từ dd NaOH cho tới dư vào các mẫu thử trên. 0,25 đ - Nếu không hiện tượng là K2CO3. - Nếu xuất hiện khí mùi khai là (NH4)2SO4. 2NaOH + (NH4)2SO4 Na2SO4 + 2NH3 + 2H2O (mùi khai) - Nếu xuất hiện kết tủa trắng không tan là dd MgSO4. 0,25 đ MgSO4 + 2NaOH Mg(OH)2  + Na2SO4 - Nếu xuất hiện kết tủa keo sau đó tan dần là dd Al2(SO4)3. Al2(SO4)3 + 6NaOH 2Al(OH)3 + 3Na2SO4 Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O 0,25 đ - Nếu xuất hiện kết tủa xanh lơ sau đó hóa nâu trong không khí là FeSO4. FeSO4 + 2NaOH Fe(OH)2 + Na2SO4 (xanh lơ) 4Fe(OH)2 + O2 2H2O 4Fe(OH)3 (xanh lơ) (nâu đỏ) 0,25 đ - Nếu xuất hiện kết tủa nâu đỏ là Fe2(SO4)3 Fe2(SO4)3 + 6NaOH 2Fe(OH)3 + 3Na2SO4
3. (nâu đỏ) 2. Nêu hiện tượng và giải thích: a. + Ban đầu có kết tủa màu xanh lơ: 2NaOH + FeCl2 Fe(OH)2  + 2NaCl 0,25 đ (xanh lơ) + Để lâu trong không khí thì kết tủa màu xanh lơ dần chuyển sang màu nâu đỏ: 0,25 đ 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3 b. + Ban đầu viên Na tan dần đến hết, xuất hiện khí không màu thoát ra, có kết tủa keo: 0,25 đ 2Na + 2H2O 2NaOH + H2  3NaOH + AlCl3 Al(OH)3  + 3NaCl + Sau đó kết tủa keo tan dần tạo thành dung dịch: 0,25 đ Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O 1. Tách hỗn hợp: + Cho toàn bộ hỗn hợp trên vào dd NH3 dư, có 2 kết tủa tạo thành: 0,25 đ AlCl3 + 3NH3 + 3H2O Al(OH)3  + 3NH4Cl FeCl3 + 3NH3 + 3H2O Fe(OH)3  + 3NH4Cl 3 Còn NaCl không phản ứng. (2 điểm) + Tách riêng kết tủa và nước lọc A (chứa NaCl và NH4Cl). + Cho kết tủa vào NaOH dư, khi đó Al(OH)3 tan hết do phản ứng: 0,125 đ Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O 0,125 đ + Lọc lấy chất rắn không tan là Fe(OH)3 cho tác dụng hết với dung dịch HCl rồi cô cạn, ta được FeCl3 tinh khiết: 0,125 đ Fe(OH)3 + 3HCl FeCl3 + 3H2O + Sục khí CO2 dư vào dung dịch NaAlO2 còn lại: 0,125 đ NaAlO2 + CO2 + H2O Al(OH)3  + NaHCO3 + Lọc lấy Al(OH)3 cho tác dụng với dung dịch HCl rồi cô cạn, ta thu 0,125 đ được AlCl3 tinh khiết: Al(OH)3 + 3HCl AlCl3 + 3H2O + Cô cạn dung dịch A, ta thu được NaCl tinh khiết do: t0 0,125 đ NH4Cl  NH3  + HCl 2. Điều chế từng kim loại Al, Fe: + Hòa tan 2 oxit vào NaOH dư, khi đó Al O tan hết do phản ứng: 2 3 0,25 đ Al2O3 + NaOH NaAlO2 + H2O + Lọc lấy chất rắn không tan là Fe2O3 đem nung nóng đỏ rồi cho luồng khí H2 đi qua, ta được Fe tinh khiết: t0 0.25đ Fe2O3 + 3H2  2Fe + 3H2O + Sục khí CO2 dư vào dung dịch NaAlO2 còn lại: NaAlO2 + CO2 + H2O Al(OH)3  + NaHCO3 0,25đ + Lọc lấy Al(OH)3 đem nung ở nhiệt độ cao, ta được Al2O3: t0 2Al(OH)3  Al2O3 + 3H2O 0,125đ + Điện phân nóng chảy Al2O3 có mặt của criolit, ta thu được Al tinh khiết: 0,125đ dpnc 2Al2O3  4Al + 3O2 n a(mol) FeCO3 1. + Đặt: 116.a b.(56x 16y) 25,28 n b(mol) 0,125 đ FexOy
4. 116.a + 56.bx + 16.by = 25,28 (*) 4 + Các PTHH: t0 (2 điểm) FeCO3  FeO + CO2 (1) 0,125 đ amol amol amol t0 0,125 đ 4FeO + O2  2Fe2O3 (2) a amol mol 2 t0 4FexOy + (3x – 2y)O2  2xFe2O3 (3) 0,125 đ bx bmol mol 2 Ba(OH)2 + CO2 BaCO3  + H2O (4) 0,125 đ 1mol 1mol 1mol Có thể có: Ba(OH)2 + 2CO2 Ba(HCO3)2 (5) 0,125 đ 1mol 2mol 2. + Ta có: n C .V 2 0,15.0,4 0,06(mol) Ba(OH )2 M d 0,125 đ m 7.88 n 0,04(mol) BaCO3 M 197 m 22,4 n 0,14(mol) FexOy M 160 a bx + Theo PTHH (2) và (3): 0,14(mol) 2 2 0,125 đ a bx 0,28 (2*) + Vì: n n nên có 2 trường hợp xảy ra: Ba(OH )2 BaCO3 a. TH1: Chỉ xảy ra phản ứng (4), tức là: Ba(OH)2 dư = 0,06 – 0,04 = 0,02 (mol). Và CO2 hết. 0,125 đ - Theo PTHH (1) và (4): n n 0,04(mol) CO2 BaCO3 Hay: a = 0,04 (3*) thay vào (2*) ta được: 0,125 đ bx = 0,24 (4*) thay vào (*) ta được: by = 0,59 (5*) 0,125 đ bx 0,24 - Lấy (4*) chia cho (5*) ta được: by 0,59 x 24 0,125 đ Loại. y 59 b. TH2: Xảy ra cả 2 phản ứng (4) và (5): 0,125 đ Ba(OH)2 + CO2 BaCO3  + H2O (4) 0,04mol 0,04mol 0,04mol 0,125 đ Ba(OH)2 + 2CO2 Ba(HCO3)2 (5) 0,02mol 0,04mol n 0,04 0,04 0,08(mol) CO2 a 0,08 (6*) thay vào (2*) ta được: bx = 0,2 (7*) thay vào (*) ta được: 0,125 đ by = 0,3 (8*) bx 0,2 x 2 x 2 Lấy (7*) chia cho (8*) ta được: by 0,3 y 3 y 3 0,125 đ Vậy công thức của oxit sắt là: Fe2O3
5. nCuO a(mol) + Đặt: n b(mol) 80a 102b 160c 6,1(g) (*) 0,125 đ Al2O3 nFeO c(mol) + Ta có: n C .V 2 1.0,13 0,13(mol) 0,125 đ H2SO4 M d + Hòa tan A bằng dd H2SO4 loãng ta có PTPƯ: 0,125 đ CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O (1) amol amol amol 5 0,125 đ Al2O3 + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2O (2) (2 điểm) bmol 3bmol bmol 0,125 đ FeO + H2SO4 FeSO4 + H2O (3) cmol c(mol) c(mol) + Theo PTPƯ (3), (4), (5) ta có: a + 3b + c = 0,13 (mol) ( ) 0,125 đ CuSO4 a(mol) 0,125 đ + Trong dd B: Al2 (SO4 )3 b(mol) FeSO4 c(mol) + Khi cho dd B tác dụng với dd NaOH dư ta có PTPƯ: 0,125 đ CuSO4 + 2NaOH Cu(OH)2  + Na2SO4 (4) amol amol 0,125 đ Al2(SO4)3 + 8NaOH 2NaAlO2 + 3Na2SO4 + 4H2O (5) 0,125 đ FeSO4 + 2NaOH Fe(OH)2  + Na2SO4 (6) cmol cmol + Khi nung kết tủa, ta có PTPƯ: 0,125 đ 0 Cu(OH) t CuO + H O (7) 2 2 0,125 đ amol amol t0 4Fe(OH)2 + O2  2Fe2O3 + 4H2O (8) c cmol mol 2 0,125 đ + Theo PTPƯ (4), (5), (6), (7), (8): 80.a + 160.c = 3,2(g) ( ) 0,125 đ + Giải hệ (*), ( ), ( ) ta được: a 0,02mol b 0,03mol c 0,02mol 0,25 đ + Vậy: mCuO n.M 0,02.80 1,6(g) m n.M 0,03.102 3,06(g) Al2O3 mFeO n.M 0,02.72 1,44(g) Hết