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

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

1. PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 HUYỆN ĐỨC CƠ NĂM HỌC 2021 - 2022 MÔN: HÓA HỌC, LỚP 9 ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian: 150 phút (Không kể phát đề) (GỒM 01 TRANG) Họ và tên: Lớp: Trường: ĐỀ BÀI Bài 1: (1,5 điểm) Viết các phương trình hóa học xảy ra khi cho mỗi chất FeO, Fe(OH)2, Fe(OH)3, Fe3O4, FexOy, FeCO3 lần lượt tác dụng với H2SO4 đặc, nóng, dư. Bài 2: (3,5 điểm) Một hỗn hợp gồm BaO, MgCO 3, Al2O3, CuO. Trình bày phương pháp tách riêng từng chất từ hỗn hợp trên với điều kiện không làm thay đổi khối lượng mỗi chất so với ban đầu. Bài 3: (4,0 điểm) Cho một lượng bột CaCO 3 tác dụng hoàn toàn với dung dịch HCl 32,85%, sau phản ứng thu được dung dịch X trong đó nồng độ HCl còn lại là 24,195%. Thêm vào X một lượng bột MgCO3 khuấy đều cho phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y trong đó nồng độ HCl còn lại là 21,11%. Tính nồng độ % của các muối có trong dung dịch Y. Bài 4: (5,0 điểm) Nhúng thanh sắt nặng 100 gam vào 500 ml dung dịch hỗn hợp CuSO4 0,08M và Ag2SO4 0,004M. Giả sử tất cả Cu, Ag thoát ra đều bám vào thanh sắt. Sau một thời gian lấy thanh sắt cân lại được 100,48 gam. (Biết kim loại Cu hoạt động hóa học mạnh hơn kim loại Ag). a. Tính khối lượng chất rắn A thoát ra bám lên thanh sắt. b. Hòa tan chất rắn A bằng dung dịch HNO3 đặc. Hỏi có bao nhiêu lít khí màu nâu thoát ra (đo ở 270 C và 1 atm)? c. Cho toàn bộ thể tích màu nâu ở trên hấp thụ vào 500 ml dung dịch NaOH 0,2 M. Tính nồng độ mol của các chất sau phản ứng. Cho rằng thể tích của dung dịch thay đổi không đáng kể. Bài 5: (6,0 điểm) Hòa tan hoàn toàn a gam kim loại M có hóa trị không đổi vào b gam dung dịch HCl được dung dịch D. Thêm 240 gam dung dịch NaHCO 3 7% vào D thì vừa đủ tác dụng hết với lượng HCl còn dư, thu được dung dịch E trong đó nồng độ phần trăm của NaCl và muối clorua kim loại M tương ứng là 2,5% và 8,12%. Thêm tiếp lượng dư dung dịch NaOH vào E, sau đó lọc lấy kết tủa rồi nung đến khối lượng không đổi thì thu được 16 gam chất rắn. Viết các phương trình phản ứng xảy ra. Xác định kim loại M và nồng độ phần trăm của dung dịch HCl đã dùng. Hết . * Ghi chú: Thí sinh được phép sử dụng bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học.
2. PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 HUYỆN ĐỨC CƠ NĂM HỌC 2021 - 2022 MÔN: HÓA HỌC, LỚP 9 ĐÁP ÁN CỦA ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian: 150 phút (không kể phát đề) (Gồm 04 trang) ĐÁP ÁN, BIỂU ĐIỂM VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM Bài Đáp án - Hướng dẫn chấm Điểm 1 (1,5 điểm) Các phương trình hóa học xảy ra: 2FeO + 4H2SO4 đặc, nóng Fe2(SO4)3 + 4H2O + SO2 0,25 đ 2Fe(OH)2 + 4H2SO4 đặc, nóng Fe2(SO4)3 + 6H2O + SO2 0,25 đ 2Fe(OH)3 + 3H2SO4 đặc, nóng Fe2(SO4)3 + 6H2O 0,25 đ 2Fe3O4 + 10H2SO4 đặc, nóng 3Fe2(SO4)3 + 10H2O + SO2 0,25 đ 2FexOy + (6x – 2y)H2SO4 đặc, nóng xFe2(SO4)3 + (6x – 2y) H2O + (3x – 2y) SO2 0,25 đ 2FeCO3 + 4H2SO4 đặc, nóng Fe2(SO4)3 + 4H2O + SO2 + 2CO2 0,25 đ 2 - Nung nóng hỗn hợp ở nhiệt độ cao rồi dẫn khí CO dư đi qua thì (3,5 điểm) thu được hỗn hợp rắn gồm BaO, MgO, Cu, Al2O3. t0 MgCO3  MgO + CO2 t0 0,5 đ CO + CuO  Cu + CO2 - Hòa tan hỗn hợp rắn thu được vào dung dịch NaOH dư, tách lấy chất rắn không tan được hỗn hợp A (Cu, MgO) và phần dung dịch B 0,25 đ gồm NaAlO2, Ba(AlO2)2, Ba(OH)2, NaOH. BaO + H2O Ba(OH)2 Ba(OH)2 + Al2O3 Ba(AlO2)2 + H2O 0,5 đ 2NaOH + Al2O3 2NaAlO2 + H2O - Sục khí CO2 liên tục vào dung dịch B, tách lấy kết tủa nung nóng hoàn toàn thu được Al 2O3. Phần nước lọc cho tác dụng với NaOH dư, lọc lấy kết tủa rồi nung nóng hoàn toàn thu được BaO. 0,25 đ 2CO2 + Ba(OH)2 Ba(HCO3)2 CO + NaOH NaHCO 2 3 0,5 đ NaAlO2 + CO2 + 2H2O NaHCO3 + Al(OH)3 Ba(AlO2)2 + 2CO2 + 4H2O Ba(HCO3)2 + 2Al(OH)3 t0 2Al(OH)3  Al2O3 + 3H2O Ba(HCO3)2 + 2NaOH BaCO3 + Na2CO3 + 2H2O NaHCO3 + NaOH Na2CO3 + H2O t0 0,5 đ BaCO3  BaO + CO2 - Cho rắn A (Cu, MgO) vào dung dịch HCl dư, lọc lấy chất rắn đem đốt cháy hoàn toàn trong oxi thì thu được CuO. Phần nước lọc cho tác dụng với dung dịch Na2CO3 dư, lọc lấy kết tủa thu được MgCO3: 0,25 đ MgO + 2HCl MgCl2 + H2O t0 2Cu + O2  2CuO 2
3. 2HCl + Na2CO3 2NaCl + H2O + CO2 0,25 đ MgCl2 + Na2CO3 MgCO3 + 2NaCl 0,5 đ 3 Giả sử có 100 gam dung dịch HCl 32,85% thì khối lượng HCl là (4,0 điểm) 32,85 gam. nHCl = = 0,9 (mol) 0,25 đ Gọi x là số mol của CaCO3. Phản ứng: 0,25 đ CaCO3 + 2HCl CaCl2 + CO2 + H2O (1) x mol 2x mol x mol x mol x mol Từ PTHH (1) -> nHCl dư = 0,9 – 2.x (mol) 0,5 đ Khối lượng dung dịch X sau phản ứng (1): 100 + 100.x – 44.x = 100 + 56.x (gam) 0,25 đ Ta có: C% HCl = 24,195% 0,5 đ => x = 0,1 (mol) 0,25 đ Vậy sau phản ứng (1) => nHCl còn lại = 0,7 (mol) Cho MgCO3 vào dung dịch X: Gọi y là số mol của MgCO3. Phản ứng: MgCO3 + 2HCl MgCl2 + CO2 + H2O (2) 0,25 đ y mol 2y mol y mol y mol y mol Từ PTHH (2) nHCl dư = 0,7 – 2.y (mol) 0,25 đ Khối lượng dung dịch Y sau phản ứng (2): 105,6 + 84.y – 44.y = 105,6 + 40.y (gam) 0,5 đ Ta có: C% HCl (trong Y) = 21,11% => y = 0,04 (mol) 0,5 đ Dung dịch Y chứa 2 muối CaCl2, MgCl2 và HCl dư. = 10,35% 0,25 đ = 3,54% 0,25 đ 4 a. Số mol của CuSO4: n = 0,5.0,08 = 0,04 (mol) 0,25 đ (5,0 điểm) Số mol của Ag2SO4: n = 0,5.0,004 = 0,002 (mol) 0,25 đ Phản ứng: Fe + Ag2SO4 FeSO4 + 2Ag (1) 0,25 đ 0,002 mol 0,002 mol 0,004 mol Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu (2) 0,25 đ Khi Ag2SO4 phản ứng hết thì theo phản ứng (1): nAg = 0,004 (mol) mtăng = 108.0,004 – 56.0,002 = 0,32 (gam) 0,25 đ Theo đề bài: mtăng = 100,48 – 100 = 0,48 gam > 0,32 gam => CuSO4 có phản ứng. 0,5 đ Gọi x là số mol CuSO4 có phản ứng: Từ (2) => nCu tạo thành = nFe phản ứng = x (mol) => mtăng = 64.x – 56.x = 0,48 – 0,32 = 0,16 (gam) 3
4. => x = 0,02 (mol) 0,25 đ Vậy chất rắn bám lên Fe có: nAg = 0,004 (mol), nCu = 0,02 (mol) => mA = (0,004.108) + (0,02.64) = 1,712 (gam) 0,25 đ 0 b. Thể tích khí màu nâu đo được ở 27 C, 1 atm là khí NO2. 0,25 đ Cu + 4HNO3 Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O (3) 0,25 đ Ag + 2HNO3 AgNO3 + NO2 + H2O (4) Từ (3) và (4) => = 2.0,02 + 0,004 = 0,044 0,25 đ (mol) 0,25 đ c. Ta có: nNaOH = 0,5.0,2 = 0,1 (mol) 0,25 đ Phản ứng: 2NO2 + 2NaOH NaNO2 + NaNO3 + H2O (5) 0,25 đ 0,044 mol 0,044 mol 0,022 mol 0,022 mol Lập tỉ lệ: => Sau phản ứng (5) còn dư NaOH. 0,25 đ Từ (5) nNaOH phản ứng = 0,044 (mol) => nNaOH dư = 0,1 – 0,044 = 0,056 (mol) 0,25 đ 0,25 đ Vậy: 0,25 đ 0,25 đ 5 (6,0 điểm) Gọi hóa trị của kim loại M là a. Ta có: 0,25 đ Phản ứng: 2M + 2aHCl 2MCla + aH2 (1) 0,5 đ NaHCO3 + HCl NaCl + CO2 + H2O (2) 0,5 đ 0,2 mol 0,2 mol 0,2 mol 0,2 mol Từ (2) => nNaCl = 0,2 (mol) => mNaCl = 0,2.58,5 = 11,7 (g) 0,25 đ Khối lượng dung dịch E: 0,5 đ Khối lượng MCla: 38 (gam) 0,25 đ 0,25 đ Khi thêm NaOH vào (E), ta có các phản ứng: MCla + aNaOH M(OH)a + aNaCl (3) 0,5 đ t0 2M(OH)a  M2Oa + aH2O (4) 0,5 đ 0,25 đ 4
5. Từ (3) và (4): 0,5 đ Bảng biện luận: a 1 2 3 M 12 (loại) 24 (nhận) 36 (loại) Vậy, nghiệm hợp lí là: a = 2, M = 24: Magie (Mg) 0,5 đ Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho phản ứng (1) và (2) ta có: + => mdung dịch HCl = 468 + 0,2.44 + 0,4.2 - 0,4.24 – 240 = 228 (gam) 0,5 đ Theo phản ứng (1) và (2) => tổng số mol HCl: n HCl = 0,2 + 0,8 = 1 0,25 đ (mol) 0,5 đ * Chú ý: - Nếu học sinh làm cách khác mà đúng thì vẫn cho điểm tối đa. - Các PTHH nếu viết thiếu điều kiện hoặc cân bằng sai thì trừ 1/2 số điểm của phương trình đó. Nếu PTHH liên quan đến phần tính toán mà không cân bằng thì không tính điểm cho phần tính toán tiếp theo. Hết 5