Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh Lớp 9 THCS môn Hóa học - Năm học 2013-2014 - Sở giáo dục và đào tạo Hải Dương (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh Lớp 9 THCS môn Hóa học - Năm học 2013-2014 - Sở giáo dục và đào tạo Hải Dương (Có đáp án)

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 9 THCS Năm học: 2013 - 2014 HẢI DƯƠNG MÔN: HÓA HỌC ĐỀ THI CHÍNH THỨC Thời gian làm bài: 150 phút Ngày thi: 20 tháng 3 năm 2014 ( Đề này gồm 05 câu, 01 trang) Câu I (2,0 điểm) 1/ Cho một mẩu Na vào dung dịch có chứa Al2(SO4)3 và CuSO4 thu được khí A, dung dịch B và kết tủa C. Nung kết tủa C đến khối lượng không đổi thu được chất rắn D. Cho H 2 dư đi qua D nung nóng được chất rắn E (giả sử hiệu suất các phản ứng đạt 100%). Hòa tan E trong dung dịch HCl dư thì E chỉ tan một phần. Giải thích thí nghiệm bằng các phương trình phản ứng. 2/ Cho hỗn hợp X gồm: Ba; Na; CuO và Fe 2O3. Trình bày phương pháp tách thu lấy từng kim loại từ hỗn hợp X và viết các phương trình phản ứng xảy ra. Câu II (2,0 điểm) 1/ Viết các phương trình phản ứng theo sơ đồ chuyển hóa sau và ghi điều kiện phản ứng (nếu có): Axit axetic (1) Magie axetat (2) Natri axetat (3) Metan (8) (4) Rượu etylic (7) Cloetan (6) Etilen (5) Axetilen 2/ Cho 5 chất khí: CO 2, C2H4, C2H2, SO2, CH4 đựng trong 5 bình riêng biệt mất nhãn. Chỉ dùng hai thuốc thử, trình bày phương pháp hóa học phân biệt mỗi bình trên và viết các phương trình phản ứng xảy ra. Các dụng cụ thí nghiệm có đủ. Câu III (2,0 điểm) 1/ Chia 78,4 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe2O3 thành hai phần đều nhau. Cho phần thứ nhất tác dụng hết với dung dịch HCl dư, thu được 77,7 gam hỗn hợp muối khan. Phần thứ hai tác dụng vừa hết với 500 ml dung dịch Y gồm hỗn hợp HCl, H 2SO4 loãng, thu được 83,95 gam hỗn hợp muối khan. Xác định % khối lượng của mỗi chất trong X và tính nồng độ mol/lít của dung dịch Y. 2/ Đun nóng hỗn hợp X gồm C2H4, H2 có xúc tác Ni, sau một thời gian thu được hỗn hợp khí Y. Biết tỉ khối hơi của X so với khí hiđro là 7,5 và tỉ khối hơi của Y so với khí hiđro là 12. Các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất. Tính thành phần phần trăm theo thể tích các khí có trong hỗn hợp X và Y. Câu IV (2,0 điểm) 1/ Khử hoàn toàn 4,06 gam một oxit kim loại M bằng 3,136 lít CO (đktc) ở nhiệt độ cao thành kim loại và khí X. Tỉ khối của X so với H 2 là 18. Nếu lấy lượng kim loại M sinh ra hoà tan hết vào dung dịch chứa m gam H2SO4 98% đun nóng thì thu được khí SO 2 duy nhất và dung dịch Y. Xác định công thức của oxit kim loại và tính giá trị nhỏ nhất của m. 2/ Cho m gam hỗn hợp G gồm KHCO 3 và CaCO3 tác dụng với dung dịch H 2SO4 loãng, dư. Hấp thụ toàn bộ lượng khí CO 2 sinh ra vào 200 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm KOH 1M và Ca(OH) 2 0,75M thu được 12 gam kết tủa. Tính m. Câu V (2,0 điểm) Đốt cháy hoàn toàn 12 gam chất hữu cơ A chỉ thu được hỗn hợp khí và hơi gồm CO2, H2O. Dẫn toàn bộ sản phẩm cháy vào bình dung dịch Ca(OH) 2 dư thấy có 40 gam kết tủa trắng và khối lượng dung dịch giảm 15,2 gam so với khối lượng của dung dịch Ca(OH) 2 ban đầu. Biết rằng 3 gam A ở thể hơi có thể tích bằng thể tích của 1,6 gam oxi ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất. 1/ Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo của A, biết A phản ứng được với CaCO3. 2/ Hỗn hợp G gồm X (C2H2O4), Y. Trong đó X và Y có chứa nhóm định chức như A. Cho 0,3 mol hỗn hợp G tác dụng với NaHCO3 dư thu được 11,2 lít khí (đktc). Nếu đốt cháy hoàn toàn 0,3 mol hỗn hợp G cần 16,8 lít O2 (đktc), chỉ thu được 12,6 gam nước và 44 gam CO2. Viết CTCT thu gọn của X và Y. Biết Y có mạch cacbon thẳng, chỉ chứa nhóm chức có hiđro và khi cho Y tác dụng với Na dư thì thu được n n phản ứng. H 2 Y Cho: H = 1, C = 12, O = 16, Na = 23, S = 32, Cl = 35,5, K = 39, Ca = 40, Cr = 52, Fe = 56, Cu = 64, Zn = 65. Hết Họ và tên thí sinh: Số báo danh: Giám thị coi thi số 1: .Giám thị coi thi số 2:
2. HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 MÔN THI: HÓA HỌC (Hướng dẫn chấm gồm 05 trang) Câu Ý Đáp án Biểu điểm 1 1,0 Cho Na vào dd Al2(SO4)3 và CuSO4, Na: Na + H2O NaOH + 1/2H2 6NaOH + Al2(SO4)3 2Al(OH)3 + 3Na2SO4 0,25 CuSO4 + 2NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4 Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O. Vì kết tủa C thu được sau khi nung nóng sau đó khử bằng H 2 dư, rồi cho chất rắn thu được tác dụng với dd HCl thấy chất rắn tan một phần chứng tỏ 0,25 kết tủa C có Al(OH)3. Vậy khí A là H , dd B chứa Na SO , có thể có NaAlO . Kết tủa C chứa 2 2 4 2 0,25 Cu(OH)2, Al(OH)3, Chất rắn D có CuO, Al2O3. Chất rắn E gồm Cu, Al2O3 t 0 Cu(OH)2  CuO + H2O t 0 2Al(OH)3  Al2O3 + 3H2O 0,25 t 0 CuO + H2  H2O + Cu Al2O3 + 6HCl 2AlCl3 + 3H2O 2 1,0 Cho hỗn hợp X vào nước dư, lọc thu lấy hỗn hợp A gồm CuO, Fe 2O3 và ddB Dẫn H2 dư, nung nóng qua hỗn hợp A ta thu lấy Cu và Fe t 0 H2 + CuO  Cu + H2O 0,25 1 t 0 3H2 + Fe2O3  2Fe + 3H2O. Hoà hỗn hợp vào dung dịch HCl dư, lọc thu lấy Cu và ddC Fe + 2HCl FeCl2 + H2 Nhỏ dung dịch NaOH dư vào dung dịch C, lọc kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi, dẫn H 2 dư qua nung nóng. Sau phản ứng hoàn toàn thu được Fe 0,25 FeCl2 + 2NaOH 2NaCl + Fe(OH)2 t 0 2Fe(OH)2 + 1/2O2  Fe2O3 + 2H2O t 0 Fe2O3 + 3H2  2Fe + 3H2O Cho Na2CO3 dư vào ddB: Ba + 2H2O Ba(OH)2 + H2 Na + H2O NaOH + 1/2H2 Na CO + Ba(OH) BaCO + 2NaOH 2 3 2 3 0,25 Lọc thu lấy kết tủa và ddD, cho kết tủa vào dd HCl dư; cô cạn lấy BaCl 2; đpnc thu lấy Ba BaCO3 + 2HCl BaCl2 + H2O + CO2 đpnc BaCl2  Ba + Cl2 Cho dung dịch HCl dư vào ddD, cô cạn thu lấy NaCl, đpnc thu lấy Na NaOH + HCl NaCl + H O 2 0,25 Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + H2O + CO2 đpnc 2NaCl  2Na + Cl2 1 1,0 (1) 2CH COOH + Mg (CH COO) Mg + H 2 3 3 2 2 0,25 (2) (CH3COO)2 Mg + 2NaOH 2CH3COONa + Mg(OH)2 (3) CH3COONa + NaOH CH4 + Na2CO3 0,25
3. 15000 c,l ln (4) 2CH4  C2H2 + 3H2 (5) C H + H Pd / PbCO3 C H 2 2 2 2 4 0,25 (6) C2H4 + HCl C2H5Cl t 0 (7) C2H5Cl + NaOH  C2H5OH + NaCl men giam 0,25 (8) C2H5OH + O2  CH3COOH + H2O 2 1,0 Lấy mỗi khí một ít dùng làm thí nghiệm Dẫn từ từ từng khí vào dung dịch Ca(OH) 2 dư, hai mẫu có kết tủa trắng là CO , SO (nhóm I). 2 2 0,25 SO2(k) + Ca(OH)2(dd) CaSO3 + H2O CO2(k) + Ca(OH)2(dd) CaCO3 + H2O Còn lại không có hiện tượng gì là các khí CH4, C2H4, C2H2 (nhóm II) Dẫn từng khí nhóm I và dung dịch brom dư, khí làm nhạt màu dd brom thì đó là SO 2. 0,25 SO2(k) + 2H2O + Br2(dd) H2SO4(dd) + 2HBr(dd) Khí còn lại là CO2. Dẫn từng khí nhóm II đến dư vào các bình tương ứng chứa cùng một lượng dung dịch brom (giả sử a mol Br 2), khí không làm mất màu dung dịch brom là CH4, hai khí làm mất màu dung dịch brom thì đó là C2H4, C2H2, C2H4 + Br2(dd) CH2Br - CH2Br (1) 0,25 a a C2H2 + 2Br2(dd) CHBr2 - CHBr2 (2) a/2 a Cân lại 2 bình dd brom bị mất màu ở trên. Bình nào nặng hơn (tăng 28a gam) thì khí dẫn vào là etilen, bình còn lại (tăng < 26a gam) thì khí dẫn vào 0,25 là axetilen. 1 1,0 PTHH: FeO + 2HCl FeCl2 + H2O (1) Fe O + 6HCl 2FeCl + 3H O (2) 2 3 3 2 0,25 FeO + H2SO4 FeSO4 + H2O (3) Fe2O3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3H2O (4) Gọi trong mỗi phần có: x mol FeO và y mol Fe2O3 78,4 72x 160y 39,2 (*) 2 Theo (1): n n x mol FeCl2 FeO Theo (2): n 2n 2y mol FeCl3 Fe2O3 Ta có: m m m 77,7gam 3 muèi khan FeCl2 FeCl3 0,25 127x 162,5.2y 77,7 127x 325y 77,7 ( ) x 0,1 Từ (*) và ( ) y 0,2 0,1.72 %m .100% 18,37% vµ%m 81,63% FeO 39,2 Fe2O3 Gọi trong 500 ml dd Y có: a mol HCl và b mol H2SO4 Theo (1), (2), (3) và (4): nH O 0,5nHCl nH SO 0,5a b (mol) 2 2 4 0,25 Bảo toàn nguyên tố oxi: n n 3n 0,1 3.0,2 0,7 mol H2O FeO Fe2O3 0,5a + b = 0,7 (I) Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: 0,25
4. m m m m m phÇn2 HCl H2SO4 muèi khan H2O 39,2 36,5a 98b 83,95 18.0,7 36,5a 98b 57,35 (II) a 0,9 Từ (I) và (II) b 0,25 0,9 0,25 C (HCl) 1,8M ; C (H SO ) 0,5M M 0,5 M 2 4 0,5 2 1,0 Gọi a, b lần lượt là số mol của C2H4, H2 có trong X Ta có: 28a 2b M 7,5.2(g) 0,25 X a b a = b % C2H4 = %H2 = 50(%) Gọi x là số mol C2H4 phản ứng: Ni C2H4 + H2 t0 C2H6 Trước pư: a a (mol) Phản ứng: x x x (mol) 0,25 Sau pư: (a –x) (a –x) x (mol) 28(a x) 2(a x) 30x M 12.2(g) Y (a x) (a x) x x = 0,75a n n a 0,75a 0,25a(mol) C2H4 H2 0,25 n 0,75a(mol) C2H6 % C H = %H = 20 % 2 4 2 0,25 % C2H6 = 60 % 1 1,0 * Gọi công thức của oxit cần tìm là MxOy (x,y N ) t0 PPTH: MxOy + yCO  xM + yCO2 (1) 0,25 M X = 36 X có CO dư Tính được số mol CO = 0,07 mol = số mol CO phản ứng 2 0,25 mol MxOy = 0,07/y x*MM + 16*y = 58*y  MM = (2y/x)*21 Xét bảng: 2y/x 1 2 8/3 3 MM 21 42 56 62 0,25 loại loại Fe (t/m) loại 4 CT: Fe3O4 Số mol Fe = 0,0525 mol t0 2Fe + 6H2SO4 đặc  Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O 0,25 Fe + Fe2(SO4)3 3FeSO4 Tính m = 10,5 gam. 2 1,0 CaCO3 + H2SO4 MgSO4 + CO2 + H2O (1) 2KHCO3 + H2SO4 K2SO4 + 2CO2 + 2H2O (2) Số mol KOH = 1. 0,2 = 0,2 (mol) 0,25 Số mol Ca(OH)2 = 0,2. 0,75 = 0,15 (mol) Số mol CaCO3 = 12 : 100 = 0,12(mol) Phản ứng giữa CO 2 và dung dịch KOH, Ca(OH)2 thu được kết tủa nên xảy
5. ra hai trường hợp: TH1: Phản ứng chỉ tạo một muối CaCO3 do phương trình : Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O (3) Theo (3): n n 0,12(mol) 0,25 CO2 CaCO3 Theo (1) và (2): Số mol G = tổng số mol CO2 = 0,12 mol mG = 12 gam TH2: Phản ứng tạo thành hai muối thì xảy ra các phương trình sau: Ca(OH) + CO CaCO + H O (4) 2 2 3 2 0,25 Ca(OH)2 + 2CO2 Ca(HCO3)2 (5) KOH + CO2 KHCO3 (6) Theo (4): n n n 0,12(mol) Ca(OH )2 CO2 CaCO3 Theo (5): n 2n 2(0,15 0,12) 0,06(mol) CO2 Ca(OH )2 0,25 Theo (6): n n 0,2(mol) CO2 KOH Theo (1) và (2): Số mol G = tổng số mol CO2 = 0,38 mol mG = 38 gam 1 1,0 1,6 0,05mol. Theo bài do các khí ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất nO2 32 nên tỷ lệ về thể tích bằng tỷ lệ về số mol của chúng. Vậy số mol A trong 3 gam A bằng số mol oxi. 3 0,25 n n 0,05mol MA = 60g A O2 0,05 12 Số mol trong 12 gam A đem đốt cháy là 0,2mol 60 40 n 0,4mol CaCO3 100 Theo bài, khí CO2 và nước hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch Ca(OH) 2 dư, khối lượng dung dịch sau phản ứng giảm 15,2 gam so với khối lượng dung 0,25 dịch Ca(OH)2 đem dùng. Vậy: m (m m ) 15,2 gam CaCO3 CO2 H2O 7,2 m = 40- (0,4*44 + 15,2) = 7,2 gam n 0,4mol. H2O H2O 18 6,4 mO (trong 12 gam A) = 12 - 0,4(12 + 2) = 6,4 gam n 0,4mol. 5 O 16 Vậy A là hợp chất hữu cơ chứa C, H, O. 0,25 nC : nH : nO = 0,4 : (0,4.2) : 0,4 = 1:2:1 Công thức ĐGN của A là CH2O. Công thức phân tử A là (CH2O)n Ta có 30n = 60 n= 2. Vậy công thức phân tử của A là C2H4O2. Theo bài A phản ứng được với CaCO . Vậy A là axit, CTCT: CH COOH. 3 3 0,25 CaCO3 + 2CH3COOH (CH3COO)2Ca + CO2 + H2O. 2 1,0 Gọi CT chung của G là R(COOH)x Viết phản ứng với NaHCO3 Xác định x = 1,67 G gồm: 0,25 (COOH)2 và R1COOH Tính số mol X = 0,2, Y = 0,1 Tính mG = 32,6 gam mY = 14,6 gam, My = 146 Tính số mol các nguyên tố trong Y: nC = 0,6, nH = 1, nO = 0,4 0,25 CTPT của Y: C6H10O4. Y tác dụng với Na dư thì thu được n n phản ứng Y phải có thêm 01 H 2 Y nhóm OH 0,25 Vì Y mạch thẳng, chứa 1 nhóm -COOH, 1 nhóm -OH, có CTPT là C 6H10O4
6. và chỉ chứa các nhóm chức có H Y có 04 CTCT thỏa mãn Viết 01 CTCT của X: HOOC-COOH Viết 04 CTCT thỏa mãn. OHC-CH(OH)-(CH2)3-COOH; OHC-CH2- CH(OH)-(CH2)2-COOH; 0,25 OHC-(CH2)2-CH(OH)-CH2-COOH; OHC-(CH2)3-CH(OH)-COOH; Tổng 10,0 Ghi chú: - Học sinh làm cách khác đúng chấm điểm tương đương. - Phương trình hóa học có chất viết sai không cho điểm, thiếu điều kiện hoặc không cân bằng trừ 1/2 số điểm của pt đó. Nếu tính toán liên quan đến pt không cân bằng thì không được tính điểm.