Đề thi chọn học sinh giỏi văn hóa môn Hóa học Lớp 9 - Năm học 2016-2017 - Sở GD và ĐT Quảng Trị (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi văn hóa môn Hóa học Lớp 9 - Năm học 2016-2017 - Sở GD và ĐT Quảng Trị (Có đáp án)

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VĂN HÓA LỚP 9 THCS QUẢNG TRỊ Khóa thi ngày 15 tháng 3 năm 2017 Môn: HÓA HỌC ĐỀ THI CHÍNH THỨC Thời gian làm bài: 150 phút, không kể thời gian giao đề Câu 1. (5,0 điểm) 1. Tìm 8 chất rắn khác nhau mà khi cho 8 chất đó tác dụng với dung dịch HCl thì có 8 chất khí khác nhau thoát ra. Viết phương trình hoá học minh họa. 2. Khi nung hoàn toàn chất A thu được chất rắn B màu trắng và khí C không màu. Chất B phản ứng mãnh liệt với nước tạo thành dung dịch D làm đỏ phenolphtalein. Khí C vẫn làm đục dung dịch D. Khi cho B tác dụng với cacbon ở nhiệt độ cao thu được chất E và giải phóng khí F. Cho E phản ứng với nước thu được khí không màu G. Khí G cháy cho nước và khí C. Xác định các chất A, B, C, D, E, F, G và viết các phương trình phản ứng xảy ra. 3. Nung hỗn hợp X gồm a (mol) FeS và b (mol) FeS2 trong một bình kín chứa không khí (gồm 20% thể tích O2 và 80% thể tích N2) đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được một chất rắn duy nhất và hỗn hợp khí Y có thành phần thể tích 84,8% N2, 14% SO2, còn lại là O2. Tính tỉ lệ a/b. Câu 2. (5,0 điểm) 1. Nêu hiện tượng và viết phương trình phản ứng xảy ra với mỗi trường hợp sau: a) Cho dung dịch H2SO4 đặc vào đường saccarozo sau đó đun nhẹ b) Cho dung dịch FeCl2 vào dung dịch AgNO3 dư c) Cho Ure vào dung dịch nước vôi trong d) Cho từ từ dung dịch HCl đến dư vào dung dịch NaAlO2 . 2. Hòa tan các chất gồm Na2O, NaHCO3, BaCl2 và NH4Cl có cùng số mol vào nước dư được dung dịch R và kết tủa Q. Hỏi dung dịch R và kết tủa Q chứa những chất gì ? Viết các phương trình phản ứng minh họa. 3. Cho dòng khí CO dư đi qua ống sứ nung nóng chứa m gam hỗn hợp X gồm hai oxit của 2 kim loại thu được chất rắn A và khí B. Cho toàn bộ khí B vào dung dịch nước vôi trong dư thu được 1,50 gam kết tủa. Cho toàn bộ chất rắn A vào dung dịch H 2SO4 10% (vừa đủ) thì thu được dung dịch muối có nồng độ 11,243%, không có khí thoát ra và còn lại 0,96 gam chất rắn không tan. Viết phương trình phản ứng và xác định công thức của hai oxit, biết rằng các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn. Câu 3. (4,0 điểm) 1. Chỉ dùng thêm một thuốc thử và bằng phương pháp hóa học, hãy phân biệt các chất Ca, Al, MgO và Al2O3. Viết phương trình phản ứng minh họa. 2. Trộn 3 oxit kim loại là FeO, CuO và MO (M là kim loại chưa biết, chỉ có hóa trị II trong hợp chất) theo tỉ lệ mol là 5 : 3 : 1 được hỗn hợp A. Dẫn một luồng khí H2 dư đi qua 23,04 gam A nung nóng đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được hỗn hợp B. Để hòa tan hết B cần 360 ml dung dịch HNO3 nồng độ 3M, thu được V lít (đktc) khí NO duy nhất và dung dịch chỉ chứa nitrat kim loại. Viết các phản ứng xảy ra, xác định kim loại M và tính giá trị V. Câu 4. (6,0 điểm) 1. Từ nguyên liệu ban đầu là tinh bột, chất vô cơ và các điều điện cần thiết xem như có đủ. Hãy viết các phương trình phản ứng (ghi rõ điều kiện) điều chế polietilen, etylaxetat. 2. Có 3 chất hữu cơ A, B, D đều chứa 3 nguyên tố C, H, O và đều có M = 46. Trong đó A và B tan nhiều trong nước, A và B tác dụng với Na, B còn tác dụng với NaOH. D không tác dụng với Na, NaOH và được dùng trong y học để gây tê khi phẫu thuật. Xác định công thức cấu tạo của A, B, D. 3. Hỗn hợp khí X gồm 0,09 mol C2H2; 0,15 mol CH4 và 0,2 mol H2. Nung nóng hỗn hợp X với xúc tác Ni (thể tích Ni không đáng kể) thu được hỗn hợp khí Y gồm 5 chất khí. Cho hỗn hợp Y qua dung dịch brom dư thu được hỗn hợp khí Z có khối lượng mol phân tử trung bình bằng 16. Khối lượng bình đựng dung dịch brom tăng 0,82 gam. Viết các phương trình phản ứng xảy ra và tính thành phần phần trăm thể tích mỗi chất trong Z (biết các khí đo ở cùng điều kiện về nhiệt độ và áp suất). 4. Đốt cháy hoàn toàn 15,2 gam hỗn hợp gồm một axit cacboxylic no, đơn chức, mạch hở và một ancol đơn chức thu được 0,6 mol CO2 và 0,8 mol H2O. Thực hiện phản ứng este hóa 15,2 gam hỗn hợp trên có xúc tác H2SO4 đặc, đun nóng với hiệu suất 75% thu được m gam este (dạng RCOOR’). Viết các phương trình phản ứng và tính giá trị m. Cho: H=1, C=12, O=16, Na=23, Mg=24, Al=27, S=32, Fe=56, Cu=64, Zn=65, Br=80. . HẾT . Thí sinh được dùng bảng HTTH và tính tan 1
2. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO HƯỚNG DẪN CHẤM TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VĂN HÓA LỚP 9 THCS QUẢNG TRỊ Khóa thi ngày 15 tháng 3 năm 2017 Môn thi: HÓA HỌC ĐỀ THI CHÍNH THỨC Câu Ý Nội dung Điểm Câu 1 5,0 điểm + Có thể chọn 8 chất trong các chất sau: Fe, FeS, CaCO3, KMnO4, Na2SO3, CaC2, KNO2, Al4C3, Na2O2, Na3N, Ca3P2 + Phản ứng xảy ra: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑ FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S↑ CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O 1 2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O Na2SO3 + 2HCl → 2NaCl + SO2↑ + H2O 2,0 CaC2 + 2HCl → C2H2↑ + CaCl2 3KNO2 + 2HCl → 2KCl + KNO3 + 2NO↑ + H2O Al4C3 + 12HCl → 4AlCl3 + 3CH4↑ 2Na2O2 + 4HCl → 4NaCl + O2↑ + 2H2O Na3N + 3HCl → 3NaCl + NH3↑ Ca3P2 + 6HCl → 3CaCl2 + 2PH3↑ Đúng mỗi phương trình được 0,25 0,25x8 = 2,0 điểm - Xác định các chất A: CaCO3; B: CaO; C: CO2; D: Ca(OH)2; E: CaC2; F: CO; G: C2H2 - Các phản ứng: t 0 CaCO3  CaO + CO2 CaO + H2O → Ca(OH)2 2 1,5 CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3  + H2O t 0cao CaO + 3C  CaC2 + CO CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2 t 0 2C2H2 + 5O2  4CO2 + 2H2O Đúng mỗi phương trình được 0,25 0,25x6 = 1,5 điểm - Chọn 1 mol hỗn hợp Y, ta có: + Số mol N2 = 0,848 (mol); số mol SO2 = 0,14 (mol); số mol O2 còn lại = 0,012 (mol) + Số mol O2 ban đầu = 0,848/4 = 0,212 (mol) số mol O2 phản ứng = 0,212 – 0,012 = 0,2 (mol) 0,5 điểm - Với a, b lần lượt là số mol FeS và FeS2 ban đầu, viết 2 PTHH và ta có hệ phương trình: 3 t 0 1,5 4FeS + 7O2  2Fe2O3 + 4SO2 a 1,75.a a t 0 4FeS2 + 11O2  2Fe2O3 + 8SO2 b 2,75.b 2b 0,5 điểm a 2b 0,14 a 0,02 - Giải hệ phương trình: 1,75a 2,75b 0,2 b 0,06 a 1 - Vậy 0,5 điểm b 3 Câu 2 5,0 điểm 2
3. a) Đường chuyển sang màu vàng sẩm sau đó hóa đen (than), có sủi bọt khí. H 2SO4dac C12H22O11  12C + 11H2O to C + 2H2SO4 đặc  CO2 + 2SO2 + 2H2O b) Xuất hiện kết tủa trắng và dung dịch chuyển sang màu vàng nâu. 1 FeCl2 + 2AgNO3 2AgCl + Fe(NO3)2 2,0 Fe(NO3)2 + AgNO3 Fe(NO3)3 + Ag Hay FeCl2 + 3AgNO3 2AgCl + Fe(NO3)3 + Ag c) Có khí mùi khai thoát ra và xuất hiện kết tủa trắng. (NH2)2CO + 2H2O (NH4)2CO3 Ca(OH)2 + (NH4)2CO3 CaCO3  + 2NH3  + 2H2O d) Xuất hiện kết tủa keo trắng sau đó kết tủa tan ra trong HCl dư HCl + H2O + NaAlO2 Al(OH)3 + NaCl 3HCl + Al(OH)3 AlCl3 + 3H2O Đúng mỗi trường hợp được 0,5 0,5x4 = 2,0 điểm - Các phương trình phản ứng: Na2O + H2O 2NaOH Mol x 2x NaHCO3 + NaOH Na2CO3 + H2O Mol x x x 2 NH4Cl + NaOH NH3  + NaCl 1,0 Mol x x x x BaCl2 + Na2CO3 BaCO3  + 2NaCl Mol x x x 2x - Dung dịch R chỉ có NaCl, kết tủa Q chỉ có BaCO3 Đúng mỗi phương trình 0,25 0,25x4 = 1,0 điểm - Vì A tác dụng với dd H2SO4 10% không có khí thoát ra, có 0,96 gam chất rắn nên A chứa kim loại không tác dụng dd H2SO4 để tạo ra khí H2, được sinh ra khi oxit của nó bị CO khử. Mặt khác A phải chứa oxit không bị khử bởi CO, oxit đó hòa tan được trong dung dịch H2SO4 tạo dung dịch muối. - Giả sử oxit không tác dụng với CO là R2On, oxit tác dụng với CO là M2Om to - Các PTHH: M2Om + mCO 2M + mCO2 CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O 1,5 0,015.2 0,03 - Ta có n n 0,015(mol) nM = (mol) CO2 CaCO3 100 m m 0,03 mM = .M 0,96(g) MM = 32m 3 m M 2,0 Lần lượt thử các giá trị m = 1, 2, 3. - Giá trị phù hợp: m = 2; MM = 64; Kim loại là Cu → CTHH oxit: CuO 1,0 điểm - Khi cho A tác dụng với dung dịch H2SO4: R2On + nH2SO4 → R2(SO4)n + nH2O (2.M R 96n).x 11,243 - Gọi x là số mol R2On trong A. Ta có (2.M R 16n).x 980nx 100 MR = 9n Lần lượt thử các giá trị n = 1, 2, 3. - Giá trị phù hợp: n = 3; M = 27; Kim loại là Al → CTHH oxit: Al2O3 1,0 điểm Câu 3 4,0 điểm 3
4. - Dùng nước hòa tan các mẫu thử: + Nhóm (I) tan: Tan tạo dung dịch đục và có khí không màu thoát ra là Ca Ca + 2H2O Ca(OH)2 + H2 1 + Nhóm (II) không tan: gồm MgO, Al2O3 và Al, dùng Ca(OH)2 ở trên 1,0 cho vào nhóm không tan, nếu mẫu thử nào bị hòa tan tạo dung dịch trong suốt và không có khí thoát ra là Al2O3 còn mẫu tan có khí thoát ra là Al. Không hiện tượng là MgO. Ca(OH)2 + Al2O3 Ca(AlO2)2 + H2O Ca(OH)2 + 2Al + 2H2O Ca(AlO2)2 + 3H2 Nhận biết đúng mỗi chất được 0,25 0,25x4 = 1,0 điểm - Gọi số mol các oxit kim loại FeO, CuO, MO trong A tương ứng là 5a, 3a và a. * Trường hợp 1: Các oxit bị H2 khử hoàn toàn to FeO + H2  Fe + H2O (1) to CuO + H2  Cu + H2O (2) to MO + H2  M + H2O (3) Fe + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (4) 3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O (5) 3M + 8HNO3 3M(NO3)2 + 2NO + 4H2O (6) - Ta có hệ pt: 2 72.5a + 80.3a + (M + 16).a = 23,04 (I) 3,0 20a + 8a + 8a/3 = 0,36.3 = 1,08 (II) - Giải ra (I) và (II) ta được a = 0,0352; M = 38,55 Loại, vì không có kim loại tương ứng 1,5 điểm * Trường hợp 2: FeO, CuO bị H2 khử còn MO không bị H2 khử - Có các phản ứng (1), (2), (4), (5); không có phản ứng (3), (6); thêm phản ứng (7) sau MO + 2HNO3 M(NO3)2 + 2H2O (7) - Ta có hệ pt: 72.5a + 80.3a + (M + 16).a = 23,04 (III) 20a + 8a + 2a = 0,36.3 = 1,08 (IV) - Giải ra (III) và (IV) ta được a = 0,036; M = 24 M là kim loại Mg 1,0 điểm V (khí NO) = (0,036.5 + 0,036.2).22,4 = 5,6448 lít 0,5 điểm Câu 4 6,0 điểm - Điều chế etyl axetat: CH3COOC2H5 axit, to (-C6H10O5-)n + nH2O  nC6H12O6 men C6H12O6  2C2H5OH + 2CO2 men giaám C2H5OH + O2  CH3COOH + H2O o 1 H2SO4 , t 1,5 CH3COOH + C2H5OH  CH3COOC2H5 + H2O - Điều chế polietilen (PE) 0 H2SO4 d ,170 C C2H5OH  CH2=CH2 + H2O xt, p,to nCH2=CH2  (-CH2-CH2-)n Viết đúng mỗi phương trình được 0,25 0,25x6 = 1,5 điểm - Lập luận xác định A, B, D: + A, B tan nhiều trong nước và tác dụng với Na nên có nhóm chức OH, B còn tác dụng với NaOH nên B có nhóm chức COOH (axit cacboxylic). Do A, B có M = 46 nên A là C2H5OH (ancol etylic) và B là HCOOH (axit fomic). 4
5. 2 2C2H5OH + 2Na  2C2H5ONa + H2 1,5 2HCOOH + 2Na  2HCOONa + H2 HCOOH + NaOH  HCOONa + H2O + D có M = 46 nhưng không tác dụng với Na, NaOH nên không là ancol và axit. Vậy D là CH3OCH3 (đimetyl ete) Lập luận và xác định đúng mỗi chất được 0,5 0,5x3 = 1,5 điểm a) Các phản ứng xảy ra: Ni,t 0 C2H2 + H2  C2H4 a a a Ni,t 0 C2H4 + H2  C2H6 b b b C2H4 dư + Br2  C2H4Br2 C2H2 dư + 2Br2  C2H2Br4 0,25 điểm - Gọi a, b lần lượt là số mol của C2H2 và C2H4 phản ứng nC2H2 dư = (0,09 – a) mol - Hỗn hợp Y gồm 5 khí đó là: CH4 (0,15 mol); C2H2 dư (0,09 – a); C2H4 dư (a – b); C H (b mol) và H dư (0,2 – (a + b)) 0,25 điểm 3 2 6 2 - Khối lượng bình brom tăng = mC2H4 dư + mC2H2 dư = 0,82 (gam) 28(a – b) + 26(0,09 – a) = 0,82 14b – a = 0,76 (1) 1,5 - Hỗn hợp Z gồm: CH4 (0,15 mol); C2H6 (b mol) và H2 dư (0,2 – (a + b)). mhhZ Ta có M Z 16 = nhhZ 30b 16.0,15 2.(0,2 a b) 16 = 2b + a = 0,2 (2) (b 0,15 0,2 a b) - Giải hệ (1) và (2) suy ra: a = 0,08 (mol); b = 0,06 (mol) 0,5 điểm b) Tính thành phần phần trăm thể tích mỗi chất trong Z : nZ = 0,27 (mol) 0,15 0,06 %VCH4 = .100 55,56% ; %VC2H6 = .100 22,22% ; 0,27 0,27 0,06 %VH2 dư = .100 22,22% ; 0,5 điểm 0,27 - Vì nH2O > nCO2 ancol no, đơn chức, mạch hở n(ancol) = 0,8 - 0,6 = 0,2 (mol) - Gọi CTTQ của axit và ancol lần lượt là CnH2nO2 và CmH2m+2O - Phản ứng: CnH2nO2 + (3n-2)/2O2  nCO2 + nH2O (1) CmH2m+2O + 3m/2O2  mCO2 + (m + 1)H2O (2) o / H2SO4 ,t / RCOOH + R OH  RCOOR + H2O (3) 0,5 điểm - Áp dụng ĐLBT khối lượng: 15,2 + nO2.32 = 0,6.44 + 0,8.18 4 nO2 = 0,8 (mol) 1,5 - Bảo toàn O, ta có: n(axit).2 + 0,2.1 + 0,8.2 = 0,8.1 + 0,6.2 n(axit) = 0,1 (mol) Ta có: 0,2.m + 0,1.n = 0,6 2.m + n = 6 m = 1, n = 4 hoặc n = m = 2 0,5 điểm TH1: n(axit) < n(ancol) tính theo axit với công thức este C5H10O2 meste = 0,1.75.102/100 = 7,65 gam 0,25 điểm TH2: n(axit) < n(ancol) tính theo axit với công thức este C4H8O2 meste = 0,1.75.88/100 = 6,60 gam 0,25 điểm - Thí sinh có thể làm cách khác, nếu đúng vẫn đạt điểm tối đa trong mỗi câu. Nếu thiếu điều kiện hoặc thiếu cân bằng hoặc thiếu cả hai thì trừ một nửa số điểm của PTHH đó. 5
6. - Làm tròn đến 0,25 điểm. HẾT . 6