Đề thi học sinh giỏi môn Hóa học Lớp 9 - Năm học 2011-2012 - Phòng GD và ĐT Vĩnh Tường (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi học sinh giỏi môn Hóa học Lớp 9 - Năm học 2011-2012 - Phòng GD và ĐT Vĩnh Tường (Có đáp án)

1. PHÒNG GD&ĐT ĐỀ THI HSG LỚP 9 NĂM HỌC 2011 - 2012 VĨNH TƯỜNG Môn: Hóa học Thời gian làm bài: 150 phút ĐỀ CHÍNH THỨC Câu I. (2,0 điểm). 1. Viết phương trình hóa học hoàn thành sơ đồ chuyển hóa sau (Ghi rõ điều kiện phản ứng nếu có): (1) (2) (4) (5) (6) (7) (8) Fe FeCl3 (3) FeCl2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Fe2O3 Fe3O4 FeSO4 2. Từ nguyên liệu: Quặng pirit sắt, không khí, nước, muối ăn, các dụng cụ và điều kiện cần thiết có đủ. Viết các phương trình hóa học (Ghi rõ điều kiện phản ứng nếu có) điều chế: Sắt (II) clorua và Sắt (III) sunfat. Câu II. (2.0 điểm). 1. Nêu hiện tượng, giải thích và viết phương trình hóa học xảy ra trong các thí nghiệm sau: a. Nhỏ từ từ dung dịch axit HCl đến dư vào dung dịch Na2CO3. b. Nhỏ dung dịch Na2CO3 vào dung dịch CuCl2. 2. Có 5 lọ hóa chất khác nhau, mỗi lọ chứa một dung dịch của một trong các chất sau: NaOH, HCl, H2SO4, BaCl2, Na2SO4. Chỉ được dùng thêm dung dịch quỳ tím (Các điều kiện và dụng cụ thí nghiệm có đủ). Hãy trình bày phương pháp hóa học nhận ra 5 lọ hóa chất trên. Câu III. (2,0 điểm). Chọn 8 chất hóa học để khi tác dụng với dung dịch HCl thu được 8 khí khác nhau. Viết phương hóa học điều chế các khí đó. Câu IV. (2,5 điểm). Cho 6,8 gam hỗn hợp bột A gồm Fe và Mg vào 400 ml dung dịch CuSO4. Sau phản ứng thu được 9,2 gam chất rắn B và dung dịch C. Thêm NaOH dư vào dung dịch C được kết tủa. Nung kết tủa này ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được 6 gam chất rắn D. 1. Tính thành phần % khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp bột A. 2. Tính nồng độ mol của dung dịch CuSO4 . Câu V. (1,5 điểm). Cho 2,8 gam một chất rắn X tác dụng vừa đủ với dung dịch loãng có chứa 4,9 gam H 2SO4 thu được muối X 1 và chất X 2. Cho biết X chỉ có thể là: Kim loại, Oxit kim loại, Hiđroxit kim loại (Nguyên tố kim loại tạo nên X có hóa trị không đổi). Xác định CTHH của chất X. (Thí sinh được sử dụng Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học) Họ và tên thí sinh: SBD:
2. PHÒNG GD&ĐT HƯỚNG DẪN CHẤM THI HSG LỚP 9 VĨNH TƯỜNG MÔN HÓA HỌC NĂM HỌC 2011 – 2012 Câu Nội dung Điểm Câu I. 1. (2,0 điểm) t 0 2Fe + 3Cl2  2FeCl3 (1) X 2FeCl3 + Fe 3FeCl2 (2) 0,125 8 2FeCl2 + Cl2 2FeCl3 (3) = 1,0 đ FeCl2 + 2NaOH Fe(OH)2 + 2NaCl (4) 0 (Viết được 4Fe(OH) + 2H O + O t 4Fe(OH) (5) 2 2 2 3 PTHH nào t 0 2Fe(OH)3  Fe2O3 + 3H2O (6) cho điểm t 0 3Fe2O3 + CO  2Fe3O4 + CO2 (7) theo PTHH đó) Fe3O4 + 4H2SO4 loãng Fe2(SO4)3 + FeSO4 + 4H2O (8) 2. Các phương trình hoá học điều chế : * FeCl2: t0 0,25 đ 4FeS2 + 11O2  8SO2 + 2Fe2O3 Đpdd có màng ngăn 2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2 + Cl2 t0 0,25 đ H2 + Cl2  2HCl Hoà tan HCl vào nước được dung dịch axit clohiđric. t0 Fe2O3 + 3H2  2Fe + 3H2O 0,25 đ 2HCl + Fe  FeCl2 + H2 * Fe2(SO4)3 : 0 V2O5, 450 C 2SO2 + O2 2SO3 SO3 + H2O  H2SO4 0,25 đ 3H2SO4 + Fe2O3  Fe2(SO4)3 + 3H2O Câu II. 1. (2,0 điểm) a. Nhỏ từ từ dung dịch axit HCl đến dư vào dung dịch Na2CO3. + Hiện tượng: Lúc đầu không có bọt khí thoát ra, sau đó mới có khí sủi bọt. + Giải thích: Vì lúc đầu lượng Na 2CO3 dư so với lượng HCl được cho 0,5 đ vào. PTHH: Na2CO3 + HCl  NaHCO3 + NaCl (Nếu Khi số mol HCl cho vào lớn hơn 2 lần số mol Na2CO3 trong dung dịch không giải thì có khí thoát ra khỏi dung dịch. thích: trừ ½ số điểm) PTHH: NaHCO3 + HCl  NaCl + CO2 + H2O. b. Nhỏ dung dịch Na2CO3 vào dung dịch CuCl2. + Hiện tượng: Màu xanh của dung dịch CuCl2 nhạt dần, có kết tủa màu xanh và khí sủi bọt. 0,5 đ + Giải thích: 2 muối phản ứng tạo ra CuCO3 nhưng ngay sau đó (Nếu CuCO3 bị thủy phân tạo thành kết tủa Cu(OH) 2 màu xanh và khí CO2 sủi bọt. không giải thích: trừ PTHH: Na2CO3 + CuCl2  CuCO3 + 2NaCl ½ số điểm) CuCO3 + H2O  Cu(OH)2  + CO2
3. 2. + Lấy dung dịch ở mỗi lọ một ít cho vào các ống nghiệm làm mẫu thử. + Nhỏ Quỳ tím lần lần lượt vào các mẫu thử. Trường hợp thấy dung dịch chuyển thành màu xanh nhận ra dung dịch NaOH. Trường hợp dung dịch chuyển thành màu đỏ là dung dịch: HCl, 0,25 đ H2SO4 (nhóm I). Trường hợp dung dịch không đổi màu là dung dịch: BaCl2, Na2SO4 (nhóm II). + Nhỏ vài giọt của một dung dịch ở nhóm I vào hai ống nghiệm chứa dung dịch nhóm II: Nếu không có hiện tượng gì thì hóa chất đó là HCl, chất còn lại của nhóm I là H2SO4. Nếu thấy có kết tủa ngay thì dung dịch ở nhóm I 0,5 đ là hóa chất H2SO4 chất còn lại của nhóm I là HCl. H2SO4 + BaCl2  BaSO4 ( kết tủa trắng) + 2HCl 0,25 Ở nhóm II: Nếu thấy ống nghiệm nào kết tủa trắng thì ống nghiệm đó chứa dung dịch BaCl 2. Ống nghiệm còn lại không có hiện tượng gì đó là hóa chất Na2SO4 Câu III. Zn + 2HCl  ZnCl2 + H2 (2,0 điểm) Na2CO3 + 2HCl  2NaCl + CO2 + H2O K2SO3 + 2HCl 2KCl + SO2 + H2O 0,25 X 8 BaS + 2HCl  BaCl2 + H2S = 2,0 đ MnO2 + 4HCl MnCl2 + Cl2 + 2H2O Zn3P2 + 6HCl  3ZnCl2 + 2PH3 Na3N + 3HCl  3NaCl + NH3 Na4C + 4HCl  4NaCl + CH4 Câu IV. 1. (2,5 điểm) Khi cho hỗn hợp kim loại vào dung dịch CuSO 4 thì Mg phản ứng trước, sau đó đến Fe. PTHH: Mg + CuSO4 → MgSO4 + Cu (1) Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu (2) 0.25 đ Xét 3 trường hợp. * Trường hợp 1: Mg chưa phản ứng hết. Do đó, Fe còn chưa phản ứng với CuSO4. Sau phản ứng CuSO4 hết nên dung dịch C chỉ có MgSO4; chất rắn D là MgO. PTHH: MgSO4 + 2NaOH → Na2SO4 + Mg(OH)2 (3) t0 Mg(OH)2 → MgO + H2O (4) Số mol Mg phản ứng = Số mol MgO = 6 : 40 = 0,15 (mol) Mg + CuSO4 → MgSO4 + Cu Cứ 1 mol Mg phản ứng, khối lượng chất rắn tăng: 64-24 = 40g 0,5 đ Số mol Mg phản ứng khi khối lượng tăng: 9,2 – 6,8 = 2,4g là: 2,4 : 40 = 0,06 < 0,15 (Vô lí) * Trường hợp 2: Mg phản ứng hết, Fe dư. FeSO4 + 2NaOH → Na2SO4 + Fe(OH)2 (5)
4. 0,25 đ t0 2Fe(OH)2 + ½ O2 → Fe2O3 + 2H2O (6) Gọi a và b lần lượt là số mol Mg ban đầu và số mol Fe phản ứng. Khối lượng kim loại Mg, Fe bị hòa tan là: 24.a + 56.b (g) Khối lượng kim loại Cu tạo thành là: 64(a + b) (g) Khối lượng chất rắn tăng là: 64(a + b) - 24.a - 56.b = 9,2 – 6,8 40a + 8b = 2,4 5a + b = 0,3 (I) 0,5 đ Khối lượng chất rắn D là: mD = mMgO + mFeO = 40.a + ½.b.160 = 6 5a + 10b = 0,75 (II) Từ (I, II) ta có: 5a b 0,3 0,3 0,05 9b = 0,45 b = 0,05 a = = 0,05. 0,25 đ 5a 10b 0,75 5 Khối lượng Mg trong hỗn hợp ban đầu là: 0,05.24 = 1,2 g Vậy thành phần % khồi lượng các kim loại trong hỗn hợp A là: 1,2.100% %Mg = = 17,65% 6,6 0,25 đ %Fe = 100% - 17,65% = 82,35(%) *Trường hợp 3: Fe, Mg đều hết, CuSO4 dư. 0,25 đ Trường hợp này loại do khi đó khối lượng chất rắn D gồm oxit Fe (Trường và oxit của Mg, CuO dư lại có khối lượng nhỏ hơn khối lượng kim loại hợp nào ban đầu (6<6,8). làm đúng mới cho điểm.) 2. Số mol CuSO4 là: a + b = 0,1 (mol) Vậy nồng độ mol của dung dịch CuSO4 là: 0,1 CM ddCuSO4 = = 0,25 (M) 0,25 đ 0,4 Câu V. 4,9 Số mol H2SO4 là: nH2SO4 = 0,05(mol) (1,5 điểm) 98 * Trường hợp 1: X là kim loại. Gọi CTTQ của X là M (Hóa trị là a: a N*) PTHH: 2M + aH2SO4 M2(SO4)a + aH2 2.0,05/a 0,05 0,5 đ M .0,1 Khối lượng của MO là: 2,8 M 28 .a a Nếu: a = 1 M = 28 (Không có). Nếu: a = 2 M = 56 (Fe). Nếu: a = 3 M = 84 (Không có). Vậy X là Fe. * Trường hợp 2: X là oxit kim loại. Gọi CTTQ của X là M2Oa.
5. PTHH: M2Oa + aH2SO4 M2(SO4)a + aH2O 0,05/a 0,05 Khối lượng của M2Oa là: (2M 16 a).0,05 0,5 đ 2,8 2M 16 a 56 .a M 20 .a a Nếu: a = 1 M = 20 (Không có) Nếu: a = 2 M = 40 (Ca) Nếu: a = 3 M = 60 (Không có) Vậy X là CaO. * Trường hợp 3: X là Hiđroxit của kim loại. Gọi CTTQ của X là M(OH)a PTHH: 2M(OH)a + aH2SO4 M2(SO4)a + 2aH2O (2) 0,5 đ 2.0,05/a 0,05 Khối lượng của M(OH)a là: (Trường (M 17 a).0,1 hợp nào 2,8 2M 17 a 28 .a M 11 .a a làm đúng mới cho Nếu: a = 1 M = 11 (Không có). điểm.) Nếu: a = 2 M = 22 (Không có). Nếu: a = 3 M = 33 (Không có). Ghi chú: Thí sinh làm theo cách khác mà đúng thì cho điểm theo các phần tương ứng.