Bài giảng Kì thi chọn học sinh giỏi tỉnh năm học: 2011-2012 môn thi: hoá học lớp 9

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA ĐỀ THI CHÍNH THỨC KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH Năm học: 2011-2012 Môn thi: HOÁ HỌC Lớp 9 THCS Ngày thi: 23 tháng 3 năm 2012 Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Đề này có 2 trang, gồm 4 câu. Câu 1: (6 điểm) 1/ Cho sơ đồ phản ứng sau: X +O2,t 0 A E +H2,t0 +Fe,t0 (mïi trøng thèi) B X+D Y+Z +Y +Z A+G A+H +D+Br2 Hãy chọn các chất và viết phương trình hoá học của các phản ứng theo sơ đồ trên. 2/ Từ nguyên liệu ban đầu là quặng pirit sắt, muối ăn, nước, không khí (các thiết bị, điều kiện cần thiết coi như có đủ), hãy viết phương trình điều chế: Fe(OH)3, FeCl3, FeSO4, Fe2(SO4)3. 3/ Muối ăn có lẫn tạp chất: Na2SO4, NaBr, MgCl2, CaCl2, CaSO4. Trình bày cách tinh chế để có được muối ăn tinh khiết. Câu 2: (6 điểm) 1/ Từ tinh bột, viết các phương trình phản ứng chuyển hoá thành etyl axetat (các chất vô cơ và điều kiện cần thiết khác coi như có đủ). 2/ Có hai chất hữu cơ X, Y có cùng công thức phân tử dạng (CH2O)n. Phân tử khối của chúng lớn hơn 50 và nhỏ hơn 200 và MY = 3.MX . Hợp chất hữu cơ X có khả năng hòa tan đá vôi. Hợp chất hữu cơ Y trong phân tử chứa 2 loại nhóm chức là nhóm (-OH) và nhóm (-CHO), mạch không phân nhánh. a/ Hãy xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo và gọi tên của X, Y. b/ Cho kim loại Zn, CuO, Na2CO3 lần lượt vào 3 ống nghiệm chứa dung dịch của chất X. Nêu hiện tượng xảy ra ở mỗi ống nghiệm và viết phương trình hoá học của phản ứng. c/ Nhỏ vài giọt dung dịch bạc nitrat vào ống nghiệm đựng dung dịch amoniac lắc nhẹ, thêm tiếp dung dịch chất Y vào sau đó đặt ống nghiệm vào cốc nước nóng. Nêu hiện tượng và viết phương trình hoá học của phản ứng. 3/ Có 4 hiđrocacbon: metan, etilen, axetilen và bezen. Viết phương trình phản ứng xảy ra (nếu có) khi cho các hiđrocacbon trên lần lượt tác dụng với: a/ H2/ xúc tác Ni, t0. b/ Dung dịch nước brom (ở điều kiện thường). c/ Trùng hợp tạo polime. Số báo danh …...............…… Câu 3: (4 điểm) Hỗn hợp A gồm 2 muối cacbonat: MgCO3 và RCO3. Cho 12,34 gam A vào lọ chứa 100ml dung dịch H2SO4. Sau phản ứng thu được 1,568 lít CO2, chất rắn B và dung dịch C. Cô cạn dung dịch C thu được 8,4 gam chất rắn khan D. Nung B thu được 1,12 lít CO2 và chất rắn E. (Các thể tích khí đo ở đktc) 1/ Tính nồng độ mol của dung dịch H2SO4. 2/ Tính khối lượng B và E. 3/ Cho tỷ lệ mol của MgCO3 và RCO3 trong hỗn hợp A là 5:1, hãy xác định R. Câu 4: (4 điểm) Hỗn hợp X có khối lượng m gam gồm một axit hữu cơ no, đơn chức mạch hở A và một rượu no, đơn chức mạch hở B. A và B có khối lượng phân tử bằng nhau. Nếu đốt cháy hoàn toàn 1/2 hỗn hợp X rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy hấp thụ vào dung dịch nước vôi trong dư thì được 20 gam kết tủa. Mặt khác nếu cho 1/2 hỗn hợp X tác dụng với Na (dư) thì thu được 840ml khí (đo ở đktc). 1/ Xác định công thức phân tử của A và B. 2/ Tính khối lượng m và thành phần % theo khối lượng của A và B trong hỗn hợp X. ----------------------------------------------HÊT------------------------------------------------ Cho: C = 12; O = 16; H = 1; Ag = 108; Na = 23; Cl = 35,5; K = 39; N = 14; Br = 80; Cu = 64; Ca = 40; P = 31; Si = 28; S = 32; Ba = 137; Al = 27; Fe = 56; Zn = 65; Li = 7; Rb = 85; Cs = 133. Học sinh không được dùng bảng HTTH SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH Năm học: 2011-2012 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN HOÁ HỌC (Đề chính thức) Lớp 9 THCS Ngày thi: 23 tháng 3 năm 2012 (Hướng dẫn gồm 4 trang) Câu ý Nội dung điểm 1 (2,0đ) Khí A có mùi trứng thối là H2S. Vậy X là S. B là SO2, E là FeS. D là H2O, Y và Z là HBr và H2SO4. G và H là FeSO4 và FeBr2. …… Các phương trình hoá học xảy ra: S + H2 0t⎯⎯→H2S (A) S + O2 0t⎯⎯→ SO2 (B) 2H2S + SO2 ⎯⎯→3S + 2H2O SO2 + 2H2O + Br2⎯⎯→ 2HBr + H2SO4 Fe + S 0t⎯⎯→ FeS FeS + 2HBr 0t⎯⎯→ FeBr2 + H2S. FeS + H2SO4 0t⎯⎯→ FeSO4 + H2S. 0,25 1,75 2 (2,0đ) - Điều chế axit HCl: Điện phân dung dịch muối ăn thu được H2, Cl2 và dung dịch NaOH 2NaCl + 2H2O , mnx⎯⎯⎯⎯⎯→®iÖn ph©n Cl2 + H2 + 2NaOH Cho Cl2 tác dụng khí H2, as hoà tan sản phẩm vào nước được dd axit HCl: H2 + Cl2 as⎯⎯→2HCl………………………………………… - Điều chế axit H2SO4: Nung quặng pirit: 4FeS2 + 11O2 0t⎯⎯→ 2Fe2O3 + 8SO2 Oxi hoá khí sunfurơ: 2SO2 + O2 0 2 5,t V O⎯⎯⎯→ 2SO3 SO3 + H2O ⎯⎯→H2SO4 ………………………… - Điều chế FeCl3: Fe2O3 + 6HCl⎯⎯→2FeCl3 + 3H2O…………. - Điều chế Fe2(SO4)3: Fe2O3 +3H2SO4⎯⎯→Fe2(SO4)3 + 3H2O… - Điều chế Fe(OH)3: cho FeCl3 hoặc Fe2(SO4)3 tác dụng dd NaOH: Fe2(SO4)3 + 6NaOH⎯⎯→2Fe(OH)3 + 3Na2SO4 Hoặc FeCl3 + 3NaOH⎯⎯→Fe(OH)3 + 3NaCl……………………… -Điều chế FeSO4: Dùng H2 khử Fe2O3 3H2 + Fe2O3 ⎯⎯→2Fe + 3H2O Cho Fe tác dụng dd H2SO4 loãng hoặc Fe2(SO4)3 thu được FeSO4 Fe + H2SO4 ⎯⎯→FeSO4 + H2 Fe + Fe2 (SO4)3 ⎯⎯→ 3FeSO4 …………………………………… 0,5 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 Câu 1 6,0đ 3 (2,0đ) Muối ăn có lẫn tạp chất: Na2SO4, NaBr, MgCl2, CaCl2, CaSO4. - Cho muối ăn có lẫn tạp chất tác dụng dung dịch BaCl2 dư: Na2SO4 + BaCl2 ⎯⎯→BaSO4 + 2NaCl CaSO4 +BaCl2 ⎯⎯→BaSO4 + BaCl2 ……………………………… 0,5 Câu ý Nội dung điểm - Lọc bỏ kết tủa, dung dịch nước lọc gồm: NaCl, NaBr, MgCl2, CaCl2, BaCl2 cho tác dụng với dung dịch Na2CO3 dư. MgCl2 + Na2CO3 ⎯⎯→MgCO3 + 2NaCl CaCl2 + Na2CO3 ⎯⎯→CaCO3 + 2NaCl. BaCl2 + Na2CO3 ⎯⎯→BaCO3 + 2NaCl………………………… - Dung dịch còn lại gồm NaCl, NaBr, Na2CO3 tác dụng dd HCl dư Na2CO3 + 2HCl ⎯⎯→ 2NaCl + H2O + CO2 ……………………. - Dung dịch còn lại gồm NaCl, NaBr, HCl dư sục khí Cl2 dư vào, sau phản ứng cô cạn dung dịch thu được NaCl khan. 2NaBr + Cl2 ⎯⎯→2NaCl + Br2 ……………………………….. 0,5 0,5 0,5 1 (1,0đ) Từ tinh bột và các chất vô cơ cần thiết viết phương trình chuyển hoá thành etyl axetat (mỗi phương trình 0,25x4pt = 1,0điểm) (C6H10O5)n + nH2O 0,H t+⎯⎯⎯→ n C6H12O6 C6H12O6 men⎯⎯→ 2 C2H5OH + 2CO2. C2H5OH + O2 ⎯⎯⎯⎯→xóc tac men CH3COOH + H2O. CH3COOH +C2H5OH 0 2 4 ,H SO t⎯⎯⎯⎯⎯→←⎯⎯⎯⎯®Æc CH3COOC2H5 + H2O. …… 1,0 Câu 2 (6,0đ) 2 (3,5đ) a/ Tìm công thức phân tử của X và Y: Theo bài ra hai chất hữu cơ X, Y có cùng công thức phân tử dạng (CH2O)n. Phân tử khối của chúng lớn hơn 50 và nhỏ hơn 200 và MY = 3.MX . ⇒ 3.MX <200 ⇒ 50< MX < 200/3 ⇒50< 30n < 200/3 ⇒ 1,67 < n < 2,22 . Vậy n = 2 Vậy công thức phân tử của X là C2H4O2. của Y là C6H12O6….. - Tìm công thức cấu tạo của X và Y: Theo bài ra hợp chất hữu cơ X có khả năng hòa tan đá vôi. Vậy X phải có nhóm –COOH ⇒Công thức cấu tạo của X là CH3COOH axit axetic………. Hợp chất hữu cơ Y trong phân tử chứa 2 loại nhóm chức là nhóm (-OH) và nhóm (-CHO), mạch không phân nhánh. ⇒Công thức cấu tạo của Y là: CH2OH- (CHOH)4-CHO Glucozơ………………………….. b/ Cho dung dịch CH3COOH tác dụng với các chất: - Cho kim loại Zn vào thấy kẽm tan dần, thu được dung dịch không màu và có sủi bọt khí không màu không mùi Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 ............................................................. - Chất rắn màu đen (CuO) tan, thu được dung dịch màu xanh nhạt. 2CH3COOH + CuO → (CH3COO)2 Cu + H2O.......................... (đen) (dung dịch màu xanh) - Chất rắn Na2CO3 tan, thu được dung dịch trong suốt không màu, có khí không màu không mùi thoát ra.. 2CH3COOH + Na2CO3→ 2 CH3COONa + CO2 ↑ + H2O........... c/ Có chất màu sáng bạc bám lên thành ống nghiệm. Phương trình phản ứng: C6H12O6 + Ag2O 0 3 ,NH t⎯⎯⎯→C6H12O7 + 2Ag ↓………………… 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Câu ý Nội dung điểm 0,5 3 (1,5đ) a/ H2/ xúc tác Ni, t0. (mỗi phản ứng 0,25x3= 0,75 điểm) CH2=CH2 +H2 0.Ni t⎯⎯⎯→ CH3-CH3 (etilen) CH≡CH +H2 0.Ni t⎯⎯⎯→ CH2=CH2 (axetilen) CH2=CH2 +H2 0.Ni t⎯⎯⎯→ CH3-CH3 +3H2 Ni,t0 Benzen …………………….. b/ Dung dịch nước brom (ở điều kiện thường) (mỗi phản ứng 0,25x2= 0,5 điểm) CH2=CH2 +Br2 → CH2Br-CH2Br (etilen) CH≡CH +Br2 → CHBr=CHBr (axetilen) CHBr=CHBr +Br2 ⎯⎯→ CHBr2-CHBr2 …………………. c/ Trùng hợp tạo polime. nCH2=CH2 0 , ,t p⎯⎯⎯⎯→xóc t¸c ( CH2 –CH2 )n ………………… 0,75 0,5 0,25 1 Tính nồng độ của H2SO4: Nung chất rắn B thu được khí CO2 nên chất rắn B là muối cacbonat dư Ö H2SO4 hết. Phương trình hoá học: MgCO3 + 2HCl ⎯⎯→MgCl2 + CO2 + H2O (1) RCO3 + 2HCl ⎯⎯→RCl2 + CO2 + H2O (2) Số mol H2SO4= Số mol CO2 = 0,07 (mol)=> 2 4 0,07 0,7( ) 0,1 H SO MC M= = 1,0 2 Tính khối lượng B và E Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: 2 4 2 cacbonat 2 pt(1)(2)hh H SO CO H O B D m m m m m m+ = + + + Khối lượng chất rắn khan B ,E: mB = 12,34 + 6,86 – 3,08 – 1,26 – 8,4 = 6,46 (g) ……………………… mE = mB - 2CO m = 6,46 – 0,05.44 = 4,26 (g) ………………………... 1,0 1,0 Câu 3 4,0đ 3 Tổng số mol muối ban đầu = 2CO n∑ = 0,07 + 0,05 = 0,12 (mol) Gọi số mol của RCO3 là x, số mol MgCO3 là 5x Ö 6x = 0,12 => x = 0,02 Ö Ta có phương trình: 0,02.(R + 60) + 0,1.84 = 12,34=> R = 137 Ö R là kim loại Ba. 1,0 Câu ý Nội dung điểm Câu 4 4,0đ 1/ Chất A: CnH2n+1COOH MA = 14n+46 Chất B: CmH2m+1OH MB = 14m+18 Theo bài ra ta có: 14n+46 = 14m+18 =>m=n+2........................................ Gọi x, y lần lượt là số mol của A, B trong mỗi phần: Khi 1/2 hỗn hợp X tác dụng với Na 2 CnH2n+1COOH + 2Na →2 CnH2n+1COONa + H2↑ x x/2 2 CmH2m+1OH + 2Na →2 CmH2m+1ONa + H2↑ ............................................... y y/2 x+y = 0,075 Khi đốt cháy 1/2 hỗn hợp X CnH2n+1COOH + 2 13 +n O2 → (n+1) CO2 + (n+1) H2O x (n+1)x CmH2m+1OH + 2 3m O2 → m CO2 + (m+1) H2O.......................... y my Khi cho CO2 vào dung dịch nước vôi trong dư: CO2 + Ca(OH)2 →CaCO3 + H2O. Số mol CO2 = số mol CaCO3= 0,2 mol. (n+1)x + my = 0,2. → y = 0,125 – 0,075n....................................... Vì 0<y<0,075 nên 0,67 <n<1,67. →n=1, m= 3 →y= 0,05 →x= 0,025 Công thức chất A là CH3COOH (C2H4O2) Công thức chất B là C3H7OH (C3H8O).............................................. 2/ m= 0,075.60.2= 9gam. A chiếm 33,33%; B chiếm 66,67%..................................................... 0,5 0,5 0,5 0,5 1,0 1,0 (Nếu học sinh làm theo cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa ứng với lượng điểm của phần đó)