Đề thi chọn học sinh giỏi cấp Tỉnh môn Hóa học Lớp 9 - Năm học 2010-2011 - Sở GD&ĐT Lào Cai (Có đáp án)

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO LÀO CAI Kè THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH Năm học: 2010 – 2011 ĐỀ CHÍNH Mụn: Hoỏ học - Lớp 9 THỨC Thời gian: 150 phỳt (Khụng kể thời gian giao đề) Ngày thi: 29 - 03 - 2011 (Đề thi gồm 02 trang) Cõu 1. (4,0 điểm) 1. Nung núng Cu trong khụng khớ một thời gian được chất rắn A. Hũa tan A bằng H2SO4 đặc núng dư được dung dịch B và khớ C. Khớ C tỏc dụng với dung dịch KOH thu được dung dịch D. Dung dịch D vừa tỏc dụng với dung dịch BaCl 2, vừa tỏc dụng với dung dịch NaOH. Cho B tỏc dụng với dung dịch KOH. Viết cỏc phương trỡnh húa học xảy ra. 2. Từ pirit sắt, nước biển, khụng khớ và cỏc thiết bị cần thiết khỏc. Hóy viết phương trỡnh húa học điều chế cỏc chất: nước Javen, FeSO4, FeCl3. Cõu 2. (4,0 điểm) 1. Bằng phương phỏp húa học, hóy nhận biết cỏc hỗn hợp sau: (Fe + Fe2O3), (Fe + FeO), (FeO + Fe2O3). 2. Nờu hiện tượng xảy ra trong mỗi trường hợp sau và viết phương trỡnh húa học xảy ra: a. Cho khớ CO2 lội chậm qua nước vụi trong, sau đú thờm tiếp nước vụi trong vào dung dịch thu được. b. Cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch Na2CO3. Cõu 3. (4,0 điểm) 1. Tỡm cỏc chất kớ hiệu bằng chữ cỏi trong sơ đồ sau và hoàn thành sơ đồ bằng phương trỡnh húa học: o A (khí) 1500 C  Làm lạnh nhanh B C D E CH3COOC2H5 CH COONa NaOH 3 CaO X (rắn) Y (khí) 2. Từ một loại tinh dầu người ta tỏch ra được hợp chất hữu cơ A. Đốt chỏy hoàn toàn 2,64 gam A cần vừa đủ 4,704 lớt khớ oxi (đktc) chỉ thu được CO 2 và H2O với tỉ lệ m 11 khối lượng là CO2 = . Biết M < 150. Xỏc định cụng thức phõn tử của A. m 2 A H2O Cõu 4. (3,0 điểm) 1. Hũa tan 5,72 gam Na2CO3.xH2O trong 44,28 gam nước ta thu được dung dịch cú nồng độ 4,24%. Xỏc định cụng thức của hiđrat. 2. Khử 3,48 gam oxit một kim loại M cần dựng 1,344 lớt H 2 (đktc). Toàn bộ lượng kim loại thu được cho tỏc dụng với dung dịch HCl dư thu được 1,008 lớt H 2 (đktc). Xỏc định kim loại M và oxit của nú. Cõu 5. (2,0 điểm) Cho 87 gam dung dịch rượu etylic tỏc dụng với Na lấy dư thỡ thu được 28 lớt khớ H2 (đktc). a. Tớnh khối lượng của rượu etylic và nước trong dung dịch. b. Tớnh độ rượu của dung dịch rượu trờn (biết khối lượng riờng của rượu nguyờn chất là 0,8 g/ml) Cõu 6. (3,0 điểm) Cho 5,12 gam hỗn hợp X gồm 3 kim loại Mg, Fe và Cu ở dạng bột tỏc dụng với 150 ml dung dịch HCl 2M, sau khi phản ứng kết thỳc thấy chỉ thoỏt ra 1,792 lớt khớ H 2 (đktc). Đem lọc rửa thu được 1,92 gam chất rắn B. a. Tớnh khối lượng mỗi kim loại cú trong hỗn hợp X. b. Cho 2,56 gam hỗn hợp X tỏc dụng với 250 ml dung dịch AgNO3 0,34M. Khuấy kỹ hỗn hợp để cho phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch và chất rắn E. Tớnh khối lượng của chất rắn E. -------------------- Hết -------------------- Chỳ ý: - Thớ sinh được sử dụng bảng tuần hoàn cỏc nguyờn tố húa học. - Cỏn bộ coi thi khụng giải thớch gỡ thờm. Họ và tờn thớ sinh: ...................................................... Số bỏo danh: ..................... SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ THI CHỌN LÀO CAI HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH Năm học: 2010 – 2011 ĐỀ CHÍNH Mụn: Hoỏ học - Lớp 9 THỨC Thời gian: 150 phỳt (Khụng kể thời gian giao đề) Ngày thi: 29 - 03 - 2011 (Đỏp ỏn gồm 04 trang) Cõu 1. (4,0 điểm) 1. Nung núng Cu trong khụng khớ được chất rắn A gồm Cu và CuO: to Cu + O2  CuO Khi cho A tỏc dụng với dung dịch H2SO4 đặc, núng và dư: Cu + 2H2SO4 đặc nóng  CuSO4 + SO2  + 2H2O CuO + H2SO4  CuSO4 + H2O Dung dịch B chứa CuSO4 và H2SO4 dư. Khớ C là SO2. Cho C tỏc dụng với dung dịch KOH: SO2 + KOH  KHSO3 và: SO2 + 2KOH  K2SO3 + H2O Dung dịch D chứa KHSO3 và K2SO3. Cho dung dịch D tỏc dụng với BaCl2 và NaOH: K2SO3 + BaCl2  BaSO3  + 2KCl 2KHSO3 + 2NaOH  K2SO3 + Na2SO3 + H2O Cho dung dịch B tỏc dụng với KOH: H2SO4 + KOH  KHSO4 + H2O CuSO4 + 2KOH  Cu(OH)2  + H2O 2. Điện phõn dung dịch nước biển - Khụng cú màng ngăn thu được nước Javen: điện phân dung dịch 2NaCl + H2O không có màng ngăn NaCl + NaClO + H2 - Cú màng ngăn: điện phân dung dịch 2NaCl + 2H2O có màng ngăn 2NaOH + Cl2  + H2  Đốt pirit sắt trong oxi dư: to 4FeS2 + 11O2  2Fe2O3 + 8SO2  Dẫn H2 dư qua Fe2O3 nung núng: to 3H2 + Fe2O3  2Fe + 3H2O Đốt sắt trong khớ clo thu được FeCl3: to 2Fe + 3Cl2  2FeCl3 Đốt khớ SO2 trong khụng khớ với chất xỳc tỏc V2O5: to 2SO2 + O2  2SO3 V2O5 Sục khớ SO3 thu được vào nước: SO3 + H2O  H2SO4 Cho dung dịch thu được phản ứng với sắt dư thu được FeSO4: Fe + H2SO4  FeSO4 + H2  Cõu 2. (4,0 điểm) 1. Lần lượt đỏnh số thứ tự vào cỏc hỗn hợp cần nhận biết. Lấy mỗi hỗn hợp một ớt làm mẫu thử để nhận biết. - Cho dung dịch HCl lần lượt vào ba mẫu thử. Mẫu nào thấy khụng cú khớ bay ra là hỗn hợp (FeO + Fe2O3). Hai mẫu cũn lại đều cú khớ thoỏt ra: Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 FeO + 2HCl  FeCl2 + H2O Fe2O3 + 6HCl  2FeCl3 + 3H2O - Hai mẫu thử cũn lại cho từ từ vào dung dịch CuSO 4 dư và khuấy đều. Lọc kết tủa hũa tan trong dung dịch HCl dư: Fe + CuSO4  FeSO4 + Cu - Dung dịch thu được cho phản ứng với NaOH. Mẫu nào tạo kết tủa trắng xanh, húa nõu đỏ trong khụng khớ thỡ mẫu đú là (Fe + FeO). Mẫu cũn lại tạo kết tủa nõu đỏ là (Fe + Fe2O3) FeCl2 + 2NaOH  Fe(OH)2 + 2NaCl FeCl3 + 3NaOH  Fe(OH)3 + 3NaCl 2- a. Ban đầu thấy cú kết tủa trắng xuất hiện: Ca(OH)2 + CO2  CaCO3 + H2O Sau đú kết tủa tan dần thành dung dịch khụng màu: CaCO3 + CO2 + H2O  Ca(HCO3)2 b. Thoạt đầu khụng thấy hiện tượng gỡ xảy ra do phản ứng: HCl + Na2CO3  NaHCO3 + NaCl Sau đú thấy cú khớ khụng màu, khụng mựi thoỏt ra: HCl + NaHCO3  NaCl + CO2 + H2O Cõu 3. (4,0 điểm) 1. Sơ đồ biến húa: o 1500 C  C H OH CH4 Làm lạnh nhanh C2H2 C2H4 2 5 NaOH CH3COONa CaO CH3COOH CH3COOC2H5 Na2CO3 CO2 Cỏc phương trỡnh húa học biểu diễn sơ đồ trờn: 1. CH COONa + NaOH CaO CH + Na CO 3 to 4 2 3 1500oC 2. 2CH4 làm lạnh nhanh C2H2 + 3H2 3. C H + H Pd C H 2 2 2 to 2 4 H2SO4 4. C2H4 + H2O  CH3CH2OH men giấm 5. C2H5OH + O2  CH3COOH + H2O 6. CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O 7. Na2CO3 + 2HCl  2NaCl + CO2 + H2O 2. Khối lượng oxi đó dựng để đốt chỏy hoàn toàn 2,64 gam A là: 4,704 m = .32 = 6,72 gam O2 22,4 Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta tớnh được: m + m = 2,64 + 6,72 = 9,36 (I) CO2 H2O Mặt khỏc, theo đề bài ta cú: m 11 CO2 = (II) m 2 H2O Từ (I) và (II) ta cú: m = 7,92 gam; m = 1,44 gam CO2 H2O Vậy khối lượng mol nguyờn tử của mỗi nguyờn tố trong A là: 7,92 1,44 m = .12 = 2,16 gam; m = .2 = 0,16 gam C 44 H 18 mO = 2,64 ‒ (2,16 + 0,16) = 0,32 gam Gọi cụng thức phõn tử của A cú dạng C H O theo đề bài ta cú: x y z n 2,16 0,16 0,32 x : y : z = : : = 9 : 8 : 1 12 1 16 Vậy cụng thức phõn tử của A cú dạng C H O 9 8 n Mặt khỏc: MA = 132n < 150 n < 1,14 Vậy n = 1. Cụng thức phõn tử của A là: C9H8O Cõu 4. (3,0 điểm) 1. Số mol Na2CO3.xH2O đó dựng là: 5,72 n = n = mol Na2CO3 .xH2O Na2CO3 106 18x 106 . 5,72 606,32 m = = gam Na2CO3 106 + 18x 106 + 18x Khối lượng dung dịch sau khi hũa tan muối hiđrat là: mdung dịch = 5,72 + 44,28 = 50 gam Vậy nồng độ của dung dịch thu được là: 606,32 1 C% = . .100 = 4,24 Na2CO3 106 + 18x 50 Giải ra ta được x = 10. Vậy cụng thức của muối hiđrat là: Na2CO3 . 10H2O 2. Gọi cụng thức của oxit kim loại M (húa trị n và khối lượng mol M) là MxOy . to MxOy + yH2  xM + yH2O Theo phương trỡnh phản ứng, số mol nguyờn tử oxi cú trong X là: 1,344 n = n = = 0,06 mol O(trong oxit) H2 22,4 Vậy khối lượng nguyờn tử M cú trong oxit là: mM = 3,48 ‒ 0,06 . 16 = 2,52 gam Khi cho M phản ứng với HCl: 2M + 2nHCl  2MCln + nH2 Số mol kim loại: 2 2 1,008 0,09 n = . n = . = mol M n H2 n 22,4 n 0,09 m = . M = 2,52 M = 28n M n n 1 2 3 M 28 56 84 Vậy M = 56. M là sắt: Fe. Cụng thức của oxit là: FexOy. Ta cú: 2,52 x : y = : 0,06 = 3 : 4. 56 Vậy cụng thức của oxit sắt là Fe3O4. Cõu 5. (2,0 điểm) a. Vỡ Na dư nờn rượu etylic và nước phản ứng hết. 2CH3CH2OH + 2Na  2CH3CH2ONa + H2 2H2O + 2Na  2NaOH + H2 Gọi x và y lần lượt là số mol của C2H5OH và H2O. Theo đề bài ta cú: 46x + 18y = 87 (I) 1 1 28 x + y = n = = 1,25 (II) 2 2 H2 22,4 Từ (I) và (II) ta cú: x = 1,5 mol; y = 1 mol Vậy khối lượng của rượu etylic và nước trong dung dịch là: m = 1,5 . 46 = 69 gam C2H5OH m = 18 gam H2O b. Vỡ khối lượng riờng của rượu etylic là 0,8 gam nờn thể tớch của 69 gam rượu là: 69 V = = 86,25 ml V = 18 + 86,25 = 104,25 ml rượu etylic 0,8 dung dịch Vậy độ rượu là: 104,25 D = = 82,73o 86,25 Cõu 6. (3,0 điểm) a. Cỏc phương trỡnh húa học: Mg + 2HCl  MgCl2 + H2 (1) Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 (2) 1,792 1 Vỡ n = = 0,08 mol < n = 0,15 mol nờn axit cũn dư sau phản ứng. H2 22,4 2 HCl Vậy khối lượng Cu cú trong 5,12 gam hỗn hợp X là: mCu = 1,92 gam Gọi x và y lần lượt là số mol Mg và Fe cú trong 5,12 gam hỗn hợp X. Theo đề bài ta cú: 24x + 56y = 5,12 ‒ 1,92 = 3,2 (I) Mặt khỏc, số mol H2 sinh ra từ (1) và (2) ta cú: x + y = 0,08 (II) Từ (I) và (II) ta cú: x = y = 0,04 mol Vậy khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp là: mMg = 0,04 . 24 = 0,96 gam mFe = 0,04 . 56 = 2,24 gam b. Cỏc phương trỡnh phản ứng xảy ra: Mg + 2AgNO3  Mg(NO3)2 + 2Ag (3) Fe + 2AgNO3  Fe(NO3)2 + 2Ag (4) Cu + 2AgNO3  Cu(NO3)2 + 2Ag (5) 1 Ta nhận thấy lượng hỗn hợp X tham gia phản ứng với AgNO 3 bằng lượng 2 hỗn hợp X tham gia phản ứng với HCl. Vậy số mol mỗi kim loại cú trong 2,56 gam hỗn hợp X là: 1 1,92 n = n = 0,02 mol; n = . = 0,015 mol Mg Fe Cu 2 64 Theo đề bài, số mol AgNO3 là: n = 0,25 . 0,34 = 0,085 mol AgNO3 Theo phản ứng (3) và (4) ta dễ thấy Mg và Fe phản ứng hết. Lượng AgNO 3 tham gia phản ứng (3) và (4) là: 2 . (0,02 + 0,02) = 0,08 mol Vậy lượng AgNO3 tham gia phản ứng (5) là: 0,085 ‒ 0,08 = 0,005 mol 0,005 Vậy lượng Cu tham gia phản ứng là: = 0,0025 mol 2 Lượng Cu cũn dư là: 0,015 ‒ 0,0025 = 0,0125 mol Vậy chất rắn E gồm Ag và Cu dư với khối lượng là: mE = 0,085 . 108 + 0,0125 . 64 = 9,98 gam