Đề thi chọn học sinh giỏi môn Hóa học Lớp 9 - Vòng III - Năm học 2016-2017 - Phòng GD&ĐT Sông Lô (Có đáp án)

PHÒNG GD&ĐT SÔNG LÔ KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 - VÒNG III NĂM HỌC 2016-2017 ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI MÔN: HÓA HỌC Thời gian làm bài: 150 phút, không kể thời gian giao đề (Đề thi có 01 trang) Cho biết: H=1; C=12; N=14; O=16; Na=23, Mg=24; Al=27; S=32; Cl=35,5; Fe=56; Cu=64; Ba=137. Câu 1 (1 điểm). Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm Na, Na 2O, NaOH, Na2CO3 trong lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 40%, thu được 8,96 lít hỗn hợp khí (đktc) có tỉ khối so với H 2 là 16,75 và dung dịch Y có nồng độ 51,449%. Cô cạn dung dịch Y, thu được 170,4 gam muối khan. Tính m. Câu 2 (2 điểm). 1. Hoàn thành các phương trình hóa học theo các sơ đồ sau, chỉ rõ các chất từ X1 đến X5 : (1) AlCl3 + X1 X2 + CO2 + NaCl (2) X2 + X3 Al2(SO4)3 + Na2SO4 + H2O (3) X1 + X3 CO2 + ... (4) X2 + Ba(OH)2 X4 + H2O (5) X1 + NaOH X5 + H2O 2. Có 3 mẫu phân bón (dạng bột): Supe photphat kép Ca(H2PO4)2; Kali clorua KCl; Amoni nitrat NH4NO3. Chỉ dùng một hóa chất hãy phân biệt 3 mẫu phân bón trên. Câu 3 (1 điểm). Có 3 khí (A), (B), (C) ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất. Đốt cháy một thể tích khí (A) tạo ra một thể tích khí (B) và hai thể tích khí (C). Khí (C) được sinh ra khi đun nóng S với H 2SO4 đặc. Khí (B) là một oxit có khối lượng oxi gấp 2,67 lần khối lượng của nguyên tố tạo oxit. Xác định các chất (A), (B), (C) và viết các phương trình phản ứng khi cho mỗi khí (B), (C) lội qua dung dịch Na2CO3. Câu 4 (1 điểm). Dẫn từ từ khí CO 2 vào dung dịch chứa y mol Ba(OH)2. Mối liên hệ giữa số mol kết tủa thu được theo số mol CO2 được biểu diễn theo đồ thị hình bên. - Viết phương trình hóa học xảy ra. - Tính giá trị của x, y. Câu 5 (1,5 điểm). Hỗn hợp X gồm Al, Fe, Cu. Lấy 3,31 gam X cho vào dung dịch HCl dư, thu được 0,784 lít H2 (đktc). Mặt khác, nếu lấy 0,12 mol X tác dụng với khí clo dư, đun nóng thu được 17,27 gam hỗn hợp chất rắn Y. Tính thành phần % về khối lượng của các chất trong X (Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn). Câu 6 (1,5 điểm). Có hỗn hợp chất rắn A gồm: Zn, ZnO, Fe, Fe2O3 . Bằng phương pháp hóa học hãy tách các chất rắn ra khỏi hỗn hợp A (sao cho lượng mỗi chất rắn sau khi tách không đổi). Câu 7 (2 điểm). Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm m gam hỗn hợp A gồm Al và FexOy thu được hỗn hợp chất rắn B. Cho B tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được dung dịch C, phần không tan D và 0,672 lít H 2 . Cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch C đến khi thu được lượng kết tủa lớn nhất thì lọc kết tủa, đem nung đến khối lượng không đổi, được 5,1 gam chất rắn. Phần không tan D cho tác dụng với dung dịch H 2SO4 đặc, nóng. Sau phản ứng thu được dung dịch E chỉ chứa một muối sắt duy nhất và 2,688 lít SO2 . (Biết hiệu suất các phản ứng đạt 100% ; thể tích các khí đo ở đktc) a) Xác định công thức phân tử oxit sắt. b) Tính giá trị của m ------------Hết----------- Thí sinh không được sử dụng bảng tuần hoàn. Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm. Họ và tên thí sinh:...........................................................................................Số báo danh............................. HƯỚNG DẪN CHẤM PHÒNG GD&ĐT SÔNG LÔ KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 - VÒNG III NĂM HỌC 2016-2017 ĐỀ THI MÔN: HÓA HỌC Câu 1 Nội dung Điểm Các phương trình phản ứng: 2Na + H2SO4  Na2SO4 + H2 (1) Na2O + H2SO4  Na2SO4 + H2O (2) 2NaOH + H2SO4  Na2SO4 + 2H2O (3) Na2CO3 + H2SO4  Na2SO4 + CO2 + H2O (4) 0,25 170,4 Theo (1), (2), (3) và (4): nH2SO4 = nNa2SO4 = = 1,2 mol 142 8,96.16,75.2 Khối lượng hỗn hợp khí = = 13,4 gam 0,25 22,4 170,4.100 Khối lượng dung dịch sau phản ứng = = 331,2 gam 51,449 0,25 1,2.98.100 Khối lượng dung dịch H2SO4 phản ứng = = 294 gam 40 Vậy: m = 331,2 – 294 + 13,4 = 50,6 gam 0,25 Câu 2 Nội dung Điểm 0,25 1. (1) AlCl3 + 3NaHCO3 Al(OH)3  + 3CO2  + 3NaCl (X1) (X2) (2) 2Al(OH)3 + 6NaHSO4 Al2(SO4)3 + 3Na2SO4 + 6H2O (X2) (X3) 0,25 (3) NaHCO3 + NaHSO4 CO2  + Na2SO4 + H2O 0,25 (X1) (X3) (4) 2Al(OH)3 + Ba(OH)2 Ba(AlO2)2 + 4H2O (X2) (X4) 0,25 (5) NaHCO3 + NaOH Na2CO3 + H2O (X ) (X ) 1 5 0,25 2. Chọn thuốc thử là dung dịch Ca(OH)2 dùng dư: - Nếu không có hiện tượng gì là KCl. 0,25 - Nếu xuất hiện kết tủa là Ca(H2PO4)2. Ca(H2PO4)2 + 2Ca(OH)2 → Ca3(PO4)2 + 4H2O 0,25 - Nếu có bọt khí mùi khai là NH4NO3. 2NH NO + Ca(OH) → Ca(NO ) + 2NH + 2H O 4 3 2 3 2 3 2 0,25 Câu 3 Nội dung Điểm to Theo đề ta có: H2SO4 đặc + S  khí C. Suy ra khí (C ) là SO2 to 0,25 PTHH: 2H2SO4đặc + S  3SO2 + 2H2O Đặt công thức tổng quát của (B) là R2Ox 16x Ta có : 2,67 R = 3x 2R Chỉ có x = 4, R = 12 là thỏa mãn. Vậy (B) là khí CO2 0,25 to Ta lại có: 1(A) + O2  1CO2 + 2SO2 Suy ra 1 mol A có 1molC và 2mol S. Vậy CTHH của khí (A) là CS2 Phản ứng của CO2 và SO2 khi lội qua dung dịch Na2CO3 0,25 CO2 + H2O + Na2CO3 2NaHCO3 0,25 SO2 + Na2CO3 Na2SO3 + CO2  Câu 4 Nội dung Điểm - PTHH: Theo thứ tự: 0,25 CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O (1) CO2 + BaCO3 + H2O Ba(HCO3)2 (2) 0,25 - Ta thấy y = số mol BaCO3 (Cực đại) + Tại vị trí số mol CO2 = 1,2 mol, kết tủa bị hòa tan một phần còn 0,2 mol: 1,2 = y + (y – 0,2) => y = 0,7 0,25 + Tại vị trí số mol CO2 = 0,8 mol, kết tủa bị hòa tan một phần còn x mol: 0,8 = y + (y – x) = 0,7 + (0,7 – x) => x = 0,6 0,25 Câu 5 Nội dung Điểm Gọi số mol của Al, Fe, Cu trong 3,31 gam X lần lượt là x, y, z 27x + 56y + 64z = 3,31 (I) Phương trình hóa học: 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 Mol: x 1,5x Fe 2HCl FeCl2 H2 Mol: y y 0,25 0,784 n 1,5x y 0,035(mol) (II). H2 22,4 ----------------------------------------------------- Gọi số mol của Al, Fe, Cu trong 0,12 mol X lần lượt là kx, ky, kz. 0,25 kx + ky + kz = 0,12 (III). Khi cho X tác dụng với clo dư, phương trình hóa học là to 2Al 3Cl2  2AlCl3 Mol : kx kx to 2Fe 3Cl2  2FeCl3 Mol : ky ky o Cu + Cl t CuCl 2 2 0,25 Mol : kz kz mY 133,5kx 162,5ky 135kz 17,27(IV). x y z 0,12 Từ (III) và (IV) 1,25x-2,23y+1,07z 0 (V). 133,5x 162,5y 135z 17,27 0,25 ----------------------------------------------------- Kết hợp (I), (II), (V) ta có hệ phương trình, giải ra ta được: 27x 56y 64z 3,31 x 0,01 1,5x y 0,035 y 0,02 1,25x 2,23y 1,07z 0 z 0,03 ----------------------------------------------------- Khối lượng của các kim loại trong 3,31 gam X là: mAl = 0,01.27 =0,27 (gam) 0,25 mFe = 0,02.56 = 1,12 (gam) mCu = 1,92 (gam). Thành phần % về khối lượng của các chất trong X là 0,27 %m 100% 8,16%. Al 3,31 1,12 %m 100% 33,84%. Fe 3,31 0,25 %mCu 100% 8,16% 33,84% 58,00% Câu 6 Nội dung Điểm - Đốt hỗn hợp A trong Cl2 dư thu được hỗn hợp B: ZnO, Fe2O3, ZnCl2, FeCl3 t o Zn + Cl2  ZnCl2 t o 2Fe + 3Cl2  2FeCl3 - Cho B vào nước khuấy đều, lọc chất rắn được: 0,25 dd X( ZnCl2, FeCl3) và Chất rắn Y ( ZnO, Fe2O3) - Dung dịch X cho tác dụng với NaOH dư: ZnCl2 + 2NaOH Na2ZnO2 + H2O FeCl3 + 3NaOH Fe(OH)3 + 3NaCl 0,25 + Lọc kết tủa Fe(OH)3 nung đến khối lượng không đổi được Fe2O3, khử Fe2O3 bằng CO thu được Fe: t o 2Fe(OH)3  Fe2O3 + 3H2O 0,25 t o Fe2O3 + 3CO  2Fe +3CO2 + Dung dịch nước lọc (NaOH dư, Na2ZnO2, NaCl) cho tác dụng với CO2 dư: NaOH + CO2 NaHCO3 Na2ZnO2 +2 CO2 + 2H2O Zn(OH)2 + 2NaHCO3 Lọc kết tủa Zn(OH)2 nung đến khối lượn không đổi được ZnO, khử ZnO bằng CO được Zn: t o Zn(OH)2  ZnO + H2O t o ZnO + CO  Zn + CO2 0,25 - Chất rắn Y + NaOH dư, lọc chất rắn được: Fe2O3 và nước lọc Z (NaOH dư, Na2ZnO2) 0,25 Nước lọc Z + CO2 dư, lọc lấy Zn(OH)2, nung đến khối lượng không đổi được ZnO: NaOH + CO2 NaHCO3 Na2ZnO2 +2 CO2 + 2H2O Zn(OH)2 + 2NaHCO3 t o 0,25 Zn(OH)2  ZnO + H2O Câu 7 Nội dung Điểm 2đ Phản ứng nhiệt nhôm: to 2yAl + 3FexOy  yAl2O3 + 3xFe Do chất rắn B tác dụng với dung dịch NaOH giải phóng H 2 B có dư Al B gồm Al 0,25 dư, Al2O3, Fe. 2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2 Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O Dung dịch C gồm NaOH dư, NaAlO . D là Fe. 2 0,25 0,672 2 n 0,03 (mol) n .0,03 0,02 (mol) H2 22,4 Al d­ 3 Dung dịch HCl + dung dịch C: NaOH + HCl NaCl + H2O NaAlO2 + HCl + H2O Al(OH)3  + NaCl Al(OH)3 + 3HCl AlCl3 + 3H2O 0,25 Kết tủa thu được là lớn nhất phản ứng tạo kết tủa Al(OH)3 xảy ra vừa đủ. to 2Al(OH)3  Al2O3 + 3H2O 5,1 n 3+ n 2n 2. 0,1 (mol) Al /ddC Al(OH)3 ¯ Al2O3 102 0,1 0,02 nAl O /crB 0,04 (mol) nO/Fe O 0,04.3 0,12 (mol) 0,25 2 3 2 x y 2,688 n 0,12 (mol) SO2 22,4 D tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được dung dịch E chỉ chứa một muối sắt duy nhất có 2 trường hợp: * TH1: Muối trong dung dịch E là Fe2(SO4)3 to 2Fe + 6H2SO4  Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O 0,08  0,12 (mol) n 0,12 3 0,25 O n 0,08 2 oxit sắt là Fe2O3 Fe 0,25 m = 0,08.56 + 0,04.102 + 0,02.27 = 9,1 (gam) *TH2: Muối trong dung dịch E là FeSO4 to Fe + 2H2SO4  FeSO4 + SO2 + 2H2O 0,12  0,12 (mol) 0,25 n 0,12 1 O 0,25 oxit sắt là FeO nFe 0,12 1 m = 0,12.56 + 0,04.102 + 0,02.27 = 11,34 (gam) * Học sinh có thể giải bằng cách khác, nếu đúng vẫn cho điểm tôi đa.