Đề thi chọn học sinh giỏi toàn tỉnh năm học 2001-2002 môn : hoá học - lớp 9

Đề chính thức Giáo dục và đào tạo Nam Định ---- Đề thi chọn học sinh giỏi toàn tỉnh Năm học 2001-2002 Môn : hoá học - Lớp 9 THCS Thời gian làm bài : 150 phút ---------- Viết lại sơ đồ và phương trình phản ứng, điều kiện phản ứng biểu diễn biến hoá sau, trong đó thay các chữ A, B, C, D, E, G, H bằng công thức hoá học cụ thể : than nóng đỏ D CaC2 B E G A C H (1,00 điểm) . 2. Hỗn hợp A gồm Al, Mg, Cu. Đun hỗn hợp với NaOH dư được khí B, dung dịch C, phần không tan D. Đun D với H2SO4 đặc dư được khí E, dung dịch G. Khí E nặng hơn hidro 32 lần. Cho dung dịch NaOH vào G đến dư dược kết tủa H. Nung H được chất rắn I. Chia I thành 2 phần: Phần 1 trộn với cacbon nung nóng được chất rắn K. - Cho cacbon oxit qua phần 2 nung nóng đến khối lượng không đổi được chất rắn L. Cho dung dịch HCl dư vào L đến phản ứng hoàn toàn được chất rắn M, dung dịch N. Viết phương trình các phản ứng. M là gì ? (2,00 điểm) 3. Làm thế nào tách được từng chất ra khỏi hỗn hợp gồm Mg, Al2O3, Cu, Ag, bằng phương pháp hoá học. Viết phương trình các phản ứng. (3,00 điểm) 4. Cho dung dịch chứa 18,13 gam một muối của axit cacbonic vào dung dịch chứa 8,4 gam sunfat của một kim loại hoá trị 2 thu được 16,31 gam một chất kết tủa (các chất tham gia phản ứng vừa hết). Hãy xác định công thức các chất trong 2 dung dịch ban đầu. (4,00 điểm) 5. Hỗn hợp A gồm Ba, BaO, Al, Mg có khối lượng 105,8 gam. Chia A thành 2 phần bằng nhau: - Cho nước vào phần 1 đun nóng được dung dịch B, chất không tan C và 11,2 lít khí D. Cho dung dịch Na2SO4 vào dung dịch B đến dư thu được 69,9 gam kết tủa. Cho dung dịch HCl dư vào phần 2 thu được 15,68 lít khí. (Các khí đều đo ở điều kiện tiêu chuẩn) Tính khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp A. (6,00 điểm) 6. Hỗn hợp A gồm CnH2n+2 và C n+4 H 2n+10 đều có mạch thẳng. Đốt cháy hoàn toàn 20,16 gam hỗn hợp A thu được 61,6 gam CO2. Xác định 2 hidro cacbon trong hỗn hợp A . (4,00 điểm) Ghi chú: Thí sinh được sử dụng bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học Sở Giáo dục và đào tạo Nam Định ---- hướng dẫn chấm thi chọn học sinh giỏi tỉnh Năm học 2001 - 2002 Môn : hoá học - Lớp 9 --------- Sơ đồ : C6H6 CaC2 C2H2 C2H4 C2H6 CH4 AgC CAg CH2Br – CH2Br t0 CaC2 + 2H2O đ C2H2 + Ca(OH)2 2CH4 đ C2H2 + 3H2 t0 , C 3C2H2 đ C6H6 C2H2 + 2AgNO3 + 2NH3 đ AgC CAg + 2NH4NO3 AgC CAg + 2HCl đ HC CH + 2AgCl Pd, t) C2H2 + H2 đ C2H4 Ni, t0 C2H4 + H2 đ C2H6 C2H4 + Br đ CH2Br –CH2Br Mỗi 2 phương trình được 0,25 điểm = 1,00 (Nếu không ghi sơ đồ thì chỉ được nửa số điểm) 2. Đun hỗn hợp với NaOH, chỉ có nhôm phản ứng : 2Al + 2NaOH + 2H2O đ 2NaAlO2 + 3H2 0,25 Khí có thể là H2S hay SO2 , M= 32.2 = 64 đE là SO2 0,25 Mg + 2H2SO4 = MgSO4 + SO2 + 2H2O Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + H2O MgSO4 + 2NaOH = Mg(OH)2 + Na2SO4 CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4 Mg(OH)2 = MgO + H2O Cu(OH)2 = CuO + H2O MgO + C = Mg + CO CuO + C = Cu + CO CuO + CO = Cu + CO2 MgO + 2HCl = MgCl2 + H2O M là đồng 1,50 3. * Cho hỗn hợp tác dụng với dung dịch NaOH dư Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O Lọc lấy Mg, Cu , Ag . * Dung dịch cho tác dụng với khí CO2 dư : NaAlO2 + CO2 + 2H2O = Al(OH)3¯ + NaHCO3 Lấy kết tủa nung nóng 2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O * Lấy hỗn hợp Mg, Cu, Ag cho vào dung dịch HCl dư , Mg tan. Còn lại hỗn hợp Cu, Ag. Mg + 2HCl = MgCl2 + H2 Dung dich MgCl2 cho tác dụng với dung dịch NaOH dư MgCl2 + 2NaOH = Mg(OH)2 + 2NaCl Lọc lấy kết tủa đem nhiệt phân : Mg(OH)2 = MgO + H2O Sau đó trộn với C nung nóng MgO + C = Mg + CO Thu được Mg * Nung hỗn hợp Cu, Ag trong oxi : 2Cu + O2 = 2CuO Được hỗn hợp CuO và Ag, cho hỗn hợp vào dung dịch HCl đun nóng , CuO tan, lọc lấy được Ag. CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O Cho dung dịch NaOH vào dung dịch chúa CuCl2 : NaOH + HCl = NaCl + H2O CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2 + H2O * Lấy kết tủa nung nóng được CuO : Cu(OH)2 = CuO + H2O Cho CO qua CuO nung nóng đến khối lượng không đổi thu được Cu : CuO + CO = Cu + CO2 Tách mỗi chất 0,75 điểm x 4 = (tách mỗi chất : cách làm được 0,25 điểm , phương trình phản ừng: 0,5 điểm ). 3,00 4. Axit cacbonic có hai loại muối (mỗi trường hợp 2 điểm) a) Trường hợp 1 : muối axit . aA(HCO3)n + 0,5an BSO4 = Aa(SO4)0,5an ¯ + B(HCO3)2 0,25 Trong đó : n lã số chẵn thì a = 1 n là số lẻ thì a = 2 18,13 gam A(HCO3)n , tạo thành 16,31 gam muối muối sunfat kết tủa = Có tỉ lệ : 18,13 16,31 aA + 61an aA + 96. 0,5an (Khối lượng mol của A cũng đặt là A, khối lượng mol của B đặt là B)) 0,25 18,13 (A+48n) = (A + 61n )16,31 1,82a = 994,91 n – 870,24 n = 124,67 n 0,25 A = 68,5 n 0,25 n 1 2 3 A 68,5 137 205.5 0,25 Giá trị thích hợp với n = 2 , a=1 , A là Ba. Công thức muối của axit cacbonic là Ba(HCO3)2 0,25 Phương trình phản ứng : Ba(HCO3)2 + BSO4 = BaSO4¯ + B(HCO3)2 Số mol BaSO4 = 16,31/233 = 0,07 Khối lượng mol của mol BSO4 = 8,4/0,07 = 120 , b = 120 – 96 = 24, B là Mg. Công thức muối sunfat là MgSO4. b. Trường hợp 2: Muối trung tính . Công thức của muối là Aa (CO3)0,5an và BSO4 0,25 0,25 0,25 Aa (CO3)0,5an + o,5anBSO4 = Aa (SO4)0,5an + 0,5an BCO3 0,25 Kết tủa là sun fat hay cacbonat Kết tủa là sunfat Khối lượng mol muối sunfat không tan = aA + 0,5an. 96 Khối lượng mol muối cacbonat = aA + 0,5an.60 Ta có tỉ lệ : aA + 0,5an.60 aA + 0,5an. 96 = 18,13 16,31 16,31 (A + 30n) = 18,13 ( A + 48n) 16,31A + 489,3 n = 18,13A + 870,24 n 1,82 A = 489,3n – 870,24n < 0 đ loại 0,25 0,25 0,25 Kết tủa là cacbonat : Khối lượng mol của BSO4 = B + 96 Khối lượng mol của BCO3 = B + 60 Có tỉ lệ : B + 96 B + 60 = 8,4 16,31 16,31 (B + 96) = 8,4 (B + 96) 16,31B + 1565,76 = 8,4B + 806,4 đ B < 0 đ loại 0,25 0,25 0,25 5. Khối lượng 1/2 hỗn hợp BaO, Ba, Al, Mg lần lượt là x, y, z, t . Khối lượng mỗi phần là 153x + 137y + 27z + 24 t = 52,9 (gam). Phần 1 : ở đây nước còn dư vì tạo thành dung dịch 0,25 BaO + H2O = x Ba(OH)2 x 0,25 Ba + 2H2O = y Ba(OH)2 + H2 y y 0,25 2Al + Ba(OH)2 + 2H2O = z Ba(AlO2)2 + 3H2 z 1,5z Mg không tham gia phản ứng 0,25 Có hai t Có hai trường hợp : Nhôm tan hết và nhôm không tan hết. Trường hợp 1 : Nhôm tan hết. Số mol hiđro = y + 1,5 z = 11,2/22,4 = 0,5 0,25 Cho Na2SO4 vào dungdịch B, có phản ứng : Ba(OH)2 + Na2SO4 = BaSO4¯ + 2NaOH 0,25 Ba(AlO2)2 + Na2SO4 = BaSO4¯ + 2NaAlO2 0,25 Số mol kết tủa = 69,9/ 233 = 0,3 = số mol Ba và BaO ban đầu = x + y 0,25 Phần 2 tác dụng với HCl dư : BaO + 2HCl = BaCl2 + H2O 0,25 Ba + 2HCl = y BaCl2 + H2 y 0,25 2Al + 6HCl = z 2AlCl3 + 1,5 H2 1,5 z 0,25 Mg + 2HCl = t MgCl2 + H2 t 0,25 Số mol H2 sinh ra = y + 1,5 z + t = 15,68 / 22,4 = 0,7 0,25 Có hệ 4 phương trình : 153x + 137y + 27z + 24 t = 52,9 (a) y + 1,5 z = 0,5 (b) x + y = 0,3 (c) y + 1,5 z + t = 0,7 (d) Từ (b) và (c) đ t = 0,2 Từ (b) và (c) đ 1,5z - x = 0,2 đ z = (0,2 + x) / 1,5 Từ (c) đ y = 0,3 – x . 153x + 137 (0,3 – x) + 27 ( 0,2 + x)/ 1,5 + 0,2.24 = 52,9 x = 0,1 đ y = 0,2 ; z = 0,2 Khối lượng các chất : trong 1/2 hỗn hợp A: BaO Ba Al Mg 153. 0,1 137. 0,2 27.0,2 24.0,2 15,3 27,4 5,4 4,8 (gam) 0,50 trong hỗn hợp A : 30,6 54,8 10,8 9,6 (gam) 0,25 Trường hợp 2 : Nhôm không tan hết ( phần này 2 điểm) : BaO + H2O = x Ba(OH)2 x 0,25 Ba + 2H2O = y Ba(OH)2 + H2 y y 0,25 2Al + Ba(OH)2 + 2H2O = 2(x + y) (x+y) Ba(AlO2)2 + 3H2 z (x + y) 1,5 (x + y) 0,25 Nhôm còn dư z – 2(x+y) Ba(AlO2)2 + Na2SO4 = BaSO4¯ + 2NaAlO2 (x + y ) (x + y) 0,25 ( 1 điểm chỗ này là phần lí luận tính để ra kết quả (x + y) = 0,3 ) Số mol BaSO4¯ = (x + y) = 0,3 Số mol hiđro sinh ra ở phản ứng với nước = y + 1,5 (x + y) = 0,5 y + 1,5 . 0,3 = 0,5 y = 0,05 x = 0,3 – 0,05 = 2,05 x là số mol BaO, khối lượng BaO trong hỗn hợp = 153. 2,05 = 313,65 vượt quá khối lượng của 1/2 hỗn hợp là 52,9 (g) đ loại Trường hợp 1 đúng . 0,50 0,50 6. Hai hiđro cacbon là CnH 2n+2 và C n+4 H 2(n+4) + 2 . Đặt m = n+4 ., công thức của hiđro cac bon thứ hai là CmH 2m + 2 Đạt số mol nguyên tử czcbon trung bình của hỗn hợp là n , số mol hỗn hợp là x. Khối lượng hỗn hợp là (14n + 2 )x = 20,6 (1) 0,50 0,50 CnH 2n+2 + (3n + 1)/2 = nCO2 + (n + 1) H2O 0,25 CmH 2m + 2 + (3m + 1)/2 = mCO2 + (m + 1) H2O 0,25 Số mol CO2 = nx =20,16/ 44 = 1,4 (2) Chia (1) cho (2) có : (14n + 2) / n = 20,16 / 1,4 0,56n = 2,8 đ n = 5 Có hai trường hợp : Trường hợp 1 : n = m = 5 , loại vì m = n + 4. 0,25 0,50 0,50 Trường hợp 2 : n < 5 < n + 4 (3) n có giá trị 1, 2, 3, 4. Có 4 cặp nghiệm sau : n 1 2 3 4 m = n + 4 5 6 7 8 0,25 Loại trường hợp n = 4, m = 5 vì không thoả mãn (3) m = n + 4 > 5 Vậy hỗn hợp gồm 1 trong các trường hợp sau : a) C2H6 và C6H14 , công thức cấu tạo : CH3 – CH3 , CH3 – (CH2)4 – CH3 b) C3H8 và C7H16 , công thức cấu tạo : CH3- CH2 – CH3 CH3 –(CH2)5- CH3 c) C4H10 và C8H18, công thức cấu tạo CH3 – (CH2)2 – CH3 CH3 – (CH2)6 – CH3 0,25 0,25 0,25 0,25 ------------------------ Ghi chú: Cách giải khác đáp án mà đúng, được điểm tương đương. Điểm nguyên tố là 0,25. Tổng điểm toàn bài là điểm của bài. Không làm tròn. Về lý luận cũng như tính toán, từ chỗ sai trở đi sẽ không được điểm (đối với những phần liên quan với nhau) Phương trình phản ứng, nếu có 1 công thức sai : không được điểm; nếu cân băng sai thì được nửa số điểm của phương trình đó. Nếu 2 phương trình cân bằng sai, được điểm bằng 1 phương trình đúng. Toàn bài sau khi qui đổi như vậy nếu còn lai 1 phương trình cân bằng sai thì tính bằng 1 phương trình đúng