Kỳ thi chọn học sinh giỏi tỉnh lớp 9 năm học 2004-2005 đề chính thức môn: hoá học ( vòng 1)

UBND TỈNH THỪA THIÊN HUẾ KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO LỚP 9 THCS NĂM HỌC 2004-2005 ĐỀ CHÍNH THỨC Môn: HOÁ HỌC ( Vòng 1) Thời gian: 120 phút ( không kể thời gian giao đề ) Bài I : ( 5 điểm ) 1. Hãy viết các phương trình phản ứng xảy ra trong thí nghiệm sau: Nung nóng Cu trong không khí, sau một thời gian được chất rắn A. Hoà tan chất rắn A trong H2SO4 đặc nóng (vừa đủ) được dung dịch B và khí D có mùi xốc. Cho Natri kim loại vào dung dịch B thu dược khí G và kết tủa M ;Cho khí D tác dụng với dung dịch KOH thu được dung dịch E, E vừa tác dụng với dd BaCl2 vừa tác dụng với dd NaOH. 2. Từ quặng pirit (FeS2), NaCl, H2O, chất xúc tác và các điều kiện cần thiết khác hãy điều chế : dd FeCl3, FeSO4, Fe2(SO4)3 và Fe(OH)3. Bài II: ( 4,5 điểm ) Hãy nêu và giải thích bằng phương trình phản ứng các hiện tượng xảy ra trong từng thí nghiệm sau : 1. Cho CO2 dư lội chậm qua dung dịch nước vôi trong (Có nhận xét gì về sự biến đổi số mol kết tủa theo số mol CO2 ). Sau đó cho tiếp nước vôi trong vào dung dịch vừa thu được cho đến dư. 2. Nhúng thanh Zn vào dung dịch H2SO4 96 %. Cốc A Cốc B Bài III : ( 5,5 điểm) Cho 2 cốc A, B có cùng khối lượng. Đặt A, B lên 2 đĩa cân. Cân thăng bằng ( như hình vẽ ): Cho vào cốc A 102 gam AgNO3 ; cốc B 124,2 gam K2CO3. a. Thêm vào cốc A 100 gam dd HCl 29,3% và 100 gam dd H2SO4 24,5% vào cốc B. Phải thêm bao nhiêu gam nước vào cốc B ( hay cốc A ) để cân lập lại cân bằng? b. Sau khi cân đã cân bằng, lấy ½ dd có trong cốc A cho vào cốc B. Phải cần thêm bao nhiêu gam nước vào cốc A để cân lại cân bằng ? Bài IV: ( 5 điểm ) Hoà tan hỗn hợp A thu được từ sự nung bột Al và S bằng dung dịch HCl lấy dư thấy còn lại 0,04 gam chất rắn và có 1,344 lít khí bay ra ở (đktc). Cho toàn bộ khí đó đi qua dung dịch Pb(NO3)2 lấy dư, sau phản ứng thu được 7,17 gam kết tủa màu đen. Xác định phần trăm Al và S trước khi nung. Cho : Al = 27; S = 32; Cl = 35,5; H = 1; Pb = 207. N = 14; O = 16; Ag = 108; K = 39; C = 12 Giám thị coi thi không giải thích gì thêm. UBND TỈNH THỪA THIÊN HUẾ KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO LỚP 9 THCS NĂM HỌC 2004-2005 ĐỀ CHÍNH THỨC Môn: HOÁ HỌC ( Vòng 2) Thời gian: 120 phút ( không kể thời gian giao đề ) Bài I: ( 6,5 điểm ) dd NaCl giấy quỳ tím Cl2 và X 1. Một nguyên tố R có hoá trị IV. R tạo hợp chất khí với Hydro ( khí X ), trong đó Hydro chiếm 25% về khối lượng. a. Xác định tên nguyên tố R và hợp chất khí X? b. Trong một ống nghiệm úp ngược vào trong một chậu nước muối ( có mặt giấy quỳ tím) chứa hỗn hợp khí Cl2, X ( như hình vẽ). Đưa toàn bộ thí nghiệm ra ánh sáng. Giải thích các +G A A F A t0 1800C H2SO4 đđ xt: ? +M B D E hiện tượng xảy ra và viết phương trình phản ứng . 2. Cho sơ đồ: Xác định A,B,D,E,F,G,M (là ký hiệu chất hữu cơ, vô cơ khác nhau ) và viết các phương trình phản ứng, cho biết: A có chứa 2 nguyên tử Cacbon, A được điều chế từ các nguyên liệu có bột hoặc đường bằng phương pháp lên men rượu. Bài II: ( 5 điểm ) 1. Trình bày phương pháp hoá học để phân biệt các bình mất nhãn chứa các khí : C2H4, CO, H2 2. Phân tích m gam chất hữu cơ X chỉ thu được a gam CO2 và b gam H2O. Xác định công thức phân tử của X. Biết rằng: * MX < 87. * 3a = 11b và 7m = 3(a+b). Bài III: ( 4,5 điểm ) Đốt cháy hoàn toàn 3,36 lít hỗn hợp gồm 2 Hydrocacbon A, B (MA< MB) thu được 4,48 lít khí CO2 và 4,5 gam H2O. 1. Xác định CTPT và tính phần trăm thể tích của A, B .(Các khí đo ở đktc) 2. Nêu phương pháp hoá học làm sạch A có lẫn B. Bài IV: ( 4 điểm) Hỗn hợp khí X gồm 0,09 mol C2H2 ; 0,15 mol CH4 và 0,2 mol H2. Nung nóng hỗn hợp khí X với xúc tác Ni ( thể tích Ni không đáng kể ) thu được hỗn hợp Y gồm 5 chất khí. Cho hỗn hợp Y qua dung dịch Brôm dư thu được hỗn hợp khí A có khối lượng mol phân tử trung bình ( MA) bằng 16. Khối lượng bình đựng dung dịch Brôm tăng 0,82 gam. Tính số mol mỗi chất trong A. Cho : C = 12; O = 16; H = 1 Giám thị coi thi không giải thích gì thêm. UBND TỈNH THỪA THIÊN HUẾ KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO LỚP 9 THCS NĂM HỌC 2004-2005 - ĐÁP ÁN - ĐỀ CHÍNH THỨC Môn: HOÁ HỌC ( Vòng 1) Thời gian: 120 phút ( không kể thời gian giao đề ) Bài I : ( 5 điểm ) 1. ( 2,25 điểm ) 2Cu + O2 = 2CuO ( t0C) (1) (0,25 điểm) Do A tác dụng với H2SO4 đđ thu được khí D: Chứng tỏ chất rắn A có Cu dư. Cudư + 2H2SO4 đđ = CuSO4 + SO2 + 2H2O (2) (0,25 điểm) CuO + H2SO4 đđ = CuSO4 + H2O (3) (0,25 điểm) 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 (4) (0,25 điểm) CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4 (5) (0,25 điểm) Do dd E vừa tác dụng được với dd BaCl2, tác dụng với dd NaOH: Chứng tỏ dd E có chứa 2 muối SO2 + KOH = KHSO3 (6) (0,25 điểm) SO2 + 2KOH = K2SO3 + H2O (7) (0,25 điểm) ( hoặc : KHSO3 + KOH dư = K2SO3 + H2O ) 2KHSO3 + 2NaOH =K2SO3 + Na2SO3 + 2H2O (8) (0,25 điểm) K2SO3 + BaCl2 = BaSO3 + 2KCl (9) (0,25 điểm) đpdd 2. ( 2,75 điểm ) đp có màng 2NaCl + 2H2O H2 + 2NaOH + Cl2 (1) (0,5 điểm) 2H2O 2 H2 + O2 (2) (0,25 điểm) 4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 ( t0C) (3) (0,25 điểm) 2SO2 + O2 = 2SO3 ( xt: V2O5, t0C) (4) (0,25 điểm) SO3 + H2O = H2SO4 (5) (0,25 điểm) Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2O ( t0C) (6) (0,25 điểm) Điều chế FeCl3 : 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3 ( t0C), cho vào H2O (7) (0,25 điểm) FeSO4: Fe + H2SO4(loãng) = FeSO4 + H2 (8) (0,25 điểm) Fe2(SO4)3: Fe2O3 +3H2SO4 = Fe2(SO4)3 +3H2O (9) (0,25 điểm) Fe(OH)3: FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3 + 3NaCl (10)(0,25 điểm) Bài II: (4,5 điểm ) 1. ( 2,5 điểm ) - Nước vôi trong đục dần, kết tủa trắng tăng dần đến tối đa ( max). (0,25 điểm) Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O (1) (0,25 điểm) - Sau một thời gian kết tủa tan trở lại, sau cùng trong suốt. (0,25 điểm) CaCO3 + CO2 dư + H2O = Ca(HCO3)2 (2) (0,25 điểm) CO2 Ca(OH)2 Nhận xét: Khi n = n n = max (0,5 điểm) CO2 Ca(OH)2 Khi n = 2n n = 0 (0,5 điểm) - Cho tiếp dd Ca(OH)2 vào dd vừa thu được. Dung dịch lại đục ,kết tủa trắng xuất hiện trở lại, sau thời gian có tách lớp. (0,25 điểm) Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2CaCO3 + 2H2O (3) (0,25 điểm) 2. ( 2 điểm ) - Ban đầu có khí mùi xốc ( SO2 ) thoát ra. (0,25 điểm) Zn + H2SO4đđ = ZnSO4 + SO2 + 2H2O (1) (0,25 điểm) Sau một thời gian thấy xuất hiện kết tủa màu vàng ( S ): Do dd H2SO4 được pha loãng bởi sản phẩm phản ứng có nước tạo ra. (0,25 điểm) 3Zn + 4H2SO4 = 3ZnSO4 + S + 4H2O (2) (0,25 điểm) - Tiếp đến có khí mùi trứng thối thoát ra. (0,25 điểm) 4Zn + 5H2SO4 = 4ZnSO4 + H2S + 4H2O (3) (0,25 điểm) - Sau cùng có khí không màu, không mùi thoát ra ( H2 ): Do nồng độ dd H2SO4 trở nên rất loãng. (0,25 điểm) Zn + H2SO4 loãng = ZnSO4 + H2 . (0,25 điểm) Bài III: ( 5,5 điểm) AgNO3 a. ( 3,25 điểm) n = (0,25 điểm) Cốc A Cốc B HCl n = (0,25 điểm) K2CO3 n = (0,25 điểm) H2SO4 n = (0,25 điểm) HCl * Trong cốc A: AgNO3 + HCl = AgCl + HNO3 (1) (0,25 điểm) AgNO3 HCl pư Từ (1): n = n = 0,6 mol < 0,8 : n dư = 0,8-0,6 = 0,2 mol (0,25 điểm) AgNO3 HNO3 AgCl n = n = n = 0,6 mol (0,25 điểm) Khối lượng ở cốc A (không kể khối lượng cốc): mA = 100 +102 = 202 gam. (0,25 điểm) * Trong cốc B: K2CO3 + H2SO4 = K2SO4 + CO2 + H2O (2) (0,25 điểm) K2CO3 dư H2SO4 K2CO3 pư Từ (2): n = n = 0,25mol < 0,9: n = 0,9–0,25 = 0,65 mol (0,25 điểm) H2SO4 CO2 n = n = 0,25 mol (0,25 điểm) CO2 ddH2SO4 K2CO3 Khối lượng ở cốc B: mB = m + m - m = 124,2 + 100 – (0,25x44) = 213,2 gam (0,25 điểm) Vậy để cân được cân bằng, cần thêm nước vào cốc A : H2O m = 213,2 – 202 = 11,2 gam (0,25 điểm) b. ( 2,25 điểm) AgCl ở cốcA 1/2dd A Khối lượng dd A:m - m = 213,2 – (0,6x143,5) = 127,1 gam. m = 127,1 : 2 = 63,55 gam (0,25 điểm) HNO3 (1/2dd A) Ta có: n = 0,6 : 2 = 0,3 mol (0,25 điểm) HCl dư (1/2dd A) n = 0,2 : 2 = 0,1 mol (0,25 điểm) ptpư: K2CO3 dư + 2HNO3 = 2KNO3 + CO2 + H2O (3) (0,25 điểm) K2CO3 dư + 2HCl dư = 2KCl + CO2 + H2O (4) (0,25 điểm) ( Hoặc : 2H+ + CO32- = CO2 + H2O ) HCl dư HNO3 K2CO3 pư Từ (3,4): n = 1/2n + 1/2n = 1/2.0,3 +1/2.0,1= 0,2 < 0,65. K2CO3 pư CO2 Vâỵ: K2CO3 dư, ta có: n = n = 0,2 mol (0,25 điểm) B m = 213,2 + 63,55 – ( 0,2x 44) = 267,95 gam (0,25 điểm) A m = 213,2 – 63,55= 149,65 gam. (0,25 điểm) Vậy để cân được cân bằng, cần thêm nước vào cốc A : H2O m = 267,95 – 149,65 = 118,3 gam (0,25 điểm) t0 Bài IV: ( 5 điểm) 2Al + 3S = Al2S3 (1) (0,25 điểm) T/h 1: Hỗn hợp A gồm: Al2S3 và Al dư. Theo gt A tdụng dd HCl dư, sp’còn 0,04 gam chất rắn (Vô lý): T/h 1 loại (0,25 điểm) T/h 2: Hỗn hợp A gồm: Al2S3 và S dư. Al2S3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2S (2) (0,25 điểm) H2S + Pb(NO3)2 = PbS + 2HNO3 (3) (0,25 điểm) H2S n = 1,344 : 22,4 = 0,06mol (0,25 điểm) H2S PbS Từ (3): n = n = 0,06mol (Vô lý) : T/h 2 loại (0,25 điểm) Vậy T/h 3: Hỗn hợp A phải gồm:Al2S3, Aldư, Sdư.( pứ xãy ra không h/toàn) (0,25 điểm) 2Aldư + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2 (2/ ) (0,25 điểm) (H2S, H2) Sdư Ta có: n = 0,06mol; m = 0,04gam (0,25 điểm) H2S H2 Từ (3): n = 0,03mol n = 0,06 - 0,03 = 0,03mol (0,5 điểm) H2S Al2S3 Từ (1,2): n = n = 0,03 : 3 = 0,01mol (0,25 điểm) Al2S3 Al pư Từ (1): n = 2n = 2 . 0,01 = 0,02mol (0,25 điểm) H2 Spư Al2S3 n = 3n = 3 . 0,01= 0,03mol (0,25 điểm) Al dư Từ (2/ ): n = n = . 0,03 = 0,02mol (0,25 điểm) mhh = 1,08 + 1 = 2,08 gam Al bđ (0,75 điểm) m = ( 0,02 + 0,02 ). 27 = 1,08 gam S bđ m = 0,03.32 + 0,04 = 1 gam Al bđ Vậy : % m = = 51,92% (0,25 điểm) S bđ % m = 48,08% (0,25 điểm) - Không cân bằng phản ứng trừ nữa số điểm. - Học sinh có thể giải cách khác. UBND TỈNH THỪA THIÊN HUẾ KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO LỚP 9 THCS NĂM HỌC 2004-2005 - ĐÁP ÁN - ĐỀ CHÍNH THỨC Môn: HOÁ HỌC ( Vòng 2) Thời gian: 120 phút ( không kể thời gian giao đề ) Bài I : ( 6,5 điểm ) 1.( 3,5 điểm) 4MH x 100 M RH4 4 x 100 MR + 4 a. Công thức R với H là: RH4 . Ta có: %H = 25= MR = 12 đvC (0,5 điểm) Vậy nguyên tố R là Cacbon ( C ). Hợp chất khí X là: CH4 ( Metan ) (0,5 điểm) dd NaCl + HCl giấy quỳ tím hoá đỏ CH3Cl Cl2 còn ,CH4 còn b. - Màu vàng của khí Cl2 bị nhạt đi . (0,25 điểm) *Do sphẩm của p/ứng thế tạo ra CH3Cl,HCl ( không màu) askt 1:1 (0,5 điểm) CH4 +Cl2 CH3Cl + HCl (0,25 điểm) - Nước trong ống nghiệm dâng lên. (0,25 điểm) *Do số mol khí trong ống nghiệm giảm xuống( HCl tan trong nước) áp suất trong ống nghiệm bị giảm nên nước bị đẩy lên (0,5 điểm) - Giấy quỳ tím hoá đỏ. (0,25 điểm) * Do HCl tan trong nước,tạo thành dd axit HCl làm quỳ tím hoá đỏ. (0,5 điểm) 2. ( 3 điểm ) H2SO4 đđ A: C2H5OH; B: C2H4; D: H2O; E: C2H5Cl; M: Na; F: NaOH; G: HCl (1,5 điểm) H2SO4 loãng 1800C C2H5OH C2H4 + H2O (1) (0,25 điểm) C2H4 + H2O C2H5OH (2) (0,5 điểm) C2H4 + HCl C2H5Cl (3) (0,25 điểm) t0C 2H2O + 2Na = 2NaOH + H2 (4) (0,25 điểm) C2H5Cl + NaOH C2H5OH + NaCl (5) (0,25 điểm) Bài II: ( 5 điểm) 1. ( 2 điểm ) - Cho lần lượt các mẫu chứa các khí trên đi qua bình chứa dd Br2. + Mẫu khí nào làm mất màu nâu đỏ của dd Br2. Mẫu đó là khí C2H4 (0,25 điểm) C2H4 + Br2 C2H4Br2 (1) (0,25 điểm) + 2 mẫu không làm mất màu dd Br2. Mẫu đó là CO, H2. t0C - Cho 2 mẫu khí còn lại lần lượt qua ống chứa CuO nung nóng. t0C CuO + CO Cu + CO2 (2) (0,25 điểm) CuO + H2 Cu + H2O (3) (0,25 điểm) + Dẫn sản phẩm khí thoát ra ở trên qua bình chứa CuSO4 khan ( màu trắng ). Khí nào làm CuSO4 khan từ màu trắng chuyển thành tinh thể màu xanh lam. Sản phẩm khí đó là H2O (h). Suy ra mẫu khí đó là H2. (0,25 điểm) CuSO4 + 5H2O CuSO4.5H2O (4) (0,25 điểm) + Dẫn sản phẩm khí còn lại qua dd nước vôi trong.Nước vôi trong hoá đục. Sản phẩm khí đó là CO2. Suy ra mẫu khí đó là CO. (0,25 điểm) Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O (5) (0,25 điểm) 2. ( 3 điểm) Đặt CTTQ X: CxHyOz CxHyOz + ( 4x + y -2z)/4 O2 xCO2 + y/2H2O (1) (0,5 điểm) b H 56b 9 C m = = b gam ; m = = gam (0,5 điểm) 63 O m = m - = = gam (0,5 điểm) Ta có : x : y : z = = 3 : 4 : 2 (0,5 điểm) Suyra công thức X : (C3H4O2)n (0,25 điểm) Theo giả thiết MX < 87 72n < 87 n < 1,2. Vậy: n = 1 (0,5 điểm) Vậy CTPT X : C3H4O2 (0,25 điểm) Bài III: ( 4,5 điểm ) 1. ( 4 điểm ) / / Đặt A: CxHy ( a mol ) ; B: Cx Hy ( b mol ) Thay 2 H-C này bằng 1 H-C duy nhất : Cx Hy với số mol ( a + b )mol (x < x < x/ ) Cx Hy + ( x + y/4) O2 xCO2 + y/2H2O (1) (0,25 điểm) Ta có : a + b = 3,36 / 22,4 = 0,15 mol (0,25 điểm) CO2 Từ (1) : n = x ( a + b ) = 4,48 / 22,4 = 0,2 mol x = = 1,33 (0,5 điểm) Từ : x < x < x/ x < 1,33 < x/ . Vậy x = 1 y = 4: Vậy A là CH4 (0,5 điểm) H2O Từ (1): n = y/2( a +b ) = 4,5 /18 = 0,25 mol y = = 3,33 (0,5 điểm) Do A: CH4 có y = 4 > 3,33 vậy Hydrocacbon B phải có y/ < 3,33. (0,25 điểm) Vậy y/ = 2 x/ = 2: Vậy B là C2H2 (0,5 điểm) CO2 Ta có: n = 1.a + 2.b = 0,2 (I) (0,25 điểm) Và a + b = 0,15 (II) (0,25 điểm) C2H2 CH4 Giải (I,II): a = 0,1 và b = 0,05 .Vậy: %V = 66,67% và %V = 33,33% (0,75 điểm) 2. ( 0,5 điểm ) Cho hỗn hợp gồm CH4 và C2H2 đi qua bình chứa dd Br2 (dư) thì C2H2 bị giữ lại, khí thoát ra nguyên chất là CH4. Như vậy ta đã làm sạch khí CH4 có lẫn C2H2. (0,25 điểm) C2H2 + 2Br2 C2H2Br4 (0,25 điểm) ( Hoặc cho qua bình chứa dd AgNO3/NH3 dư thì C2H2 bị giữ lại ) Ni Bài IV: ( 4 điểm ) Ni t0C a a a C2H2 + H2 C2H4 (1) (0,25 điểm) b b b t0C C2H4 + H2 C2H6 (2) (0,25 điểm) C2H2 pư Gọi a, b là số mol C2H2, C2H4 phản ứng. n = ( 0,09 – a ) mol. Hỗn hợp Y gồm CH4 : 0,15 mol ; C2H2 dư : (0,09 – a ) mol ; C2H4 dư :(a – b) mol C2H6 : b mol; H2 dư: 0,2 – (a+b) mol (0,25 điểm) C2H4 dư + Br2 C2H4Br2 (3) (0,25 điểm) C2H2 dư + 2Br2 C2H2Br4 (4) (0,25 điểm) C2H2 dư C2H4 dư Theo giả thiết: m + m = 0,82 gam (0,25 điểm) 28(a – b) +26 (0,09- a) = 0,82 14b – a = 0,76 (I) (0,5 điểm) Hỗn hợp A gồm CH4 :0,15 mol ; C2H6 :b mol và H2 dư : 0,2 – ( a+b) mol (0,25 điểm) = 16 = 16 CH4 H2 dư CH4 C2H6 Ta có: m + m +m 30b +16. 0,15 + 2(0,2 – a – b) H2 dư C2H6 n + n + n b + 0,15 + 0,2 – a – b 2b + a = 0,2 (II) (0,5 điểm) Giải hệ (I, II ); suyra a = 0,08 mol ; b = 0,06 mol (0,5 điểm) H2 dư C2H6 CH4 Vậy: n = 0,15 mol ; n = 0,06 mol và n = 0,06 mol (0,75 điểm) a a a * Có thể giải theo cách viết ptpư : C2H2 + H2 C2H4 b b b C2H2 + H2 C2H6 Giải suyra a = 0,02 mol ; b = 0,06 mol - Không cân bằng phản ứng hoặc thiếu điều kiện trừ 1/2 số điểm. - Học sinh có thể giải cách khác nhưng đúng vẫn cho điểm tối đa.