Kỳ thi học sinh giỏi lớp 9 cấp huyện năm học 2012-2013 môn: hoá học

UBND HUYỆN BÙĐĂNG PHÒNG GD&ĐT KỲ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 CẤP HUYỆN NĂM HỌC 2012-2013 Môn: Hoá học Thời gian làm bài: 150 phút (Không kể thời gian giao đề) ĐỀ CHÍNH THỨC - VÒNG I Bài 1: (2.0 điểm) Người ta cho các chất MnO2, KMnO4, K2Cr2O7 tác dụng với HCl để điều chế khí Clo theo các phương trình phản ứng sau: MnO2 + HCl ® MnCl2 + H2O + Cl2 KMnO4 + HCl ® KCl + MnCl2 + H2O+ Cl2. K2Cr2O7 + HCl ® K2O + Cr2O3 + H2O + Cl2 a. Hãy cân bằng các phương trình phản ứng trên. b. Nếu muốn điều chế một lượng khí Clo nhất định thì chất nào trong ba chất trên tiết kiệm được HCl nhất. c. Nếu các chất trên có cùng số mol tác dụng với HCl thì chất nào tạo được nhiều Clo nhất. d. Nếu các chất trên có cùng khối lượng tác dụng với HCl thì chất nào tạo được nhiều Clo nhất. Bài 2: (2.5 điểm) a. Ba cốc mất nhãn đựng ba hỗn hợp dung dịch: - Hỗn hợp dung dịch 1: NaHCO3 và Na2CO3 - Hỗn hợp dung dịch 2: Na2CO3 và Na2SO4 - Hỗn hợp dung dịch 3: NaHCO3 và Na2SO4. Chỉ được dùng thêm hai thuốc thử hãy nhận biết hỗn hợp chất chứa trong mỗi cốc. b. Bình A chứa hỗn hợp dung dịch gồm a mol CuSO4 và b mol FeSO4. Thực hiện các thí nghiệm sau: - Thí nghiệm 1: Cho c mol Mg vào bình A, sau khi phản ứng kết thúc dung dịch chứa 3 muối. - Thí nghiệm 2: Cho thêm c mol Mg vào bình A, sau khi phản ứng kết thúc dung dịch chứa 2 muối. - Thí nghiệm 3: Tiếp tục cho thêm c mol Mg vào bình A, sau khi phản ứng kết thúc dung dịch chứa 1 muối. Tìm mối quan hệ giữa a, b và c trong mỗi thí nghiệm. Bài 3: (3.0 điểm) Cho 2 cốc A, B có cùng khối lượng. Đặt A, B lên 2 đĩa cân. Cân thăng bằng. Cho vào cốc A 102 gam AgNO3 ; cốc B 124,2 gam K2CO3. a. Thêm vào cốc A 100 gam dd HCl 29,2% và 100 gam dd H2SO4 24,5% vào cốc B. Phải thêm bao nhiêu gam nước vào cốc A (hay cốc B) để cân lập lại cân bằng? b. Sau khi cân đã cân bằng, lấy dung dịch có trong cốc A cho vào cốc B. Phải cần thêm bao nhiêu gam nước vào cốc A để cân lại cân bằng? Bài 4: (2.5 điểm) Hỗn hợp khí B chứa C2H2 và CH4. a. Đốt cháy hoàn toàn 17,92 lít hỗn hợp B cần 42,56 lít ôxi. Xác định % thể tích mỗi khí có trong B. b. Đốt cháy hoàn toàn 17,92 lít hỗn hợp B, cho tất cả sản phẩm hấp thụ vào dung dịch C chứa 74 gam Ca(OH)2 .Khối lượng dung dịch C tăng hay giảm bao nhiêu gam? Các thể tích khí đều đo ở điều kiện tiêu chuẩn . (Học sinh được sử dụng bảng Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố và bảng Tính tan các chất) UBND HUYỆN BÙĐĂNG PHÒNG GD&ĐT KỲ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 CẤP HUYỆN NĂM HỌC 2012-2013 Môn: Hoá học HƯỚNG DẪN CHẤM - VÒNG I Bài 1: (2.0 điểm) a. Cân bằng các phương trình phản ứng: MnO2 + 4HCl = MnCl2 + 2H2O + Cl2 (1) 2KMnO4 + 16HCl = 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O + 5Cl2. (2) K2Cr2O7 + 6HCl = K2O + Cr2O3 + 3H2O + 3Cl2 (3) 0,50 b. Lượng HCl cần để tạo ra 1 mol Cl2: MnO2 : 4; KMnO4: 16/5; K2Cr2O7: 6/3 Kết luận: Dùng K2Cr2O7 tiết kiệm HCl nhất. ( Trường hợp này không cần cân bằng phương trình phản ứng cũng giải được). 0,50 c. Số mol Cl2 tạo thành khi dùng 1 mol mỗi chất: MnO2 : 1; KMnO4: 5/2; K2Cr2O7: 3 Kết luận: Nếu các chất có cùng số mol thì dùng K2Cr2O7 tạo được nhiều khí Clo nhất. 0,50 d. Khối lượng mỗi chất cần để tạo ra 1 mol Cl2: MnO2: (16.2 +55 ) =87 ; KMnO4: ; K2Cr2O7: 98 Kết luận: Để tạo ra cùng 1 mol Cl2 thì KMnO4 cần khối lượng ít nhất hay nếu các chất trên có cùng khối lượng thì KMnO4 tạo nhiều Clo nhất. 0,50 Bài 2( 2.5 điểm) a Cho BaCl2 vào cả ba cốc có các phương trình phản ứng: Dung dịch 1: Na2CO3 + BaCl2 = BaCO3 ¯+ 2NaCl Dung dịch 2: Na2CO3 + BaCl2 = BaCO3 ¯+ 2NaCl Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4 ¯+ 2NaCl Dung dịch 3: Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4 ¯+ 2NaCl. 0,50 Lọc lấy kết tủa và cho kết tủa ở mỗi cốc tác dụng với dung dịch HCl: - Cốc tạo bột khí và kết tủa tan hoàn toàn là cốc chứa dung dịch 1: BaCO3 + 2HCl = H2O + CO2 ­+ BaCl2. - Cốc tạo bột khí và kết tủa tan một phần là cốc chứa dung dịch 2: BaCO3 + 2HCl = H2O + CO2 ­+ BaCl2. BaSO4 không tác dụng với HCl - Cốc không tan là cốc chứa dung dịch 3 BaSO4 không tác dụng với HCl 0,75 b - Vì độ hoạt động của kim loại là Mg > Fe > Cu nên các phản ứng xảy ra theo thứ tự: Mg + CuSO4 = MgSO4 + Cu (1) a a Mg + FeSO4 = MgSO4 + Fe (2) b b 0,25 - Khi phản ứng kết thúc dung dịch chứa 3 muối là MgSO4, CuSO4 và FeSO4 chứng tỏ CuSO4 dư. Như vậy, trong thí nghiệm 1 chỉ xảy ra phản ứng (1) và c < a. 0,25 - Khi phản ứng kết thúc dung dịch chứa 2 muối đó là MgSO4, FeSO4. Lúc đó CuSO4 hết, FeSO4 dư. Trong thí nghiệm 2 chỉ xảy ra (1) hoặc cả (1) và (2). Lúc đó a £ 2c < a + b 0,50 - Khi phản ứng kết thúc dung dịch chứa 1 muối đó là MgSO4. Lúc đó CuSO4 và FeSO4 đều hết, Mg có thể vừa đủ hoặc thừa. Trong thí nghiệm 3 xảy ra cả (1) và (2). Lúc đó 3c ³ a + b 0,25 Bài 3: (3.0 điểm) a nAgNO3 =; nK2CO3 = nHCl = ; nH2SO4= 0,25 Trong cốc A: AgNO3 + HCl = AgCl¯ + HNO3 (1) Theo (1) khối lượng các chất trong cốc A : 102 + 100 = 202 (gam) 0,25 Trong cốc B: K2CO3 + H2SO4 = K2SO4 + CO2 ­+ H2O (2) Theo (2): nK2CO3 = nCO2 = nH2SO4 = 0,25 (< 0,9) Khối lượng các chất trong cốc B: 124,2 + 100 - (0,25. 44) = 213,2 (gam) 0,50 Vậy để cân cân bằng, cần thêm vào cốc A lượng nước: 213,2 - 202 = 11,2 (gam) 0,25 b Theo (1) n AgCl¯ = n HCl = n AgNO3 = 0,6 (<0,9) Lượng dung dịch có ở cốc A: m cốc A - AgCl¯ = 213,2 - 0,6.143,5 = 127,1 dung dịch có trong cốc A có khối lượng 127,1: 2 = 63,55 (gam) và chứa: n HCl (dư) = (0,8 - 0,6): 2 = 0,1 (mol); nHNO3 (Tạo thành) = 0,6: 2 = 0,3 (mol) 0,50 Cốc B chứa lượng K2CO3 là: 0,9 - 0,25 = 0,65 (mol). 0,25 K2CO3 dư + 2HNO3 = 2KNO3 + CO2­ + H2O (3) K2CO3 dư + 2HCl dư = 2KCl + CO2 ­ + H2O (4) 0,25 Từ (3,4): nK2CO3 cần = nHNO3 /2 + nHCl/2 = 0,3/2 + 0,1/2= 0,2 < 0,65 K2CO3 dư nên xảy ra (3) và (4) và có: nCO2 = nK2CO3 = 0,2 mol 0,25 Khối lượng cốc B sau phản ứng (3), (4): 213,2 + 63,55 - 0,2.44 = 267,95 Khối lượng cốc A sau khi rót: 213,2 - 63,55 = 149,65 Lượng nước cần rót thêm vào A để cân lập lại cân bằng: 267,95 - 149,65 = 118,3 (gam) 0,50 Bài 4: (2.5 điểm) Số mol khí B: ; Số mol khí ôxy: 0,25 Các phương trình : 2C2H2 + 5O2 = 4CO2 + 2H2O (1) CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O (2) 0,25 Gọi x, y lần lượt là số mol C2H2, CH4. Có: Giải hệ được x = 0,6; y = 0,2 0,25 Tính % thể tích các khí 0,25 Theo các phản ứng : 1;2: Tổng mol CO2 = 0,6 x 2 + 0,2 x 1 = 1,4 mol Tổng mol H2O = 0,6 x 1 + 0,2 x 2 = 1,0 mol Số mol Ca(OH)2 = 0,25 CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 ¯ + H2O (3) 2CO2 +Ca(OH)2 = Ca(HCO3)2 (4) Vì: số mol số mol Ca(OH)2 < số mol CO2 < 2 x mol Ca(OH)2. Do đó tạo thành 2 muối. 0,50 Gọi a, b lần lượt là số mol CaCO3 và Ca(HCO3)2 Ta có : Giải hệ được a = 0,6 ; b = 0,4 0,25 - Khối lượng H2O và CO2 hấp thụ vào dung dịch: 1,0. 18 + 1,4. 44 = 79,6 (g) - Khối lượng kết tủa CaCO3 tách ra khỏi dung dịch: 0,6. 100 = 60 0,25 - Dung dich C tăng 79,6 - 60 = 19,6 (g) 0,25 UBND HUYỆN BÙĐĂNG PHÒNG GD&ĐT KỲ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 CẤP HUYỆN NĂM HỌC 2009-2010 Môn: Hoá học Thời gian làm bài: 150 phút (Không kể thời gian giao đề) ĐỀ CHÍNH THỨC - VÒNG II Bài 1: (3.0 điểm) a. Nêu phương pháp tách riêng mỗi chất ra khỏi hỗn hợp sau: Al2O3; CuO; FeS ; K2SO4. b. Cho 0,2 mol CuO tan trong H2SO4 20% vừa đủ và được đun nóng, sau đó làm nguội dung dịch đến 100C. Tính khối lượng tinh thể CuSO4.5H2O đã tách khỏi dung dịch biết rằng độ tan của CuSO4 ở 100C là 17,4 gam/ 100 gam nước. Bài 2: (2.0 điểm) Cho 43 gam hỗn hợp BaCl2 và CaCl2 vào 1 lít dung dịch hỗn hợp Na2CO3 0,1M và (NH4)2CO3 0,25 M. Sau khi các phản ứng kết thúc thu được 39,7 gam kết tủa A và dung dịch B. a. Chứng tỏ muối Na2CO3 hoặc (NH4)2CO3 dư. b. Tính % khối lượng các chất có trong A. Bài 3: (2,5 điểm) Hoà tan hỗn hợp gồm hai muối Cacbonat, Hiđrocacbonat của một kim loại kiềm (hoá trị I) vào một dung dịch HCl lấy dư được dung dịch A. Chia dung dịch A thành hai phần bằng nhau. Phần 1 : Cho tác dụng với AgNO3 dư, được 64,575 gam kết tủa. Phần 2 : Phản ứng vừa đủ với 125ml dung dịch KOH 0,8M. Sau phản ứng cô cạn được 27,925 gam hỗn hợp muối khan. Hãy tìm tên các muối có trong hỗn hợp ban đầu. Bài 4:( 2,5 điểm) Cho 150ml ôxy vào 80ml hỗn hợp khí A gồm CH4, H2 và N2 rồi đốt cháy. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn cho hơi nước ngưng tụ thu được 122ml hỗn hợp khí B. Khi dẫn khí B qua dung dịch NaOH thì còn lại 86ml hỗn hợp khí C. Biết các thể tích đo ở điều kiện tiêu chuẩn. a. Xác định các khí có trong hỗn hợp khí B. b. Xác định thành phần % thể tích các khí trong hỗn hợp A. (Học sinh được sử dụng bảng Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố và bảng Tính tan các chất) UBND HUYỆN B ĐĂNG PHÒNG GD&ĐT KỲ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 CẤP HUYỆN NĂM HỌC 2009-2010 Môn: Hoá học HƯỚNG DẪN CHẤM - VÒNG II Bài 1: (3.0 điểm) a - Hoà tan hỗn hợp Al2O3; CuO; FeS; K2SO4 trong nước để tách K2SO4. 0,25 - Cho hỗn hợp Al2O3; CuO; FeS tác dụng với dung dịch NaOH để hoà tan Al2O3 được NaAlO2, điều chế Al2O3 từ NaAlO2. 0,25 - CuO; FeS tác dụng với oxi được CuO; Fe2O3 - CuO; Fe2O3 tác dụng với H2 được Cu + Fe 0,25 - Cu, Fe tác dụng với HCl để hoà tan Fe và tách được Cu. Từ Cu điều chế CuO - Cho FeCl2 tác dụng với Na2S để được FeS. 0,25 b - Phương trình phản ứng: CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O. 0,2 0,2 0,2 0,25 - Khối lượng dung dịch H2SO4 cần: 0,25 - Khối lượng dung dịch CuSO4 bằng: 0,25 - Trong 114 gam dung dịch CuSO4 trên chứa: 0,2. 160 = 32 gam CuSO4. và 114 - 32 = 82 gam nước. 0,25 - Gọi a là số mol tinh thể CuSO4 tách ra khỏi dung dịch (do làm nguội xuống 100C), khối lượng CuSO4 kết tinh là 160a và lượng nước kết tinh là: 5.18.a = 90a. - Lượng CuSO4 còn lại là 32 - 160a; Lượng nước còn lại là: 82-90a. 0,50 - Dung dịch còn lại có độ tan là , lập được phương trình: 0,25 - Giải phương trình được a » 0,1228 mol. - Lượng tinh thể CuSO4.5H2O tách ra là: » 0,1228. 250 » 30,7 (gam). 0,25 Bài 2: (2.0 điểm) a Các phương trình phản ứng: BaCl2 + Na2CO3 = BaCO3 + 2NaCl (1) BaCl2 + (NH4)2CO3 = BaCO3 + 2NH4Cl (2) CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3 + 2NaCl (3) CaCl2 + (NH4)2CO3 = CaCO3 + 2NH4Cl (4) 0,50 Gọi x, y lần lượt là số mol BaCO3, CaCO3 có trong hỗn hợp A Từ (1) và (2) cứ 1 mol BaCl2 ® 1 mol BaCO3 làm khối lượng muối giảm: 35,5 . 2 - (12 + 16 . 3) =11 Þ Tạo x mol BaCO3 làm giảm 11x Từ (3) và (4) cứ 1 mol CaCl2 ® 1 mol CaCO3 làm khối lượng muối giảm: 35,5 . 2 - (12 + 16 . 3) =11Þ Tạo y mol CaCO3 làm giảm 11y Þ 11x + 11y = 43 - 39,7 Þ x + y = Þ Tổng số mol Na2CO3 và (NH4)2CO3 cần là x + y = 0,3. 0,50 Tổng số mol Na2CO3 và (NH4)2CO3 có là 0,1 + 0,25 = 0,35 0,35 > 0,3 nên muối Na2CO3 hoặc (NH4)2CO3 dư 0,25 b Tính theo khối lượng muối Cacbonat có: 197x + 100y = 39,7 Giải hệ: được x = 0,1 ; y = 0,2 0,50 Tính thành phần % khối lượng các chất trong A: %BaCO3 = % %CaCO3 = 100 - 49,62 = 50,38% 0,25 Ghi chú: Do câu a) yêu cầu chứng tỏ muối Na2CO3 hoặc (NH4)2CO3 dư. Nên học sinh có thể không giải a) mà sử dụng a) để giải b) Bài 3: (2,5 điểm) Gọi CTHH của hai muối trên là : M2CO3, MHCO3. Gọi x, y lần lượt là số mol của hai muối đã dùng. Các phương trình phản ứng: M2CO3 +2HCl 2 MCl + CO2 + H2O x mol 2x mol 2x mol MHCO3 + HCl MCl + CO2 + H2O y mol y mol y mol 0,25 Gọi 2a là số mol HCl còn dư trong dung dịch A. Như vậy, mỗi phần dung dịch có a mol HCl dư và MCl 0,25 Phản ứng ở phần 1: HCl + AgNO3 AgCl + HNO3 a mol a mol MCl + AgNO3 AgCl + MNO3 Phương trình theo kết tủa AgCl: a + (3) 0,50 Phản ứng ở phần 2: HCl + KOH KCl + H2O a mol a mol a mol Có nHCl = nKOH = (mol) => a = 0,1 (4) 27,925 gam hỗn hợp muối khan gồm a mol KCl và MCl, ta có: (5) 0,75 Giải (3), (4), (5): Thay a = 0,1 vào (3) được: Thay vào (5) được: . Giải được M = 23. 0,50 Hai muối đã dùng là Na2CO3 và NaHCO3 0,25 Bài 4:( 2,5 điểm) a - Các phương trình phản ứng cháy: CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O (a) x 2x x 2H2 + O2 = 2H2O (b) y y/2 N2 không cháy. 0,25 - Nếu Oxi thiếu Þ 150 ml ôxy tham gia phản ứng cháy. Theo (a) và (b) sản phẩm khí sau phản ứng cháy (đã cho ngưng tụ H2O) có thể tích £ thể tích hỗn hợp khí A ( Bằng khi thể tích H2 trong A bằng 0). 0,50 Þ Sau phản ứng cháy, Oxi thừa Þ B gồm: N2, O2, CO2 0,25 b - Các phương trình phản ứng của NaOH với hỗn hợp khí B: CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O (c) hoặc: CO2 + NaOH = NaHCO3. (d) 0,25 - Theo (c), (d): Thể tích CO2 bằng thể tích giảm và bằng: 122 - 86 = 36 (ml). Tính theo (a): VCH4 tham gia phản ứng cháy (a) = VCO2 = 36 (ml) 0,25 - Gọi x, y, z (ml) lần lượt là thể tích của CH4, H2 và N2 trong hỗn hợp A, ta có: x + y + z = 80 (1) Theo (a) được VCH4 = VCO2 Þ x = 36 (2) 0,25 - Phương trình theo thể tích khí B: x + z + (150 - (2x + y/2) = 122 (3) 0,25 - Giải hệ (1), (2), (3) được: x = 36 y = 24 z = 20 0,25 - Thành phần % các khí trong hỗn hợp A: % CH4 = % H2 = % N2 = 100 - (45 + 30) = 25% 0,25