Sở Giáo dục - Đào tạo Thái Bình Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 THCS năm học 2009-2010 Môn: Hóa học Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu 1. (3 điểm) a) Có 3 nguyên tố X, Y, Z trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học. Cho biết: - X, Y thuộc cùng chu kì và ở hai nhóm liên tiếp - Z, X thuộc cùng nhóm và ở hai chu kì liên tiếp - nguyên tử X có 2 electron ở lớp thứ ba - tính kim loại của Z, X, Y theo thứ tự giảm dần Xác định tên và vị trí của các nguyên tố X, Y, Z trong Bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học. Viết công thức phân tử của các oxit và hidroxit của X, Y, Z. b) Hòa tan hỗn hợp gồm Na 2 O, NaHCO 3 , BaCl 2 , NH 4 Cl có cùng số mol vào nớc d khuấy đều rồi đun nóng nhẹ đến phản ứng hoàn toàn thu đợc dung dịch A, khí B, kết tủa C. Hỏi dung dịch A chứa chất tan gì? Câu 2. (3 điểm) Cho 1,36(g) hỗn hợp A dạng bột gồm Fe và Mg tác dụng với 250(ml) dung dịch CuSO 4 a(M). Khuấy đều hỗn hợp sau khi phản ứng lọc rửa kết tủa thu đợc dung dịch B và 1,84(g) chất rắn C. Thêm NaOH d vào dung dịch B sau phản ứng lọc lấy kết tủa đem nung trong không khí đến khối lợng không đổi thu đợc 1,2(g) chất rắn D. Cho biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. a) Viết các phơng trình phản ứng đã xảy ra. b) Tính phần trăm khối lợng 2 kim loại trong A và tính a. Câu 3. (3 điểm) Cho hơi nớc qua than nóng đỏ thì thu đợc 3,584(l) (đktc) hỗn hợp khí A gồm CO, CO 2 và H 2 có tỉ khối hơi đối với khí H 2 là 7,875. a) Tính thành phần phần trăm theo thể tích các khí trong A. b) Lấy một nửa lợng hỗn hợp A trên dẫn qua ống chứa 3,48(g) oxit của một kim loại đã đợc nung nóng thì thấy phản ứng vừa đủ, kim loại sau phản ứng đem hòa tan bằng dung dịch HCl d sau khi phản ứng hoàn toàn thì thu đợc 1,008(l) H 2 (đktc). Hãy xác định công thức phân tử của oxit kim loại đã dùng. Câu 4. (3 điểm) Tiến hành 2 thí nghiệm: Thí nghiệm 1: Cho a(g) Fe hoà tan trong 400(ml) dung dịch HCl C M cô cạn hỗn hợp sau phản ứng ta thu đợc 3,1(g) chất rắn. Thí nghiệm 2: Cho a(g) Fe và b(g) Mg hoà tan trong 400(ml) dung dịch HCl C M trên cô cạn hỗn hợp sau phản ứng ta thu đợc 3,34(g) chất rắn và 448 (ml) H 2 (đktc). Hãy tính: a, b và C M . Cho biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Câu 5. (3 điểm) Một hỗn hợp khí X gồm H 2 , hidrocacbon A có công thức C n H 2n+2 (có tính chất hoá học t- ơng tự CH 4 ) và hidrocacbon B có công thức C m H 2m (có tính chất hoá học tơng tự C 2 H 4 ). Dẫn 1120(ml) hỗn hợp X qua ống đựng xúc tác Ni nung nóng thì còn 896(ml) hỗn hợp khí Y. Dẫn tiếp hỗn hợp Y qua bình đựng dung dịch nớc brom thấy dung dịch nớc brom nhạt màu một phần, khối lợng bình đựng dung dịch nớc brom tăng 0,63(g) và còn lại 560(ml) hỗn hợp khí Z. Biết tỉ khối hơi của Z so với H 2 là 17,8. a) Xác định công thức phân tử của 2 hidrocacbon A, B. b) Tính phần trăm thể tích của hỗn hợp X và hỗn hợp Z. Cho biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn, các thể tích khí đo ở (đktc). Câu 6. (3 điểm) Tách toàn bộ lợng rợu có trong 10,75(g) dung dịch rợu A có công thức C x H y OH. Đem đốt cháy hoàn toàn rợu rồi dẫn toàn bộ sản phẩm cháy qua bình đựng nớc vôi trong sau thí nghiệm xuất hiện 15(g) kết tủa, khối lợng dung dịch tăng 9,85(g), đun sôi dung dịch sau phản ứng thu đợc 10(g) kết tủa nữa. a) Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo của A. b) Tính độ rợu của dung dịch rợu ban đầu. (Cho biết khối lợng riêng của rợu nguyên chất là 0,8 g/ml, khối lợng riêng của nớc nguyên chất là 1,0 g/ml; giả sử thể tích dung dịch rợu bằng tổng thể tích của rợu nguyên chất và nớc). Câu 7. (2 điểm) Thay các chất A, B, C, D, E, F thích hợp vào sơ đồ sau và viết các phơng trình hoá học minh hoạ cho sơ đồ. Hớng dẫn chấm và biểu điểm môn Hóa học (Gồm 4 trang) Câu Nội dung Điểm Câu 1. (3đ) a) Nguyên tử của nguyên tố X có 2 electron ở lớp thứ 3 > X có 2 electron ở lớp ngoài cùng, và có 3 lớp electron > X thuộc chu kì 3, nhóm II > X ở ô 12, X là Mg. Z và X thuộc cùng một nhóm và ở hai chu kì liên tiếp mà tính kim loại của Z mạnh hơn X nên Z là Ca thuộc ô 20, chu kì 4, nhóm II 1,5 1 đề chính thức A B C D E F D cao su buna PE Câu Nội dung Điểm - Do X và Y cùng chu kì, thuộc 2 nhóm liên tiếp và Y có tính kim loại yếu hơn X nên Y là Al ở ô thứ 13, chu kì 3, nhóm III. Công thức của các oxit của X, Y, Z là: MgO, Al 2 O 3 , CaO Công thức của các hidroxit của X, Y, Z là: Mg(OH) 2 , Al(OH) 3 , Ca(OH) 2 . b) Các phản ứng đã xảy ra là: Na 2 O + H 2 O 2NaOH (1) NaHCO 3 + NaOH Na 2 CO 3 + H 2 O (2) NH 4 Cl + NaOH NaCl + NH 3 + H 2 O (3) BaCl 2 + Na 2 CO 3 BaCO 3 + 2 NaCl (4) 1,0 Vì số mol của các chất ban đầu bằng nhau nên theo (1), (2), (3), (4) dung dịch A chỉ chứa NaCl. 0,5 Câu 2. (3đ) Các phản ứng có thể xảy ra giữa A và dung dịch muối: Ban đầu: Mg + CuSO 4 MgSO 4 + Cu (1) Nếu CuSO 4 d : Fe + CuSO 4 FeSO 4 + Cu (2) 0,25đ Có thể xảy ra các trờng hợp sau: Tr ờng hợp 1: Mg p 1 phần rồi d hoặc hết, Fe cha p, CuSO 4 p hết. DD B chỉ có MgSO 4 , kết tủa chỉ có Mg(OH) 2 , chất rắn D chỉ có MgO. Ta có số mol Mg p = số mol Mg(OH) 2 = số mol MgO = 0,03 mol Theo p (1) ta có khối lợng kim loại tăng 0,03( 64-24) = 1,2 gam (1,84 -1,36) trờng hợp này không thoả mãn 0,5đ Tr ờng hợp 2: Mg và Fe đều hết, CuSO 4 p hết hoặc d Sau các p khối lợng của Mg và Fe trong chất rắn D phải bằng khối lợng của kim loại ban đầu bằng 1,36 gam > 1,2 gam nên không thoả mãn. 0,5đ Tr ờng hợp 3: Mg hết, Fe p 1 phần rồi d, CuSO 4 p hết. Gọi số mol Mg, Fe p, Fe d lần lợt là: x, y, z (mol) Ta có: m A = 24x + 56(x+y) = 1,36(gam) (I) 0,25đ DD B chứa: MgSO 4 : x mol, FeSO 4 y mol PƯ: MgSO 4 + 2NaOH Mg(OH) 2 + Na 2 SO 4 (3) x x (mol) FeSO 4 + 2NaOH Fe(OH) 2 + Na 2 SO 4 (4) y y (mol) Mg(OH) 2 MgO + H 2 O (5) x x (mol) 4Fe(OH) 2 + O 2 2Fe 2 O 3 + 4H 2 O (6) y y/2 (mol) 0,5đ m D = 40.x + 160.y/2 = 1,2 (gam) (II) 0,25đ Chất rắn C chứa: Fe d : z mol và Cu: (x+y) mol m C = 64(x+y) + 56.z = 1,84 (gam) (III) 0,25đ Giải hệ (I), (II), (III) ta có: x = y = z = 0,01 mol %m của Mg = 17,65% %m của Fe = 82,35% Theo (1), (2) ta có số mol CuSO 4 = x + y = 0,02 mol C M = 0,02/0,25 = 0,08 mol 0,5đ Câu 3. (3đ) a)PTPƯ: C + 2 H 2 O CO 2 + 2H 2 (1) x 2x (mol) C + H 2 O CO + H 2 (2) y y (mol) 0,25đ theo p (1), (2) ta có: số mol H 2 = 2x + y số mol A = 3x + 2y = 3,584/22,4 = 0,16(mol) (I) KLPT trung bình của A = ( 44x + 28y + 2(2x+y)) / 0,16 = 7,875.2 48x + 30y = 2,52 (II) Giải hệ (I), (II) ta có: x = 0,04 và y = 0,02 Thành phần % về thể tích trong A: 0,5đ 2 t o t o t o t o t o Câu Nội dung Điểm % CO 2 = (0,04/ 0,16).100% = 25% % CO = (0,02/ 0,16).100% = 12,5% % H 2 = 100% - 25%-12,5% = 62,5%. b) Trong 1/2 A có CO 2 = 0,02mol, CO = 0,01mol, H 2 = 0,05mol Gọi công thức oxit là M x O y , gọi số mol của M x O y là a(mol) PTPƯ: y CO + M x O y xM + y CO 2 (3) y H 2 + M x O y xM + y H 2 O (4) M + nHCl MCl n + n/2 H 2 (5) ax nax/2 (mol) 0,5đ Theo (3), (4) ta có: số mol M là ax mol số mol CO = số mol CO 2 = 0,01 mol số mol H 2 ở (4) = số mol H 2 O = 0,05 mol Theo định luật bảo toàn khối lợng ta có: 0,01.28 + 0,05.2 + 3,48 = 0,01.44 + 0,05.18 + M.a.x. M.a.x = 2,52 (III) Khối lợng M x O y = (M.x + 16.y).a = 3,48 gam a.y = 0,06 (IV) số mol H 2 = nax/2 = 1,008/22,4 = 0,045 mol nax = 0,09 (V) M = 28n n = 2, M = 56 kim loại là Fe 1,25đ ax = 0,045 x/y = 3/4 oxit là Fe 3 O 4 0,5đ Câu 4. TN 1: Fe + 2 HCl FeCl 2 + H 2 TN 2: Mg + 2 HCl MgCl 2 + H 2 Fe + 2 HCl FeCl 2 + H 2 0,5đ (3đ) Giả sử Fe hết =>khối lợng FeCl 2 = 3,1 gam => số mol FeCl 2 0,0244mol => số mol HCl p 0,0488 mol => số mol HCl có trong dd 0,0488 mol => khi cho cả Mg và Fe vào dd HCl (TN2) thì số mol H 2 0,0244 mol Theo bài ra số mol H 2 = 0,02 mol => không thoả mãn => giả sử trên là sai => ở TN1 Fe d, HCl hết => TN2 kim loại d, HCl hết 1,0đ => số mol HCl = 2.số mol H 2 = 0,04 mol C M của HCl = 0,04/0,4 = 0,1M 0,5đ TN1 số mol FeCl 2 = số mol Fe = 1/2. số mol HCl = 0,02 mol => số mol Fe d = (3,1 - 0,02.127)/ 56 = 0,01 mol. => số mol Fe ban đầu = 0,02 + 0,01 = 0,03 mol => a = 1,68gam 0,5đ TN2 theo định luật bảo toàn khối lợng ta có: Khối lợng kim loại = khối lợng (chất rắn + H 2 ) - khối lợng HCl = 3,34 + 0,02.2 - 0,04.36,5 = 1,92 gam Khối lợng Mg = b = 1,92 - 1,68 = 0,24 gam 0,5đ Câu 5. (3đ) C m H 2m + H 2 C m H 2m+2 Hỗn hợp sau phản ứng làm mất mầu nớc brom, chứng tỏ C m H 2m d nên H 2 phản ứng hết. C m H 2m + Br 2 C m H 2m Br 2 0,5đ Thể tích H 2 = Thể tích C m H 2m (p) = Thể tích C m H 2m+2 = 1120-896 =224ml Khối lợng bình tăng= khối lợng C m H 2m (d) =0,63 g Thể tích C m H 2m(d) =896-560=336 ml => số mol C m H 2m(d) =0,015mol Ta có 0,015 . 14m =0,63 => m=3 vậy công thức của C m H 2m là C 3 H 6 1,0đ 560 ml hỗn hợp Z gồm C 3 H 6 và C n H 2n+2 Thể tích C 3 H 8 = 244 ml, Thể tích C n H 2n+2 = 560 -224 = 336ml Số mol C 3 H 8 = 0,01 mol ; số mol C n H 2n+2 = 0,015 mol ;số mol Z = 0,025 mol M TB của Z = ( 0,01 . 44 + 0,015. (14n + 2) ) / 0,025 = 17,8 . 2 => n= 2 Vậy công thức phân tử của C n H 2n+2 là C 2 H 6 1,0đ Phần trăm thể tích của hỗn hợp X là : 0,5đ 3 t o t o Ni, t o Câu Nội dung Điểm %C 2 H 6 = (336: 1120 ). 100% = 30% % C 3 H 6 =((224 + 336) : 1120) . 100% = 50% % H 2 = 100%- 30% - 50% = 20% Phần trăm thể tích của hỗn hợp Z là : %C 2 H 6 = (336: 560 ). 100% = 60% => % C 3 H 8 = 40% Câu 6. (3đ) a) PTPƯ: 4 C x H y OH + (4x + y -1) O 2 4x CO 2 + ( 2y + 2) H 2 O (1) 0,35 mol 0,525 mol Hơi nớc bị hoá lỏng và bị giữ lại bình CO 2 + Ca(OH) 2 CaCO 3 + H 2 O (2) 0,15 mol 0,15 mol 2CO 2 + Ca(OH) 2 Ca(HCO 3 ) 2 (3) 0,2 mol 0,1 mol Ca(HCO 3 ) 2 CaCO 3 + H 2 O + CO 2 (4) 0,1mol 0,1mol 0,5đ Theo (2) (3) tổng số mol CO 2 = 0,35 mol Khối lợng dung dịch tăng = khối lợng ( CO 2 + H 2 O) khối lợng kết tủa => số mol H 2 O = (9,85 + 15 - 0,35.44)/ 18 = 0,525 mol 0,5đ Ta có 4x / (2y + 2) = 0,35 /0,525 => 3x = y + 1 Mặt khác y 2x + 1 => 3x 2x + 2 => x 2 Nếu x = 1 thì y = 2 ta có rợu là CH 2 OH (loại) Nếu x = 2 thì y = 5 ta có rợu là C 2 H 5 OH (thoả mãn) CTCT của rợu là CH 3 CH 2 OH . 1,0đ b) C 2 H 5 OH + 3O 2 2CO 2 + 3H 2 O 0,175 mol 0,35 mol Khối lợng C 2 H 5 OH = 0,175 . 46 = 8,05 g => thể tích C 2 H 5 OH = 8,05 : 0,8 = 10,0625 ml 0,5đ Khối lợng nớc = 10,75- 8,05 = 2,7 g => thể tích = 2,7 : 1 = 2,7 ml Thể tích dung dịch A = 10,0625 + 2,7 = 12,7625 ml => Độ rợu = (10,0625 : 12,7625).100% = 78,84 0 0,5đ Câu 7. (2đ) 0,5đ 2CH 4 C 2 H 2 + 3H 2 CaC 2 + 2H 2 O C 2 H 2 + Ca(OH) 2 C 2 H 2 + H 2 C 2 H 4 C 2 H 4 + H 2 O C 2 H 5 OH 2C 2 H 5 OH C 4 H 6 + 2H 2 O + H 2 nCH 2 = CH CH= CH 2 (-CH 2 - CH = CH- CH 2 -) n C 2 H 5 OH C 2 H 4 + H 2 O nCH 2 = CH 2 (-CH 2 -CH 2 -) n 1,5đ Chú ý: 1. Học sinh giải cách khác, đúng vẫn cho điểm tối đa. 2. Viết phơng trình phản ứng thiếu điều kiện (nếu có), không cân bằng thì trừ 1 2 số điểm của phơng trình đó. 4 t o t o CH 4 CaC 2 C 2 H 2 C 2 H 4 C 2 H 5 OH C 4 H 6 C 2 H 4 cao su buna PE 1500 0 C axit xt, t o xt Pd, t o xt, t o , P H 2 SO 4 đặc, 170 o C xt, t o , P làm lạnh nhanh t o . Sở Giáo dục - Đào tạo Thái Bình Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 THCS năm học 20 09- 2010 Môn: Hóa học Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu 1. (3. loại = khối lợng (chất rắn + H 2 ) - khối lợng HCl = 3,34 + 0,02.2 - 0,04.36,5 = 1 ,92 gam Khối lợng Mg = b = 1 ,92 - 1,68 = 0,24 gam 0,5đ Câu 5. (3đ) C m H 2m + H 2 C m H 2m+2 Hỗn hợp sau phản ứng. Thể tích C m H 2m (p) = Thể tích C m H 2m+2 = 1120- 896 =224ml Khối lợng bình tăng= khối lợng C m H 2m (d) =0,63 g Thể tích C m H 2m(d) = 896 -560=336 ml => số mol C m H 2m(d) =0,015mol Ta