Đề thi học sinh giỏi cấp lớp 9 môn Hóa học năm 2010 - 2011 doc

Nguyễn Đình Hành – Gia Lai SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HẢI PHÒNG ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 NĂM HỌC 2010-2011 Môn: HÓA HỌC ( Bảng B) Thời gian: 150 phút ( không kể phát đề) Bài 1 (2đ) Cho luồng khí H 2 dư đi qua hỗn hợp Na 2 O, Al 2 O 3 và Fe 2 O 3 nung nóng thu được chất rắn X . Hòa tan X vào nước dư thu được dung dịch Y và chất rắn E . Sục khí HCl từ từ tới dư vào dung dịch Y thu được dung dịch F . Hòa tan E vào dung dịch Ba(OH) 2 dư thấy bị tan một phần và còn lại chất rắn G . Xác định các chất trong X,Y,E,F,G và viết các phương trình phản ứng xảy ra. Bài 2 (2đ) a) Sử dụng duy nhất một thuốc thử hãy nhận biết 5 ống nghiệm chứa các chất rắn sau : CuO, CuS, FeS, MnO 2 , Ag 2 O b) Cho các chất : axit axetic, etilen, canxicacbua, axetilen, metan, rượu etilic, natri axetat. Lập sơ đồ chuyển hóa của tất cả các chất và viết phương trình phản ứng theo sơ đồ đó. Bài 3 (1,5đ) a) So sánh nhiệt độ sôi của các chất : C 2 H 5 OH, CH 3 COOH, H 2 O b) X, Y, Z là ba chất hữu cơ. Biết rằng: - Trong công thức phân tử : X chứa C , H. Y chứa C, H, O. Z chứa C, H, N. - Trong công thức cấu tạo : X,Y,Z chỉ có các liên kết đơn; số liên kết có trong X,Y,Z lần lượt là 9;8;9 . Xác định công thức cấu tạo của X,Y,Z. Bài 4 : (2,5đ) Cho 25,65g hỗn hợp X gồm Al, Fe, Cu vào m 1 gam dung dịch Y chứa HCl và H 2 SO 4 thu được m 2 gam dung dịch Z chỉ chứa các muối tan và V lit (đktc) khí H 2 , còn lại m 3 gam một kim loại không tan. Cho từ từ dung dịch Na 2 CO 3 tới dư vào dung dịch Z thì thu được 23,3 gam hỗn hợp chất rắn T. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. a) Viết các phương trình phản ứng xảy ra. b) Tính khối lượng của mỗi kim loại có trong hỗn hợp X. Biết m 2 – m 1 = 9 gam c) Tính khối lượng muối có trong dung dịch Z Bài 5 : (2đ) Cho dung dịch A chứa : C n H 2n+1 COOH x mol/lit và dung dịch B chứa : C m H 2m+1 COOH y mol/lit. Trộn 1lit A với 3 lit B thu được 4 lit dung dịch D, để trung hòa 100ml dung dịch D cần 75ml dung dịch NaOH a mol/lit và thu được 13,35 gam muối khan. Mặt khác, Trộn 3 lit A với 1 lit B thu được 4 lit dung dịch E , để trung hòa 100ml dung dịch E cần 125 ml dung dịch NaOH a mol/lit và thu được 20,85 gam muối khan. a) Xác định công thức cấu tạo của các axit. Biết rằng số nguyên tử cacbon trong mỗi phân tử axit nhỏ hơn 5. b) Xác định các giá trị a, x, y. Hết Cho: Ca = 40; O = 16; C = 12; H =1; Mg = 24; Fe = 56; Na =23; Ba =137; Al =27; Cu = 64; Ag =108; S =32; K =39; Zn = 65; N =14; Cl =35,5. 1 Nguyễn Đình Hành – Gia Lai HƯỚNG DẪN GIẢI GV: Nguyễn Đình Hành Bài 1: 3H 2 + Fe 2 O 3 0 t → 2Fe + 3H 2 O H 2 O (h) + Na 2 O → 2NaOH Rắn X gồm: Al 2 O 3 , Na 2 O, NaOH, Fe Na 2 O + H 2 O (l) → 2NaOH 2NaOH + Al 2 O 3 → 2NaAlO 2 + H 2 O Dung dịch Y có: NaOH, NaAlO 2 , Rắn E : Fe, Al 2 O 3 HCl + NaOH → NaCl + H 2 O 4HCl + NaAlO 2 → NaCl + AlCl 3 + 2H 2 O Dung dịch F : NaCl, AlCl 3 , HCl(dư) Ba(OH) 2 + Al 2 O 3 → Ba(AlO 2 ) 2 + H 2 O Rắn G: Fe Bài 2: a) Trích mẫu và chọn dung dịch HCl làm thuốc thử CuS: không tan trong dung dịch HCl CuO: tan tạo dung dịch màu xanh lam FeS: tan tạo dung dịch màu lục nhạt và có khí mùi trứng thối MnO 2 : Tan và có khí màu vàng lục thoát ra Ag 2 O: Tan ra và trong dung dịch có kết tủa trắng, kết tủa này dễ phân hủy ngoài ánh sáng. HS tự viết PTHH ! b) CaC 2 → C 2 H 2 → C 2 H 4 → C 2 H 5 OH → CH 3 COOH → CH 3 COONa → CH 4 CaC 2 + 2H 2 O → C 2 H 2 ↑ + Ca(OH) 2 C 2 H 2 + H 2 0 Pd,t → C 2 H 4 C 2 H 4 + H 2 O ax → C 2 H 5 OH C 2 H 5 OH + O 2 men giaám → CH 3 COOH + H 2 O CH 3 COOH + Na → CH 3 COONa + ½ H 2 ↑ CH 3 COONa + NaOH 0 CaO,t → CH 4 ↑ + Na 2 CO 3 Bài 3: a) Nhiệt độ sôi của : C 2 H 5 OH (78,3 0 C) < H 2 O (100 0 C) < CH 3 -COOH (118 0 C) ( Không giải thích) b) * CTTQ của X là: C x H y ( x ≤ y ≤ 2x + 2) vì có 9 liên kết ⇒ tổng hóa trị = 18 4x + y = 18 ⇒ y = 18 – 4x ; chỉ có x = 3, y = 6 là thỏa mãn. CTPT của X là: C 3 H 6 CTCT của X: H 2 C  CH 2 CH 2 * CTTQ :của Y là : C x H y O z ( y chẵn và x ≤ y ≤ 2x + 2 ) Phân tử Y có 8 liên kết ⇒ tổng hóa trị = 16 4x + y + 2z = 16 chỉ có x = 2, y = 6, z = 1 là thỏa mãn CTPT của Y: C 2 H 6 O CTCT của Y: CH 3 – CH 2 – OH hoặc CH 3 – O – CH 3 * CTTQ của Z : C a H b N c ( b > a ≥ c) Phân tử Z có 9 liên kết ⇒ tổng hóa trị = 18 4a + b + 3c = 18 ⇔ chỉ có a =2, b =7, c =1 là thỏa mãn CTPT của Z: C 2 H 7 N CTCT của Z: CH 3 - CH 2 – NH 2 hoặc CH 3 – NH- CH 3 Cách khác: Có thể đặt CTTQ của các chất X,Y,Z xuất phát từ an kan. Ví dụ: X : C n H 2n+2-2a ( a = số vòng, vì đề cho không có liên kết pi) 2 Nguyễn Đình Hành – Gia Lai Bài 4: Các PTHH xảy ra: 2Al + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2 ↑ (1) 2Al + 3H 2 SO 4 → Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 ↑ (2) Fe + 2HCl → FeCl 2 + H 2 ↑ (3) Fe + H 2 SO 4 → Fe SO 4 + H 2 ↑ (4) 3Na 2 CO 3 + 2AlCl 3 + 3H 2 O → 6NaCl + 2Al(OH) 3 ↓ + 3CO 2 ↑ (5) 3Na 2 CO 3 + Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 O → 3Na 2 SO 4 + 2Al(OH) 3 ↓ + 3CO 2 ↑ (6) Na 2 CO 3 + FeCl 2 → 2NaCl + FeCO 3 ↓ (7) Na 2 CO 3 + FeSO 4 → Na 2 SO 4 + FeCO 3 ↓ (8) Theo đề: 25,65 gam X + m 1 (g) dd axit → m 2 (g) dung dịch muối + m 3 (g) Cu + V(l) H 2 Vì m 2 – m 1 = 9(g) nên khối lượng KL pư nhiều hơn khối lượng H 2 thoát ra là 9 gam Gọi x,y là số mol của Al và Fe trong hỗn hợp 78x + 116y = 23,3 (*) 27x + 56y – 2(1,5x + y)= 9 ⇔ 24x + 54y = 9 (**) Giải (*) và (**) được: x = 0,15 ; y = 0,1 m Al = 4,05 (g) ; m Fe = 5,6(g) ; m Cu = 16(g) c) H 2 n = (1,5. 0,15 + 0,1) = 0,325 mol -Nếu dung dịch axit chỉ có HCl: Số mol Cl = 2.số mol H 2 = 0,65 mol Khối lượng muối trong Z: m = 4,05 + 5,6 + 0,65× 35,5 = 32,725 g - Nếu dung dịch axit chỉ có H 2 SO 4 Số mol SO 4 = số mol H 2 = 0,325 (mol) Khối lượng muối trong Z: m = 4,05 + 5,6 + 0,325× 96 = 40,85 g Vậy khối lượng muối trong Z nằm trong khoảng: 32,725g < m < 40,85 gam Bài 5 : a) Đặt R : C n H 2n+1 và R’ : C m H 2m+1 ( n ≤ 3 , m ≤ 3 ) ⇒ CTTQ của 2 axit là R-COOH và R’-COOH TN1 : Trong 100ml D có : số mol RCOOH = 0,1 x 4 = 0,025x (mol) số mol R’COOH = 0,1 3y 4 × = 0,075y (mol) RCOOH + NaOH → RCOONa + H 2 O 0,025x 0,025x 0,025x (mol) R’COOH + NaOH → R’COONa + H 2 O 0,075y 0,075y 0,075y (mol) TN2 : Trong 100ml E có : số mol RCOOH = 0,1 3x 4 × = 0,075x (mol) số mol R’COOH = 0,1 y 4 × = 0,025y (mol) RCOOH + NaOH → RCOONa + H 2 O 0,075x 0,075x 0,075x (mol) RCOOH + NaOH → RCOONa + H 2 O 0,025y 0,025y 0,025y (mol) Theo đề ta có: 0,075x 0,025y 125 5 0,025x 0,075y 75 3 + = = + ⇒ x = 3y (1) Mặt khác : 0,025x.(R+67) + 0,075y.(R’+67) = 13,35 ⇔ x(R+67) + 3y(R’+67) = 534 Với x = 3y ta có y ( R + R’ + 134) = 178 (2) Ta lại có : 0,075x.(R+67) + 0,025y.(R’+67) = 20,85 3 Nguyễn Đình Hành – Gia Lai 3x (R+67) + y(R’+67) = 834 Với x = 3y ta có : y.( 9R + R’ + 670 ) = 834 (3) Từ (2) và (3) ⇒ R R' 134 178 89 9R R ' 670 834 417 + + = = + + ⇒ R = 41R ' 469 48 − (4) Ta có bảng biện luận theo phương trình (4): m 0 1 2 3 R’ 1 15 29 43 R âm 3 15 27 n 1 Vậy 2 axit là : CH 3 -COOH và C 2 H 5 -COOH ( Nếu thay R’ = 14m + 1 và R = 14n + 1 vào (4) thì biện luận với 2 ẩn n và m) b) Ta có : 0,025x . 82 + 96.0,075y = 13,35 ⇔ 2,05x + 7,2y = 13,35 (5) Giải hệ phương trình : (1) và (5) được : x = 3 ; y = 1 Xét TN1 : 0,025x + 0,075y = 0,075a ⇒ a = x 3y 2 3 + = * Chú ý : Bài này vẫn giải được bằng phương trình trung bình nhưng dễ bị nhầm lắm đấy. Đã biết tỷ lệ x = 3y thì tìm được tỷ lệ số mol của 2 axit ở mỗi TN, vì vậy có thể đặt CTTB của hỗn hợp 2 axit ( chứa cả n và m) nhưng công thức Tb của hỗn hợp ở TN 1 khác TN 2 Cụ thể trong dung dịch D: số mol 2 axit là x và 3y mà x = 3y thì tỷ lệ 1:1 => chỉ số C trung bình ( phần hidrocacbon) = 0,5(n+m) Trong dung dịch E: số mol 2 axit là 3x và y => tỷ lệ mol 9: 1 => chỉ số C trung bình ( phần hidrocacbon) = (0,9n+ 0,1n) số mol muối ở TN1 = 0,6 lần số mol muối TN2 ( theo tỷ lệ số mol NaOH ở 2 TN) muối TN1 : C 0,5(m+n) H m +m +1 COONa có M = 7m+7n + 68 muối TN2 : C (0,9n + 0,1m) H 1,8n + 0,2m + 1 COONa có M = 12,6n + 1,4m + 68 0,6 ( 7n + 7m + 68) 13,35 = 12,6n + 1,4m + 68 20,85 = 89 139 m 48n + 34 41 = Chỉ có n = 1, m = 2 là thỏa mãn. Các thầy cô giáo có cách giải khác xin chia sẻ với tôi theo địa chỉ : Mail : n.dhanh@yahoo.com.vn 4 . – Gia Lai SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HẢI PHÒNG ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 NĂM HỌC 201 0- 2011 Môn: HÓA HỌC ( Bảng B) Thời gian: 150 phút ( không kể phát đề) Bài 1 (2đ) Cho luồng khí H 2 dư đi qua. Biết rằng: - Trong công thức phân tử : X chứa C , H. Y chứa C, H, O. Z chứa C, H, N. - Trong công thức cấu tạo : X,Y,Z chỉ có các liên kết đơn; số liên kết có trong X,Y,Z lần lượt là 9; 8 ;9 . Xác. c) Phân tử Z có 9 liên kết ⇒ tổng hóa trị = 18 4a + b + 3c = 18 ⇔ chỉ có a =2, b =7, c =1 là thỏa mãn CTPT của Z: C 2 H 7 N CTCT của Z: CH 3 - CH 2 – NH 2 hoặc CH 3 – NH- CH 3 Cách khác: