Đề thi + Đáp án thi vòng 2 TXPT 2011-2012

1 ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 THCS Năm học: 2011 - 2012 Môn thi: Hóa học Thời gian: 150 phút ( Không kể thời gian giao đề ) Câu 1: (3 điểm). a) Hoàn thành các phương trình hoá học theo sơ đồ sau: A   X MgSO 4  Y B   Z Mg(NO) 3  T C  2t MgO Cho biết A , B , C là Ma giê hoặc các hợp chất của Ma giê. X , Y , Z , T là các hợp chất vô cơ khác nhau . b) Mô tả hiện tượng quan sát được và viết phương trình hóa học . Khi cho dung dịch CuCl 2 tác dụng lần lượt với các chất sau: 1/ dung dịch AgNO 3 ; 2/ dung dịch NaOH ; 3/ Một lá Kẽm nhỏ ; 4/ Một mẫu kim loại bạc Câu 2:(4điểm). a) Có 7 ôxít ở dạng bột :Na 2 O, CaO , Ag 2 O, Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , MnO 2 , CuO , và CaC 2 . Bằng những phản ứng đặc trưng nào có thể phân biệt được các chất đó. b) Trình bày phương pháp lấy từng kim loại Cu và Fe từ hổn hợp các ôxít: SiO 2 , Al 2 O 3 , CuO, FeO. Câu 3:(4điểm). Hoà tan 7,74g hổn hợp 2 kim loại Mg , Al trong 500ml dung dịch hỗn hợp chứa HCl 1M và H 2 SO 4 0,38M (loãng). Thu được dung dịch A và 8,736 lít khí H 2 (đktc). a)Kim loại đã tan hết chưa? giải thích? b)Tính khối lượng muối có trong dung dịch A? Câu 4: (3 điểm). Cho hỗn hợp khí Co và CO 2 đi qua dung dịch Ca(OH) 2 dư thu được 1g kết tủa màu trắng. Nếu cho hỗn hợp khí này đi qua CuO dư đun nóng thì thu được 0,64g một kim loại màu đỏ. a) Viết phương trình hoá học xảy ra. b) Xác định thành phần phần trăm theo thể tích của hỗn hợp khí. c) Tính thể tích khí oxi cần dùng để đốt cháy hỗn hợp (các thể tích đều đo ở đ.k.t.c). Câu 5: (4 điểm). Hỗn hợp X gồm Fe và kim loại R có hóa trị không đổi. Hòa tan hết 3,3 gam X trong dung dịch HCl dư được 2,9568 lít khí ở 27,3 0 C và 1 atm. Mặt khác cũng hòa tan hết 3,3 gam trên trong dung dịch HNO 3 1M lấy dư 10% thì được 896 ml hỗn hợp khí Y gồm N 2 O và NO ở đktc có tỉ khối so với hỗn hợp (NO + C 2 H 6 ) là 1,35 và dung dịch Z chứa hai muối. a) Tìm R và % khối lượng các chất trong X. b) Cho Z phản ứng với 400 ml dung dịch NaOH thấy xuất hiện 4,77 gam kết tủa. Tính C M của NaOH biết Fe(OH) 3 kết tủa hoàn toàn. Câu 6: (2điểm). Mỗi hỗn hợp khí cho dưới đây có thể tồn tại được không? Nếu tồn tại thì chỉ rõ điều kiện. NO và O 2 ; H 2 và Cl 2 ; SO 2 và O 2 ; O 2 và Cl 2 . hết Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm. ĐỀ CHÍNH THỨC 2 HƯỚNG DẪN CHẤM THI HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN NĂM HỌC 2011 – 2012 MÔN THI: HÓA HỌC (Hướng dẫn chấm có 03 trang) Câu 1(3,0đ) Điểm - 8 chất là: Fe, FeO, Fe 3 O 4 , FeS, FeS 2 , FeSO 4 , Fe x O y , Fe(OH) 2 . - Viết 8 phương trình phản ứng xẩy ra.(Mỗi phương trình được 0,25 điểm) 2Fe + 6H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O 2FeO + 4H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4 ) 3 + SO 2 + 4H 2 O 2FeS + 10H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4 ) 3 + 9SO 2 + 10H 2 O 2FeS 2 + 14H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4 ) 3 + 15SO 2 + 14H 2 O 2Fe 3 O 4 + 10H 2 SO 4 → 3Fe 2 (SO 4 ) 3 + SO 2 + 10H 2 O 2FeSO 4 + 2H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4 ) 3 + SO 2 + 2H 2 O 2Fe x O y + (6y – 2x )H 2 SO 4 → xFe 2 (SO 4 ) 3 + (3y – 2x)SO 2 + (6y – 2x)H 2 O 2Fe(OH) 2 + 4H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4 ) 3 + SO 2 + 6H 2 O HS viết đúng phương trình nhưng không cân bằng phản ứng hoặc cân bằng sai chỉ cho nửa số điểm của mỗi phương trình. Nếu HS tìm được các chất khác nếu viết đúng vẫn cho điểm tối đa. Câu 2(4 điểm): a/ (2 điểm): Nhận biết đúng mỗi chất cho : (0,5 đ) - Dùng H 2 O để nhận ra các chất tan: Na 2 O,CaO, CaC 2 Na 2 O + H 2 O 2NaOH (dung dịch trong suốt) CaO + H 2 O Ca(OH) 2 : ít tan dd đục CaC 2 + 2H 2 O Ca(OH) 2 + C 2 H 2 - Dùng dung dịch NaOH để nhận ra : Al 2 O 3 Al 2 O 3 + 2 NaOH 2 NaAlO 2 + H 2 O - Dùng dung dịch HCl để nhận ra các oxít còn lại : CuO + 2 HCl CuCl 2 +H 2 O (dd màu xanh lam) Ag 2 O + 2 HCl 2AgCl + H 2 O (có kết tủa) MnO 2 + 4 HCl MnCl 2 + Cl 2 +2 H 2 O (có ít khí bay ra) Fe 2 O 3 + 6 HCl 2 FeCl 3 +3 H 2 O (dd có màu vàng) b/ (2 điểm) : Tách được mỗi kim loại cho: (1đ). - Cho hỗn hợp tác dụng với dung dịch NaOH và đun nóng : Tan: Al 2 O 3 , SiO 2 (Al 2 O 3 , SiO 2 , CuO, FeO ) + NaOH; t 0 Không tan : CuO , FeO  Lọc tách chất không tan được : CuO , FeO - Dùng CO dư khử hỗn hợp chất rắn thu được ,sau đó hoà tan trong dd HCl: Ta được dd FeCl 2 và tách được Cu. Cu (CuO, FeO) + CO (Cu, Fe) + HCl dd FeCl 2 - Dùng dd NaOH cho vào dd FeCl 2 , lọc lấy kết tủa nung trong chân 3 không ,dùng CO khử chất rắn thu được tách được Fe. FeCl 2 + NaOH Fe(OH) 2 t o FeO + CO Fe. Câu 3 (4 điểm): n HCl = 0,5 mol ; n 42 SOH = 0,19 mol ; n 2 H = 0,39 mol a.(2đ): Các P.T.H.H: Mỗi PTHH đúng cho : 0,25 điểm. Mg + 2 HCl MgCl 2 + H 2 (1) 2 Al + 6 HCl 2AlCl 3 + 3H 2 (2) Mg + H 2 SO 4 MgSO 4 + H 2 (3) 2 Al + 3 H 2 SO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 (4) Từ 1,2 : n 2 H = 2 1 n HCl = 2 1 .0,5 = 0,25 (mol). Từ 3, 4 n 2 H = n 42 SOH = 0,19 (mol) Suy ra: Tổng n 2 H = 0,25 + 0,19 = 0,44 (mol) Ta thấy: 0,44 > 0,39 Vậy : A xít dư ,kim loại tan hết b.(2đ): Theo câu a : Axít dư. * TH 1 : Giả sử HCl phản ứng hết,H 2 SO 4 dư: n HCl = 0,5 mol  n 2 H =0,25 mol (1,2) n 2 H = 0,39 - 0,25 = 0,14 (mol) suy ra n 42 SOH = 0,14 mol (3,4) (pư) Theo định luật BTKL : m muối = 7,74 + 0,5 .35,5 + 0,14 .96 = 38,93g (A) * TH 2 : Giả sử H 2 SO 4 phản ứng hết, HCl dư Suy ra n 42 SOH = 0,19 mol suy ra n 2 H = 0,19 mol 3,4 n 2 H = 0,39 – 0,19 = 0,2 (mol) suy ra n HCl = 0,2.2 =0,4 (mol) (1,2) (p ứ) Theo định luật bảo toàn khối lượng : m muối = 7,74 + 0,19.96 + 0,4.35,5 = 40,18 (g) Vì thực tế phản ứng xảy ra đồng thời. Nên cả 2 a xít đều dư Suy ra tổng khối lượng muối trong A thu được là : 38,93 (g) < m muối <40,18 (g) (A) Câu 4: (3 điểm) a. CO 2 + Ca(OH) 2 CaCO 3 + H 2 O (mol) 0,01 = 0,01 4 CuO + CO Cu + CO 2 0,01 64 64.0 = 0,01 b. Vì % V = % n nên: %VCO 2 = 01,001,0 01,0  . 100% = 50% % VCO = 100% - 50% = 50% c. 2Co + O 2 > 2 CO 2 0,01 0,005 VO 2 = 22,4 . 0,005 = 0,112 (lít) O 2 Câu 5 ( 4 điểm) a/  Số mol H 2 = 2,9568.1 0,082.(27,3 273) = 0,12 mol; số mol Y = 0,896 22,4 = 0,04 mol + Gọi a, b lần lượt là số mol của N 2 O và NO, vì NO và C 2 H 6 đều có M = 30 đvC nên ta có hệ: a b 0,04 44a 30b 1,35 30(a b)            a 0,03 mol b = 0,01 mol     + Đặt x, y lần lượt là số mol của Fe và R trong 3,3 gam X ta có: 56x + Ry = 3,3 (I) + Gọi n là hóa trị của R(n  4). Áp dụng ĐLBT electron ta có: 2x ny 0,12.2 3x ny 0,03.8 0,01.3          x 0,03 mol (II) ny = 0,18 mol (III)     + Thay x = 0,03 mol vào (I) được; Ry = 1,62 (IV) + Chia (IV) cho (III) được: R = 9n  chỉ có n = 3; R = 27 = Al là phù hợp khi đó thay n = 3 vào (III) ta có: y = 0,06 mol + Vậy: R là Al với %m Al = 0,06.27 .100% 3,3 = 49,1%; %m Fe = 50,9% b/ + Ta có: Số mol HNO 3 phản ứng = tổng số mol e trao đổi + số mol N trong khí = (0,03.8 + 0,01.3) + (0,03.2 + 0,01.1) = 0,34 mol  Số mol HNO 3 dư = 0,34.10/100 = 0,034 mol. + Ta luôn có: n Fe(NO3)3 = n Fe và n Al(NO3)3 = n Al . Do đó dung dịch Z có: Fe(NO 3 ) 3 = 0,03 mol; Al(NO 3 ) 3 = 0,06 mol; HNO 3 dư = 0,034 mol  Khi Z + dd NaOH: HNO 3 + NaOH → NaNO 3 + H 2 O (1) Mol: 0,034 0,034 Fe(NO 3 ) 3 + 3NaOH → Fe(OH) 3 ↓ + 3NaNO 3 (2) Mol: 0,03 0,09 0,03 Al(NO 3 ) 3 + 3NaOH → Al(OH) 3 ↓ + 3NaNO 3 (3) Mol: 0,06 5 Có thể có: Al(OH) 3 + NaOH → NaAlO 2 + 2H 2 O (4) + Khối lượng Al(OH) 3 = 4,77 – 0,03.107 = 1,56 gam  Al(OH) 3 = 0,02 mol  TH1: không xảy ra phản ứng (4): Số mol NaOH = 0,034 + 0,09 + 3.0,02 = 0,184 mol  C M = 0,46 M  TH2: xảy ra phản ứng (4): Số mol NaOH = 0,034 + 0,09 + 3.0,06 + (0,06 – 0,02) = 0,344 mol  C M = 0,86M Câu 6(2 điểm) Để một hỗn hợp tồn tại trong một điều kiện xác định thì các chất trong hỗn hợp không tác dụng với nhau ở điều kiện đó: + Hỗn hợp NO, O 2 không tồn tại ở bất kỳ điều kiện nào: 2NO + O 2  2NO 2 . + Hỗn hợp H 2 , Cl 2 chỉ tồn tại trong bóng tối và ở nhiệt độ thấp: H 2 + Cl 2 0 as (t )  2HCl. + Hỗn hợp SO 2 , O 2 chỉ không tồn tại khi ở trên 450 0 C, áp suất cao và có xúc tác V 2 O 5 : 2SO 2 + O 2 0 2 5 V O ,450 C,p  2SO 3 . + Hỗn hợp Cl 2 , O 2 tồn tại ở bất kỳ điều kiện nào: Cl 2 + O 2  không phản ứng. . 10H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4 ) 3 + 9SO 2 + 10H 2 O 2FeS 2 + 14H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4 ) 3 + 15SO 2 + 14H 2 O 2Fe 3 O 4 + 10H 2 SO 4 → 3Fe 2 (SO 4 ) 3 + SO 2 + 10H 2 O 2FeSO 4 + 2H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4 ) 3 . 2H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4 ) 3 + SO 2 + 2H 2 O 2Fe x O y + (6y – 2x )H 2 SO 4 → xFe 2 (SO 4 ) 3 + (3y – 2x)SO 2 + (6y – 2x)H 2 O 2Fe(OH) 2 + 4H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4 ) 3 + SO 2 + 6H 2 O HS viết đúng phương. H 2 (1) 2 Al + 6 HCl 2AlCl 3 + 3H 2 (2) Mg + H 2 SO 4 MgSO 4 + H 2 (3) 2 Al + 3 H 2 SO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 (4) Từ 1 ,2 : n 2 H = 2 1 n HCl = 2 1 .0,5 = 0 ,25 (mol). Từ 3, 4 n 2 H