đề thi HSG hóa 9

KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ CẤP THCS NĂM HỌC 2011 - 2012 Môn thi : HOÁ HỌC Thời gian làm bài : 150 phút (Đề này có 2 trang) (không kể thời gian phát đề) Bµi 1: (2,00 ®iĨm) Trªn 2 ®Üa c©n th¨ng b»ng cã 2 cèc, cèc I chøa dung dÞch HCl vµ cèc II chøa dung dÞch H 2 SO 4 (®Ỉc nãng) . Ngêi ta cho vµo cèc I a gam CaCO 3 , vµo cèc II b gam Cu. a. Cã thĨ t×m tØ lƯ a/b sao cho sau mét thêi gian 2 ®Üa c©n vÉn trë l¹i th¨ng b»ng ®ỵc kh«ng? b. NÕu ta cho CaCO 3 vµo cèc II vµ Cu vµo cèc I th× ®Ĩ cho c©n th¨ng b»ng tØ lƯ a/b ph¶i lµ bao nhiªu ?. Gi¶ thiÕt lỵng axit ë 2 cèc ®đ cho c¸c ph¶n øng x¶y ra hoµn toµn vµ níc kh«ng bay h¬i. Bµi 2: (2,50 ®iĨm) Ngêi ta ®em nung trong kh«ng khÝ c¸c khèi lỵng m nh nhau cđa c¸c chÊt: Cu ; CaCO 3 ; CuSO 4 .5H 2 O ; Fe(OH) 2 vµ NaOH . Sau khi nung thu ®ỵc c¸c khèi lỵng lÇn lỵt lµ m 1 , m 2 , m 3 , m 4 , m 5 . a. H·y so s¸nh m 1 , m 2 , m 3 , m 4 , m 5 víi m . Gi¶i thÝch. b. Gi¶ thiÕt c¸c ph¶n øng ho¸ häc cã thĨ x¶y ra kÕt thóc, em h·y so s¸nh khèi l ỵng (m 1 , m 2 , m 3 , m 4 , m 5 ) cđa c¸c chÊt sau khi nung. H·y gi¶i c¸c bµi to¸n hãa häc tõ bài 3 đến bài 12 sau ®©y b»ng ph¬ng ph¸p ®¬n gi¶n tèi u nhÊt: Bµi 3 : (1,50 ®iĨm) Hçn hỵp chÊt r¾n (X) gåm 0,1 mol Fe 2 O 3 vµ 0,2 mol Fe 3 O 4 . Hoµ tan hoµn toµn hçn hỵp (X) b»ng dung dÞch HCl d, sau ®ã cho tiÕp dung dÞch NaOH d vµo. KÕt thóc ph¶n øng, läc kÕt tđa råi ®em nung trong kh«ng khÝ ®Õn khèi lỵng kh«ng ®ỉi thu ®ỵc a gam chÊt r¾n (Y). TÝnh a. Bµi 4 : (1,50 ®iĨm) Cho 7,26 g hçn hỵp (X) gåm ba mi Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 , CaCO 3 tan hoµn toµn trong dung dÞch HCl d, thÊy cã 1,344 lÝt khÝ kh«ng mµu bay ra (®ktc) vµ dung dÞch (Y). C« c¹n dung dÞch (Y) thu ®ỵc m gam mi khan. H·y tÝnh gi¸ trÞ cđa m . Bµi 5 : (1,50 ®iĨm) Khư m gam hçn hỵp (X) gåm FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 vµ CuO b»ng khÝ CO d ë nhiƯt ®é cao. Sau ph¶n øng thu ®ỵc 40 g hçn hỵp chÊt r¾n (Y) vµ hçn hỵp khÝ (Z). Cho hçn hỵp khÝ (Z) léi tõ tõ qua dung dÞch Ba(OH) 2 d th× thu ®ỵc 59,1 g kÕt tđa. TÝnh m. Bµi 6 : (1,00 ®iĨm) Cho 8,15 g hçn hỵp (X) gåm Na vµ mét kim lo¹i kiỊm t¸c dơng hÕt víi dung dÞch HCl lo·ng, d thu ®ỵc dung dÞch (Y) vµ V lÝt khÝ H 2 (®ktc). C« c¹n dung dÞch (Y) thu ®ỵc 17,025 g hçn hỵp mi khan. H·y tÝnh gi¸ trÞ cđa V . Bµi 7 : (2,00 ®iĨm) Cho 15 g hçn hỵp (X) gåm hai kim lo¹i Al vµ R (kim lo¹i R ®øng tríc hi®ro trong d·y ®iƯn ho¸) t¸c dơng víi 1,0 lÝt dung dÞch hçn hỵp axit HCl xM vµ H 2 SO 4 yM (víi x = 3y) thu ®ỵc 8,4 lÝt khÝ H 2 (®ktc), dung dÞch (Y) vµ 2,55 g kim lo¹i kh«ng tan. TÝnh khèi lỵng mi khan thu ®ỵc khi c« c¹n dung dÞch (Y) . Bµi 8 : (1,50 ®iĨm) Nung 13,4 g hçn hỵp hai mi cacbonat cđa hai kim lo¹i ho¸ trÞ II, sau ph¶n øng thu ®ỵc 6,8 g chÊt r¾n vµ khÝ (X). Cho toµn bé lỵng khÝ (X) t¸c dơng víi 75 ml dung dÞch NaOH 1M ®ỵc dung dÞch (Y). TÝnh khèi lỵng mi khan thu ®ỵc khi c« c¹n dung dÞch (Y) . Bµi 9 : (2,00 ®iĨm) Cho 336,3 ml dung dÞch KOH 12% (D =1,11 g/ml) vµo 200 ml dung dÞch H 3 PO 4 1,5M thu ®- ỵc dung dÞch (X). TÝnh khèi lỵng hçn hỵp c¸c chÊt r¾n khan thu ®ỵc khi c« c¹n dung dÞch (X) Bµi 10 : (1,50 ®iĨm) Nhóng mét thanh Zn cã khèi lỵng 10 g vµo 500 ml dung dÞch CuSO 4 0,5M. Sau mét thêi gian, lÊy thanh Zn ra, rưa s¹ch cÈn thËn, c©n l¹i thÊy nỈng 9,9 g. Coi tÊt c¶ kim lo¹i tho¸t ra ®Ịu b¸m vµo thanh Zn vµ thĨ tÝch dung dÞch kh«ng ®ỉi. TÝnh nång ®é mol cđa CuSO 4 trong dung dÞch sau ph¶n øng . 1/2 Bài 11: (1,50 điểm) Cho 3,78 g bột nhôm phản ứng vừa đủ với dung dịch muối XCl 3 (X là kim loại), thu đợc dung dịch (Y). Khối lợng chất tan trong dung dịch (Y) giảm 4,06 g so với khối lợng chất tan trong dung dịch XCl 3 . Xác định tên kim loại X. Bài 12 : (1,50 điểm) Cho hỗn hợp khí gồm CO 2 và SO 2 có tỉ khối so với nitơ bằng 2. Tính thành phần % về thể tích của CO 2 và SO 2 trong hỗn hợp . ht Ghi chú : Cho phép học sinh sử dụng bảng HTTH, giáo viên coi thi không giải thích gì thêm ! P N HNG DN CHM Bài 1: (2,00 điểm) a). a gam CaCO 3 vào cốc I xảy ra phản ứng CaCO 3 + 2HCl CaCl 2 + CO 2 b gam Cu vào cốc II xảy ra phản ứng Cu + 2H 2 SO 4 CuSO 4 + 2H 2 O + SO 2 (0,50đ) ở cốc I khối lợng tăng lên là (56/100)a . ở cốc II khối lợng không thay đổi nên không thể xác định tỉ lệ a/b để 2 đĩa cân trở lại thăng bằng đợc. (0,50đ) b). Khi cho a gam CaCO 3 vào cốc II xảy ra phản ứng CaCO 3 + H 2 SO 4 CaSO 4 + H 2 O + CO 2 . Cu vào cốc I phản ứng không xảy ra. (0,50đ) ở cốc II khối lợng tăng lên là (56/100)a, ở cốc II khối lợng tăng lên là b gam. Để cho cân thăng bằng thì (56/100)a = b a/b = 100/56. (0,50đ) Bài 2: (2,50 điểm) a. So sánh m 1 , m 2 , m 3 , m 4 , m 5 với m . m 1 > m do xảy ra phản ứng 2Cu + O 2 2CuO (1) 2/2 m 2 < m do xảy ra phản ứng CaCO 3 CaO + CO 2 (2) m 3 < m do có sự tách nớc CuSO 4 .5H 2 O CuSO 4 + 5H 2 O (3) m 4 < m do xảy ra phản ứng Fe(OH) 2 FeO + H 2 O (4) 2FeO + 1/2O 2 Fe 2 O 3 (5) m 5 = m do NaOH khan không thay đổi khối lợng (làm đến đây cho 1,25 đ) b. Sau khi các phản ứng hoá học kết thúc m 1 > m 5 > m 2 , m 3 , m 4 (0,50đ) Theo (2)(3)(4)(5) thì m 2 = 56/100 ; m 3 = (160/250 = 64/100)m ; m 4 = 80/90 m (0,50đ) Ta có thứ tự m 1 > m 5 > m 4 > m 3 > m 2 (0,25đ) Hãy giải các bài toán hóa học từ bi 3 n bi 12 sau đây bằng phơng pháp đơn giản tối u nhất: Bài 3 : (1,50 điểm) Nhận thấy sản phẩm rắn cuối cùng của quá trình (chất rắn Y) là Fe 2 O 3 , do đó ta có sơ đồ tóm tắt thí nghiệm nh sau : { 2 3 2 3 3 4 Fe O (hh X) Fe O (Y) Fe O (0.50đ) Vậy n Fe trong (Y) = (0,1ì2 + 0,2ì3) = 0,8 (mol). (0.50đ) 2 3 Fe O n = 0,8 0,4 2 = (mol) a = 0,4ì160 = 64 (g). (0.50đ) Bài 4 : (1,50 điểm) Sơ đồ phản ứng : Muối cacbonat + HCl muối clorua + CO 2 + H 2 O (0.50đ) 2 2 CO H O n n= sinh ra = 0,06 mol ; n HCl phản ứng = 2ì0,06 = 0,12 (mol). (0.50đ) 7,26 + 36,5ì0,12 = m muối clorua + 0,06(44 + 18) (0.50đ) Bài 5 : (1,50 điểm) * Bài giải : Hỗn hợp khí (Z) gồm CO và CO 2 , khi cho hỗn hợp (Z) qua dung dịch Ba(OH) 2 d thì chỉ có phản ứng : CO 2 + Ba(OH) 2 BaCO 3 + H 2 O = 2 3 CO BaCO n n = 59,1 197 = 0,3 (mol). (0.50đ) Ta thấy : n CO phản ứng = 2 CO n n CO = 0,3 mol. (0.50đ) Theo định luật bảo toàn khối lợng, ta có : 2 CO hỗn hợp ( ) hỗn hợp (X) CO ph Y ản ứng m + m = m + m m + 0,3ì28 = 40 + 0,3ì44 m = 44,8 g. (0.50đ) Bài 6 : (1,00 điểm) Theo định luật bảo toàn khối lợng, ta có : m X + m HCl phản ứng = m muối + 2 H m (0.50đ) 8,15 + 73V 22,4 = 17,025 + 2V 22,4 V = 2,8 lít. (0.50đ) Bài 7 : (2,00 điểm) Do kim loại còn d nên axit đã phản ứng hết. m kim loại phản ứng = 12,45 g. (0.25đ) H 2 n = 0,375 mol = x 2 + y x + 2y = 0,75 (1) (0.25đ) Mặt khác, ta lại có : x = 3y (2) Từ (1) và (2) x = 0,45 và y = 0,15 (0.50đ) 3/2 CO 2 (M = 44) m muối khan = m kim loại phản ứng + Cl m + 4 SO m (0.50đ) = 12,45 + 35,5ì0,45 + 96ì0,15 = 42,825 (g). (0.50đ) Bài 8 : (1,50 điểm) CO 2 m = 13,4 6,8 = 6,6 (g) 2 CO n = 6,6 44 = 0,15 (mol). (0.50đ) n NaOH = 0,075 mol < 2 CO n = 0,15 mol (0.25đ) Chỉ có muối NaHCO 3 đợc tạo thành. NaOH + CO 2 NaHCO 3 (0.25đ) NaHCO 3 n = n NaOH = 0,075 mol m muối khan = 0,075ì84 = 6,3 (g). (0.50đ) Bài 9 : (2,00 điểm) n KOH = 0,8 mol ; P 3 H O 4 n = 0,3 mol. (0.50đ) P 3 H O 4 2n < n KOH < P 3 H O 4 3n (0.25đ) Xảy ra 2 phản ứng : 2KOH + H 3 PO 4 K 2 HPO 4 + 2H 2 O 3KOH + H 3 PO 4 K 3 PO 4 + 3H 2 O (0.50đ) Sau phản ứng trong dung dịch có muối K 3 PO 4 , K 2 HPO 4 và nớc. Cô cạn dung dịch thu đợc chất rắn khan chỉ gồm hai muối K 3 PO 4 và K 2 HPO 4 . (0.25đ) Theo định luật bảo toàn khối lợng, ta có : m chất rắn khan = m KOH + 3 4 PH O m m nớc sinh ra = 0,8ì56 + 0,3ì98 0,8ì18 = 59,8 (g). (0.50đ) Bài 10 : (1,50 điểm) Zn + CuSO 4 ZnSO 4 + Cu 1 mol 1 mol 1 mol 1 mol (khối lợng giảm 1 g) (0.50đ) Theo đề bài, khối lợng thanh Zn giảm là : 10 9,9 = 0,1 (g) n Zn phản ứng = 4 CuSO n đã phản ứng = 0,1 mol. (0.50đ) 4 CuSO n d = 0,25 0,1 = 0,15 (mol) [CuSO 4 ] = 0,3M. (0.50đ) Bài 11: (1,50 điểm) XCl 3 + Al AlCl 3 + X (0.25đ) n Al = 3,78 = 0,14 27 (mol) m = 0,14(M X 27) = 4,06 (g). (0.75đ) M X = 56 g/mol X là sắt. (0.50đ) Bài 12 : (1,50 điểm) Trớc hết, ta tính phân tử khối trung bình của hỗn hợp, sau đó áp dụng sơ đồ đờng chéo để tìm tỉ lệ thể tích (tức là tìm đợc % về thể tích) của hỗn hợp. Phân tử khối trung bình của hỗn hợp là : M = 28 ì 2 = 56 (g/mol). (0.50đ) Ta có sơ đồ đờng chéo : (0.50đ) % CO 2 V = 2 100% = 40% 2 +3 ì ; % SO 2 V = 100% 40% = 60%. 4/2 SO 2 (M = 64) M = 56 8 12 = = 2 2 CO SO V 8 2 V 12 3 5/2 . + 0,3 98 0,8ì18 = 59, 8 (g). (0.50đ) Bài 10 : (1,50 điểm) Zn + CuSO 4 ZnSO 4 + Cu 1 mol 1 mol 1 mol 1 mol (khối lợng giảm 1 g) (0.50đ) Theo đề bài, khối lợng thanh Zn giảm là : 10 9, 9 = 0,1. KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ CẤP THCS NĂM HỌC 2011 - 2012 Môn thi : HOÁ HỌC Thời gian làm bài : 150 phút (Đề này có 2 trang) (không kể thời gian phát đề) Bµi 1: (2,00 ®iĨm) Trªn. 56/100 ; m 3 = (160/250 = 64/100)m ; m 4 = 80 /90 m (0,50đ) Ta có thứ tự m 1 > m 5 > m 4 > m 3 > m 2 (0,25đ) Hãy giải các bài toán hóa học từ bi 3 n bi 12 sau đây bằng phơng pháp