Đề và đáp án_HSG Hoá 9 (2013_2014)

PHÒNG GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO THANH THUỶ ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 TRUNG HỌC CƠ SỞ NĂM HỌC: 2013-2014 Môn : Hóa học Thời gian: 150 phút, không kể thời gian giao đề. Đề thi có: 02trang Câu 1: (2điểm) Cho các chất sau đây: dung dịch NaOH, Fe 2 O 3 , dung dịch CuCl 2 , CO 2 , Al, dung dịch AgNO 3 và dung dịch H 2 SO 4 .Những cặp chất nào phản ứng được với nhau? Nêu rõ điều kiện và viết phương trình hóa học của phản ứng Câu 2: (3 điểm) 1. Chỉ sử dụng một kim loại, hãy nhận biết các dung dịch chứa các chất sau: AgNO 3 , NaOH, HCl, NaNO 3 đựng trong các lọ riêng biệt bị mất nhãn. 2. Chỉ từ các chất: KMnO 4 , BaCl 2 , H 2 SO 4 và Fe có thể điều chế được các khí gì? Viết phương trình hóa học của các phản ứng tạo thành các khí đó. 3. Hoà tan hoàn toàn 9,6g kim loại R trong H 2 SO 4 đặc nóng thu được 3,36 lít SO 2 (đktc).Tìm kim loại R. Câu 3: (3 điểm) a. Cho dung dịch A chứa CuSO 4 nồng độ x%, sau khi cho bay hơi 20% lượng nước thì dung dịch trở nên bão hòa. Thêm 2,75g CuSO 4 vào dung dịch bão hòa thì có 5g CuSO 4 . 5H 2 O tách ra. Tính nồng độ phần trăm của dung dịch bão hòa và nồng độ phần trăm của dung dịch A. b. Có 600gam dung dịch NaCl bão hòa ở 90 0 C. Hỏi có bao nhiêu gam tinh thể NaCl tách ra khi làm lạnh dung dịch đó xuống 0 0 C. Cho biết độ tan của NaCl ở 90 0 c là 50gam, ở 0 0 C là 35gam. Câu 4: ( 10điểm). 1. Nung nóng Cu trong không khí 1 thời gian thu được chất rắn A. Hòa tan A bằng H 2 SO 4 đặc nóng thu được dung dịch B và khí C. Khí C tác dụng với dung dịch KOH thu được dung dịch D. D vừa tác dụng với BaCl 2 vừa tác dụng với NaOH. Cho B tác dụng với dung dịch KOH. Viết các phương trình phản ứng xảy ra. 2. Một hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe 2 O 3 . Lấy 0,4g X cho tác dụng với HCl dư thu được 56ml khí H 2 (đktc).Đem khử 1g hỗn hợp X bằng H 2 thì thu được 0,2115g H 2 O. a. Tính % Fe, %FeO, %Fe 2 O 3 trong hỗn hợp X. b. Tính thể tích dung dịch HNO 3 0,5M phải dùng để hòa tan hết 1g hỗn hợp X trên, biết phản ứng chỉ tạo ra khí NO duy nhất(đktc). Đề chính thức 3. Nung 32,4 gam muối hiđrocacbonat của kim loại M(có hóa trị n không đổi) tới phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được chất rắn A và hỗn hợp khí, hơi B. Dẫn từ từ B tới hết vào 100ml dung dịch Ba(OH) 2 1,81M. Sau phản ứng thấy có 31,914g kết tủa và khối lượng dung dịch Ba(OH) 2 giảm 21,87g. Xác định công thức muối hiđrocacbonat trên. Câu 5 ( 2điểm). Khử m gam hỗn hợp A gồm các oxit CuO, FeO, Fe 3 O 4 , và Fe 2 O 3 bằng khí CO ở nhiệt độ cao, người ta thu được 40g hỗn hợp chất rắn X và 13,2 g khí CO 2 . Tìm m? Cho biết: C= 12, O= 16, Ba= 137, H= 1, Fe= 56, N= 14, Na= 23, K= 39, Cu= 64, S= 32, Cl= 35,5, ….Hết…. Họ và tên thí sinh:… SBD:… (Cán bộ coi thi không cần giải thích gì thêm!) PHÒNG GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO THANH THUỶ HƯỚNG DẪN CHẤM THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 TRUNG HỌC CƠ SỞ NĂM HỌC: 2013-2014 Môn : Hóa học Câu Đáp án Điểm Câu 1(2đ) 1. 2NaOH + CuCl 2 → Cu(OH) 2 + 2NaCl 2. NaOH + CO 2 → NaHCO 3 hoặc 2NaOH + CO 2 → Na 2 CO 3 + H 2 O 3. NaOH + Al + H 2 O → NaAlO 2 + 3/2 H 2 4. 2NaOH + 2AgNO 3 → 2NaNO 3 + Ag 2 O + H 2 O 5. 2NaOH + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + 2H 2 O 6. Fe 2 O 3 + 2Al → 0 t 2Fe + Al 2 O 3 7. Fe 2 O 3 + 3H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 O 8. 3CuCl 2 + 2Al → 2AlCl 3 + 3Cu 9. CuCl 2 + 2AgNO 3 → Cu(NO 3 ) 2 + 2AgCl 10. 2Al + 3H 2 SO 4 → Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 11. Al + 3AgNO 3 → Al(NO 3 ) 3 + 3Ag 0,1 0,1 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 Câu 2(3đ) 1.(1đ) - Dùng Cu để thử 4 dung dịch, nhận ra dd AgNO 3 nhờ tạo ra dung dịch màu xanh lam: Cu + 2AgNO 3 → Cu(NO 3 ) 2 + 2Ag ↓ - Dùng dung dịch Cu(NO 3 ) 2 tạo ra để thử các dung dịch còn lại, nhận ra dd NaOH nhờ có kết tủa xanh lơ: Cu(NO 3 ) 2 + 2NaOH → Cu(OH) 2 ↓ + 2NaNO 3 - Cho AgNO 3 ( đã nhận ra ở trên) vào 2 chất còn lại, nhận ra dd HCl nhờ có kết tủa trắng. Chất còn lại là NaNO 3 AgNO 3 + HCl → AgCl ↓ + HNO 3 0,5 0, 25 0, 25 2.(1đ) Có thể điều chế được các khí: O 2 , H 2 , SO 2 , HCl 2KMnO 4 → 0 t K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2 ↑ H 2 SO 4 loãng + Fe → FeSO 4 + H 2 ↑ 6H 2 SO 4 (đặc, nóng) + 2Fe → Fe 2 (SO 4 ) 3 + 6H 2 O + 3SO 2 ↑ H 2 SO 4 (đặc, nóng) + BaCl 2 → BaSO 4 ↓ + 2HCl↑ 0,25 0,25 0,25 0.25 3. (1đ) Gọi hóa trị cao nhất của R là x Số mol SO 2 là: 0,15 mol 2R + 2xH 2 SO 4 đ R 2 (SO 4 ) x + xSO 2 + 2xH 2 O 0,3/x mol 0,15 mol Vậy M R = 32x (g) Với x = 1 thì M R = 32 loại Với x = 2 thì M R = 64 do đó R là Cu. Với x = 3 thì M R = 96 loại 0,25 0,25 0,5 Câu 3(3đ) a.(1,75đ) Trong 5g CuSO 4 .5H 2 O có 3,2g CuSO 4 và 1,8g H 2 O Lượng CuSO 4 tách ra: 3,2 – 2,75 = 0,45g Lượng H 2 O tách ra là 1,8g Do đó: C % bão hòa = (0,45. 100) : ( 0,45 + 1,8 ) = 20% Lượng nước trong dd A ban đầu thêm 20% là: (1,8 . 100) : 80 = 2,25 g Tỉ lệ CuSO 4 và H 2 O trong dd A cũng chính là nồng độ của dd, ta có: ( 0,45. 100 ) : ( 0,45 + 2,25 ) = 16,67% b.(1,25đ) Ở 90 0 C, độ tan của NaCl là 50gam Suy ra: trong 150g dd bão hòa có 50g NaCl và 100g H 2 O Vậy : trong 600g dd bão hòa có 200g NaCl và 400g H 2 O Ở 0 0 C, độ tan của NaCl là 35gam 0,25 0,25 0,5 0,25 0,5 0,5 0,5 Suy ra: cứ 100g H 2 O hòa tan được 35g NaCl Vậy : cứ 400g H 2 O hòa tan được 140g NaCl Vậy lượng NaCl tách ra là 200- 140 = 60g 0,25 Câu 4(10đ) 1.(2,0đ) 2Cu + O 2 → 0 t 2CuO Chất rắn A có CuO và Cu dư Cu + 2H 2 SO 4(đ) → 0 t CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O CuO + H 2 SO 4  CuSO 4 + H 2 O dd B chứa CuSO 4 và H 2 SO 4 dư SO 2 + 2KOH  K 2 SO 3 + H 2 O dd D t/d với BaCl 2 , t/d với NaOH D chứa K 2 SO 3 và KHSO 3 SO 2 + KOH  KHSO 3 2KHSO 3 + 2NaOH  K 2 SO 3 + Na 2 SO 3 + 2H 2 O K 2 SO 3 + BaCl 2  BaSO 3 + 2 KCl CuSO 4 + 2KOH  Cu(OH) 2 + K 2 SO 4 0,25 0,25 0,125 0,25 0,125 0,25 0,125 0,25 0,25 0,125 2. a. (2,0đ) Các PTHH xảy ra: Fe + HCl  FeCl 2 + H 2 FeO + 2HCl  FeCl 3 + H 2 O Fe 2 O 3 + 6HCl  2FeCl 3 + 3H 2 O Ta có số mol H 2 = 56: 22400 = 0,0025mol, khối lượng Fe = 0,0025. 56 = 0,14g 0,125 0,125 0,125 0,125 0,125 %Fe = 0,14 . 100: 0,4 = 35% Đặt số mol FeO = x, số mol Fe 2 O 3 = y chứa trong 1g X. Vì %( FeO + Fe 2 O 3 ) = 100% - % Fe = 100- 35= 65 nên khối lượng chung của FeO + Fe 2 O 3 trong 1g X là: 72x + 160y = 0,65(1) Khử hỗn hợp X bằng H 2 : FeO + H 2 → 0 t Fe + H 2 O xmol xmol Fe 2 O 3 + 3H 2 → 0 t 2Fe + 3H 2 O ymol 3ymol Số mol H 2 O= x +3y = 0,2115: 18= 0,01175mol(2) T ừ (1) và (2) ta có x = 0,00125mol và y = 0,0035mol % FeO = (0,00125. 72. 100): 1 = 9% % Fe 2 O 3 = 65% - 9% = 56% b.(1,5đ)Trong 1g hỗn hợp X có số mol Fe là: (0,0025 . 1): 0,4 = 0,00625mol Với HNO 3 chỉ có Fe và FeO cho ra NO: Fe + 4HNO 3  Fe(NO 3 ) 3 + NO + 2H 2 O 0,00625mol 0,025mol 3FeO + 10HNO 3  3Fe(NO 3 ) 3 + NO + 5H 2 O 0,00125mol 0,0125/3mol Fe 2 O 3 + 6HNO 3  2Fe(NO 3 ) 3 + 3H 2 O 0,0035mol 0,021mol Tổng số mol HNO 3 phải dùng: 0,025 + (0.0125: 3) + 0,021= 0,05mol Vậy thể tích dung dịch HNO 3 0,5M cần dùng là: 0,05: 0,5 = 0,1lít 0,125 0,125 0,25 0,125 0,125 0,25 0,125 0,125 0,125 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 3.(4,5đ) Công thức của muối cần tìm: M(HCO 3 ) n 2M(HCO 3 ) n → 0 t M 2 (CO 3 ) n + nCO 2 + nH 2 O (1) Có thể có: M 2 (CO 3 ) n → 0 t M 2 O n + nCO 2 (2) B gồm CO 2 và hơi nước. Khi dẫn B vào bình đựng dung dịch Ba(OH) 2 thì: hơi nước sẽ ngưng tụ và CO 2 có phản ứng(dẫn từ từ): CO 2 + Ba(OH) 2 → BaCO 3 + H 2 O (3) Khi Ba(OH) 2 hết: CO 2 + BaCO 3 + H 2 O → Ba(HCO 3 ) 2 (4) ⇒ Khối lượng dd Ba(OH) 2 giảm= khối lượng BaCO 3 – ( khối lượng CO 2 + khối lượng H 2 O hơi )=21,87g ⇒ (khối lượng CO 2 + khối lượng H 2 O hơi )=31,914 – 21,87= 10,044g (*) Số mol BaCO 3 = 31,914: 197 = 0,162mol< Số mol Ba(OH) 2 = 0,1. 1,81= 0,181mol, nên có 2 khả năng: Trường hợp 1: Ba(OH) 2 dư ⇒ không có (4). Từ (3) ta có Số mol BaCO 3 = Số mol CO 2 = 0,162mol= Số mol Ba(OH) 2 < 0,181mol(thỏa mãn) Từ (*) ta có Số mol H 2 O= (10,044 - 0,162. 44): 18 = 0,162, phù hợp với (1) và (2) Từ (1) ta có Số mol M(HCO 3 ) n = 2/n . Số mol H 2 O = 2/n . 0,162mol ⇒ 2: n . 0,162(M + 61n) = 32,4 ⇒ M= 39n và nghiệm thỏa mãn: n = 1, M= 39(K) Muối ban đầu là: KHCO 3 Trường hợp 2: Ba(OH) 2 hết, có cả (3) và (4) Từ (3) ta có Số mol BaCO 3 (3)= Số mol Ba(OH) 2 = 0,181mol ⇒ Số mol BaCO 3 (4)= 0,181- 0,162 = 0,019mol Từ (3) và (4) ta có tổng số mol CO 2 = 0,181 + 0,019 = 0,2mol 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Từ (*) ta có Số mol H 2 O= (10,044 - 0,2. 44): 18 = 0,622/9mol Theo (1) và (2) thì số mol CO 2 ≥ số mol H 2 O (thỏa mãn) Từ (1) ta có Số mol M(HCO 3 ) n = 2/n . số mol H 2 O = 2/n . 0,622/9mol ⇒ 2/n . 0,622/9(M + 61n) = 32,4 ⇒ M= 173,4n. Không tìm được cặp nghiệm nào thoả mãn. 0,25 0,25 0,25 0,25 Câu 5(2đ) Các PTHH có thể xảy ra: 3Fe 2 O 3 + CO → 0 t 2Fe 3 O 4 + CO 2 Fe 3 O 4 + CO → 0 t 3FeO + CO 2 FeO + CO → 0 t Fe + CO 2 CuO + CO → 0 t Cu + CO 2 Từ các PT trên ta thấy: số mol CO phản ứng = số mol CO 2 = =13,2 : 44 = 0,3mol ⇒ khối lượng CO phản ứng =28.0,3 = 8,4g Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: m A + m CO phản ứng = m r + m CO2 Vậy m = m A = 40 + 13,2 - 8,4 = 44,8g 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 Chú ý: - Nếu thiếu điều kiện hoặc thiếu cân bằng trừ một nửa số điểm của phương trình. - Nếu thiếu cả điều kiện và cân bằng thì phản ứng đó không tính điểm. - Giải bài toán theo cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa. HẾT . lượng H 2 O hơi )=21,87g ⇒ (khối lượng CO 2 + khối lượng H 2 O hơi )=31 ,91 4 – 21,87= 10,044g (*) Số mol BaCO 3 = 31 ,91 4: 197 = 0,162mol< Số mol Ba(OH) 2 = 0,1. 1,81= 0,181mol, nên có 2 khả. 0,2. 44): 18 = 0,622/9mol Theo (1) và (2) thì số mol CO 2 ≥ số mol H 2 O (thỏa mãn) Từ (1) ta có Số mol M(HCO 3 ) n = 2/n . số mol H 2 O = 2/n . 0,622/9mol ⇒ 2/n . 0,622 /9( M + 61n) = 32,4 ⇒ M=. A. b. Có 600gam dung dịch NaCl bão hòa ở 90 0 C. Hỏi có bao nhiêu gam tinh thể NaCl tách ra khi làm lạnh dung dịch đó xuống 0 0 C. Cho biết độ tan của NaCl ở 90 0 c là 50gam, ở 0 0 C là 35gam. Câu