Phòng GD & ĐT TP QUY NHƠN KỲ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 ( Vòng hai) Môn : HÓA HỌC (Thời gian làm bài 120 phút, không kể thời gian giao đề) ĐỀ CHÍNH THỨC . Bài 1. (3điểm)Có 7 chất rắn dạng bột, màu sắc tương tự nhau : CuO ; FeO ; MnO 2 ; Fe 3 O 4 ; Ag 2 O ; FeS ; hỗn hợp ( FeO và Fe). Nêu cách nhận ra từng chất bằng phương pháp hoá học, chỉ dùng thêm 1 thuốc thử. Viết các phương trình phản ứng. Bài 2 . (3điểm)Đốt cháy hoàn toàn a g chất hữu cơ có thành phần C, H, Cl. sau phản ứng thu được các sản phẩm CO 2 ; HCl ; H 2 O theo tỉ lệ về số mol 2 : 1: 1. Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo của hợp chất hữu cơ, biết hợp chất hữu cơ có khối lượng phân tử rất lớn. Bài 3 . (4điểm)Trong 1 bình kín có thể tích V lít chứa 1,6 g khí oxi và 14,4 g hỗn hợp bột M gồm các chất: CaCO 3 ; MgCO 3 ; CuCO 3 và C. Nung M trong bình cho các phản ứng xảy ra hoàn toàn, đưa về nhiệt độ ban đầu thấy áp suất trong bình tăng 5 lần so với áp suất ban đầu (thể tích chất rắn trong bình coi không đáng kể). Tỉ khối hỗn hợp khí sau phản ứng so với khí N 2 : 1< 2 hh / N d <1,57. Chất rắn còn lại sau khi nung có khối lượng 6,6 g được đem hoà tan trong lượng dư dung dịch HCl thấy còn 3,2 g chất rắn không tan. 1. Viết các phương trình hoá học của phản ứng có thể xảy ra. 2. Tính thành phần % theo khối lượng các chất trong hỗn hợp đầu. Bài 4. (3điểm)Hỗn hợp X gồm 3 chất hữu cơ, trong đó C có khối lượng phân tử lớn nhất nhưng nhỏ hơn 100 đvC. A có khối lượng phân tử bé nhất. Đốt cháy hoàn toàn 3 g X thu được 2,24 lít CO 2 và 1,8 g H 2 O. Cũng lượng X như trên cho phản ứng với lượng dư kim loại Na thu được 0,448 lít H 2 , các thể tích khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn.Biết A,B,C có cùng công thức tổng quát, số mol A, B, C trong X theo tỉ lệ 3 : 2 : 1. B, C có khả năng làm quỳ tím hoá đỏ. 1. Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo của A,B,C. 2. Tính thành phần % theo khối lượng các chất trong X. Bài 5. (3điểm)4 chất hữu cơ X, Y, Z, T đều có công thức phân tử : C 3 H 6 O 3 . Cả 4 chất đều có khả năng phản ứng với dung dịch NaOH, cho sản phẩm là các muối, chất T còn cho thêm một chất hữu cơ R. Khi phản ứng với Na dư 1 mol X hay Y hoặc R giải phóng 1 mol H 2 , 1 mol Z hay T giải phóng 0,5 mol H 2 . Xác định công thức cấu tạo của X, Y, Z, T, R, biết rằng không tồn tại hợp chất hữu cơ mà phân tử có từ 2 nhóm –OH cùng liên kết với 1 nguyên tử cacbon. Viết phương trình hoá học của X (hoặc Y) với : Na, NaOH,C 2 H 5 OH, ghi rõ điều kiện nếu có. Bài 6. (4điểm)Dẫn luồng khí CO dư qua hỗn hợp các oxit : CaO ; CuO ; Fe 3 O 4 ; Al 2 O 3 nung nóng (các oxit có số mol bằng nhau). Kết thúc phản ứng thu được chất rắn (A) và khí (B). Cho (A) vào H 2 O (lấy dư) được dung dịch (C) và phần không tan (D). Cho (D) vào dung dịch AgNO 3 (số mol AgNO 3 bằng 7/4 số mol các oxit trong hỗn hợp đầu), thu được dung dịch (E) và chất rắn (F). Lấy khí (B) cho sục qua dung dịch (C) được dung dịch (G) và kết tủa (H). Viết các phương trình hoá học của phản ứng xảy ra, xác định thành phần của (A), (B), (C), (D), (E), (F), (G), (H). ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI 9 ( vòng hai) Môn hóa học Bài 1. (3điểm) Lấy mỗi chất một ít cho vào dung dịch HCl, hiện tượng như sau : – Nhận ra CuO : tan trong dung dịch HCl tạo dung dịch màu xanh. CuO + 2HCl → CuCl 2 + H 2 O – Nhận ra FeO : tan trong dung dịch HCl : FeO + 2HCl → FeCl 2 + H 2 O – Nhận ra MnO 2 : tan trong dung dịch HCl, cho khí màu vàng thoát ra : MnO 2 + 4HCl → MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O – Nhận ra Fe 3 O 4 : tan trong dung dịch HCl tạo dd có màu vàng : Fe 3 O 4 + 8HCl → 2FeCl 3 + FeCl 2 + 4H 2 O – Nhận ra Ag 2 O : chất rắn chuyển từ màu đen sang màu trắng : Ag 2 O + 2HCl → 2AgCl + H 2 O – Nhận ra FeS : tan trong dd HCl, có khí mùi trứng thối thoát ra : FeS + 2HCl → FeCl 2 + H 2 S – Nhận ra hỗn hợp (FeO và Fe) : tan trong dd HCl, có khí không màu thoát ra: FeO + 2HCl → FeCl 2 + H 2 O Fe + 2HCl → FeCl 2 + H 2 Bài 2. (3điểm) Công thức phân tử của hợp chất hữu cơ có dạng : C x H y Cl z . Phương trình hoá học của phản ứng đốt cháy : C x H y Cl z + (x+ y z 4 − )O 2 → xCO 2 + ( y z 2 − )H 2 O + zHCl Theo đầu bài : 2x y z− = 2 ⇒ 2x = 2y – 2z y–z = 2z ⇒ y = 3z ⇒ x = 2z Công thức phân tử của chất hữu cơ : C 2z H 3z Cl z hay (C 2 H 3 Cl) n Vì khối lượng phân tử của chất hữu cơ rất lớn nên chất hữu cơ là 1 polime vậy CTCT của chất hữu cơ là : CH 3 CH Cl n Bài 3. (3điểm) 1. Các phương trình phản ứng có thể xảy ra : C + O 2 o t → CO 2 (1) CaCO 3 o t → CaO + CO 2 (2) MgCO 3 o t → MgO + CO 2 (3) CuCO 3 o t → CuO + CO 2 (4) C + CO 2 o t → 2CO (5) C + CuO o t → Cu + CO (6) CO + CuO o t → Cu + CO 2 (7) CaO + 2HCl → CaCl 2 + H 2 O (8) MgO + 2HCl → MgCl 2 + H 2 O (9) CuO + 2HCl → CuCl 2 + H 2 O (10) 2. Tính thành phần % khối lượng hỗn hợp : – Vì 1< 2 hh / N d <1,57 nên hỗn hợp khí sau phản ứng gồm CO 2 và CO. – Vì sau phản ứng có CO và CO 2 , các phản ứng xảy ra hoàn toàn nên chất rắn còn lại sau khi nung là : CaO ; MgO và Cu vậy không có phản ứng (10). – Khối lượng Cu = 3,2 g ⇒ khối lượng CuCO 3 trong hỗn hợp : 3,2 .124 64 = 6,2 (g) – Gọi số mol C ; CaCO 3 ; MgCO 3 trong hỗn hợp lần lượt là a, b, c. – Theo đầu bài khối lượng CaO và MgO : 6,6 – 3,2 = 3,4 (g) ⇒ 56b + 40c = 3,4. (*) – Số mol CO và CO 2 sau phản ứng nhiệt phân: 1,6 5 32 = 0,25 ( mol) – Số mol C trong CO và CO 2 bằng số mol C đơn chất và số mol C trong các muối cacbonat của hỗn hợp : a + b + c + 0,05 = 0,25. (**) – Khối lượng hh là 14,4 g nên : 12a + 100b + 84c = 14,4 – 6,2 (***) Kết hợp (*) ; (**) ; (***) ta có hệ phương trình : 56b 40c 3,4 a b c 0,2 12a 100b 84c 8,2 + = + + = + + = Giải được: a = 0,125 ; b = 0,025 ; c = 0,05 % Khối lượng các chất trong M: % khối lượng C = 0,125.12 .100% 10,42% 14,4 = % khối lượng CaCO 3 = 0,025.100 .100% 17,36% 14,4 = % khối lượng MgCO 3 = 0,05.84 .100% 29,17% 14,4 = % khối lượng CuCO 3 = 0,05.124 .100% 43,05% 14,4 = Bài 4. (4điểm) Số mol O 2 tham gia phản ứng đốt cháy 3 g X : (0,1.44 1,8) 3 0,1(mol) 32 + − = Đặt CTTQ của A,B,C là C x H y O z . Phương trình phản ứng : C x H y O z + y z x 4 2 + − ÷ O 2 → xCO 2 + y 2 H 2 O Theo đầu bài số mol O 2 = số mol CO 2 = số mol H 2 O = 0,1 mol vậy : y z x 4 2 + − ÷ = x = y 2 ⇒ 2x = y = 2z. Vậy CTTQ của A, B, C là (CH 2 O) n Vì KLPT của C < 100 nên : n = 3 ⇒ CTPT của C là C 3 H 6 O 3 ; M C = 90 g n = 2 => CTPT của B là C 2 H 4 O 2 ; M B = 60 g n = 1 ⇒ CTPT của A là CH 2 O ; M C = 30 g Công thức cấu tạo của A: H–CH=O B, C làm đỏ quỳ tím, trong B, C có nhóm –COOH, Vậy CTCT của B : CH 3 COOH. * Nếu C phản ứng với Na theo tỉ lệ 1 : 1 thì số mol các chất trong X là : Số mol C = 0,04 3 ; số mol B = 0,08 3 ; số mol A = 0,04. Khối lượng hỗn hợp = 0,04 3 .90 + 0,08 3 60 + 0,04.30 = 4 g (trái giả thiết đầu bài). Nếu C phản ứng với Na theo tỉ lệ 1:2 thì số mol các chất trong X : Số mol C = 0,01 ; số mol B = 0,02 ; số mol A = 0,03. Khối lượng hỗn hợp = 0,01.90 + 0,02.60 + 0,03.30 = 3 g (phù hợp đầu bài) Vậy CTCT của C là: CH 3 – CH | OH –COOH hay 2 CH | OH –CH 2 –COOH. Bài 5. (3điểm) X : HO–CH 2 –CH 2 –COOH Y : CH 3 – CH | OH –COOH Z : CH 3 –O–CH 2 –COOH ; T : HCOO–CH 2 –CH 2 –OH ; R : HO–CH 2 –CH 2 –OH 2. Các phương trình hoá học của phản ứng : HO–CH 2 –CH 2 –COOH + 2Na → NaO–CH 2 –CH 2 –COONa + H 2 HO–CH 2 –CH 2 –COOH + NaOH → HO–CH 2 –CH 2 –COONa + H 2 O HO–CH 2 –CH 2 –COOH+C 2 H 5 OH 2 4 H SO ˆ ˆ ˆ ˆ† ‡ ˆ ˆ ˆˆ HO–CH 2 –CH 2 –COOC 2 H 5 + H 2 O Bài 6. (4điểm) Gọi số mol mỗi oxit là a => số mol AgNO 3 = 7a. + Phản ứng khi cho CO dư qua hỗn hợp các oxit nung nóng : CO + CuO o t → Cu + CO 2 a mol a mol a mol 4CO + Fe 3 O 4 o t → 3Fe + 4CO 2 a mol 3a mol 4a mol ⇒ Thành phần của (A) : Cu = a mol ; Fe = 3a mol ; CaO = a mol ; Al 2 O 3 = a mol ⇒ Thành phần khí (B) : CO 2 = 5a mol ; CO dư + Phản ứng khi cho (A) vào nước dư : CaO + H 2 O → Ca(OH) 2 a mol a mol Al 2 O 3 + Ca(OH) 2 → Ca(AlO 2 ) 2 + H 2 O a mol a mol a mol ⇒ Thành phần dung dịch (C) : Ca(AlO 2 ) 2 = a (mol) ; H 2 O ⇒ Thành phần (D) : Cu = a(mol) ; Fe = 3a (mol) + Phản ứng khi cho (D) vào dung dịch AgNO 3 : Fe + 2AgNO 3 → Fe(NO 3 ) 2 + 2Ag 3a mol 6a mol 3a mol 6a mol Cu + 2AgNO 3 → Cu(NO 3 ) 2 + 2Ag 0,5a mol a mol 0,5a mol a mol ⇒ Thành phần dung dịch (E) : Fe(NO 3 ) 2 = 3a mol ; Cu(NO 3 ) 2 = 0,5a mol ; H 2 O. ⇒ Thành phần (F) : Ag = 7a mol ; Cu = 0,5a mol. + Phản ứng khi cho khí (B) sục qua dung dịch (C): CO 2 + 3H 2 O + Ca(AlO 2 ) 2 → CaCO 3 + 2Al(OH) 3 a mol a mol a mol 2a mol CO 2 + CaCO 3 + H 2 O → Ca(HCO 3 ) 2 a mol a mol a mol ⇒ Thành phần dung dịch (G) : 3 2 Ca(HCO ) n = a mol ; H 2 O ⇒ Thành phần kết tủa (H) : 3 Al(OH) n = 2a (mol). . + CuO o t → Cu + CO (6) CO + CuO o t → Cu + CO 2 (7) CaO + 2HCl → CaCl 2 + H 2 O (8) MgO + 2HCl → MgCl 2 + H 2 O (9) CuO + 2HCl → CuCl 2 + H 2 O (10) 2. Tính thành phần. : C + O 2 o t → CO 2 (1) CaCO 3 o t → CaO + CO 2 (2) MgCO 3 o t → MgO + CO 2 (3) CuCO 3 o t → CuO + CO 2 (4) C + CO 2 o t → 2CO (5) C + CuO o t → Cu + CO (6) CO. a + b + c + 0,05 = 0,25. (**) – Khối lượng hh là 14,4 g nên : 12a + 100b + 84c = 14,4 – 6,2 (***) Kết hợp (*) ; (**) ; (***) ta có hệ phương trình : 56b 40c 3,4 a b c 0,2 12a 100b 84c 8,2 + = +