Đề thi và đáp án HSG Bắc Giang

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BẮC GIANG ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH NĂM HỌC 2009 - 2010 Môn thi: Hóa học - Lớp 9 Ngày thi: 28/3/2010 Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu 1 (4,0 điểm) 1. Bằng phương pháp hóa học hãy nêu cách nhận biết từng khí trong hỗn hợp các khí sau: C 2 H 4 , CH 4 , CO 2 , SO 3 . Viết các phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra. 2. Nung nóng Cu trong không khí, sau một thời gian được chất rắn (A). Chất rắn (A) chỉ tan một phần trong dung dịch H 2 SO 4 loãng dư, tuy nhiên (A) lại tan hoàn toàn trong H 2 SO 4 đặc nóng, dư được dung dịch (B) và khí (C). Khí (C) tác dụng với dung dịch KOH được dung dịch (D). Dung dịch (D) vừa tác dụng được với dung dịch BaCl 2 , vừa tác dụng được với dung dịch NaOH. Pha loãng dung dịch (B) rồi cho tác dụng với dung dịch NaOH dư thấy xuất hiện kết tủa (E). Nung (E) đến khối lượng không đổi, sau đó cho dòng khí H 2 dư đi qua thì thu được khối bột màu đỏ (F). Viết các phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra và xác định các chất trong (A), (B), (C), (D), (E), (F). Câu 2 (3,5 điểm) 1. Trong phòng thí nghiệm ta thường điều chế khí CO 2 từ CaCO 3 và dung dịch HCl (dùng bình kíp), do đó khí CO 2 thu được còn bị lẫn một ít khí hidro clorua và hơi nước. Hãy trình bày phương pháp hoá học để thu được khí CO 2 tinh khiết. Viết các phương trình hoá học của các phản ứng hoá học xảy ra. 2. Có hỗn hợp gồm rượu etylic và axit axetic. Trình bày phương pháp hoá học để có thể tách riêng mỗi chất. Viết các phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra. 3. Viết phương trình hoá học chứng minh axit axetic mạnh hơn axit cacbonic nhưng yếu hơn axit sunfuric. Câu 3 (3,5 điểm) 1. Xác định các chất A, B, C, D và viết phương trình hoá học hoàn thành sơ đồ sau: A B C D A o t Biết rằng A là thành phần chính của đá phấn; B là khí dùng nạp cho các bình chữa cháy. 2. Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp hiđrocacbon gồm C 2 H 4 , CH 4 , C 6 H 6 , C 2 H 2 . Sau phản ứng thu được 8,96 lít khí CO 2 (đktc) và 10,8 gam H 2 O. Hãy tính m và khối lượng oxi đem đốt. Câu 4 (4,0 điểm) 1. Hỗn hợp X gồm C 2 H 2 và H 2 có cùng số mol. Lấy một lượng hỗn hợp X cho đi qua chất xúc tác Niken nung nóng được hỗn hợp Y gồm C 2 H 4 ; C 2 H 6 ; C 2 H 2 và H 2 dư. Dẫn hỗn hợp Y qua dung dịch Br 2 dư thấy khối lượng bình brôm tăng lên 24,2 gam và thoát ra 11,2 lít hỗn hợp khí Z (đktc) không bị hấp thụ. Tỉ khối của hỗn hợp Z so với H 2 là 9,4. Tính số mol từng khí trong hỗn hợp X và Y. 2. Cho 100 ml rượu etylic 46 o phản ứng hết với kim loại Na dư thu được V lít khí (đktc). Tính giá trị của V. (Biết khối lượng riêng của rượu etylic nguyên chất bằng 0,8 g/ml và khối lượng riêng của nước bằng 1 g/ml). Câu 5 (2,0 điểm) Khử hoàn toàn một lượng oxit sắt Fe x O y bằng H 2 nóng, dư. Hơi nước tạo ra được hấp thụ hết vào 150 gam dung dịch H 2 SO 4 98% thì thấy nồng độ axit còn lại là 89,416%. Chất rắn thu được sau phản ứng khử trên được hòa tan hoàn toàn bằng dung dịch HCl thì thoát ra 13,44 lít H 2 (đktc). Tìm công thức của oxit sắt trên. Câu 6 (3,0 điểm) Hỗn hợp bột X gồm nhôm và kim loại kiềm M. Hoà tan hoàn toàn 3,18 gam X trong lượng vừa đủ dung dịch axit H 2 SO 4 loãng thu được 2,464 lít H 2 (đktc) và dung dịch Y (chỉ gồm muối sunfat trung hoà). Cho Y tác dụng với lượng vừa đủ dung dịch Ba(OH) 2 cho tới khi gốc sunfat chuyển hết thành kết tủa thì thu được 27,19 gam kết tủa. 1. Xác định kim loại M. 2. Cho thêm 1,74 gam muối M 2 SO 4 vào dung dịch Y thu được dung dịch Z. Tiến hành kết tinh cẩn thận dung dịch Z thu được 28,44 gam tinh thể muối kép. Xác định công thức của tinh thể. Hết Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm, học sinh được sử dụng Bảng hệ thống tuần hoàn. Họ và tên thí sinh: Số báo danh: GV: Nguy ễn Mi nh Tu ấn Email: Tuanducbg@gmail.com Phone: 0982 0929 77 ĐỀ CHÍNH THỨC SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BẮC GIANG HƯỚNG DẪN CHẤM THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 9 THCS NĂM HỌC 2009 - 2010 MÔN THI : HOÁ HỌC Ngày thi: 28/03/2010 Thang điểm 20/20 - Số trang 04 - Đối với phương trình phản ứng hóa học nào mà cân bằng hệ số sai hoặc thiếu cân bằng (không ảnh hưởng đến giải toán) hoặc thiếu điều kiện thì trừ đi nửa số điểm giành cho nó. Trong một phương trình phản ứng hóa học, nếu có từ một công thức trở lên viết sai thì phương trình đó không được tính điểm. - Nếu thí sinh làm bài không theo cách nêu trong đáp án mà vẫn đúng thì cho đủ điểm như hướng dẫn quy định. - Trong khi tính toán nếu nhầm lẫn một câu hỏi nào đó dẫn đến kết quả sai nhưng phương pháp giải đúng thì trừ đi nửa số điểm dành cho phần hoặc câu đó. Nếu tiếp tục dùng kết quả sai để giải các vấn đề tiếp theo thì không tính điểm cho các phần sau. CÂU NỘI DUNG ĐIỂM Câu 1 1. - Cho hỗn hợp khí qua dung dịch BaCl 2 dư, nếu có kết tủa trắng chứng tỏ hỗn hợp có SO 3 : SO 3 + H 2 O + BaCl 2 → BaSO 4 ↓ + 2HCl 0,5 - Cho hỗn hợp khí còn lại qua bình đựng nước brom dư, thấy nước brom nhạt màu dần chứng tỏ hỗn hợp khí có C 2 H 4 : C 2 H 4 + Br 2 → C 2 H 4 Br 2 0,5 - Cho hỗn hợp khí còn lại qua bình đựng dung dịch nước vôi trong dư, thấy nước vôi trong vẩn đục chứng tỏ hỗn hợp có CO 2 : CO 2 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 ↓ + H 2 O 0,5 - Khí còn lại đem đốt cháy rồi làm lạnh sản phẩm thấy có hơi nước ngưng tụ và sản phẩm khí còn lại cho qua dung dịch nước vôi trong dư, thấy nước vôi trong vẩn đục chứng tỏ hỗn hợp có CH 4 : CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O CO 2 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 ↓ + H 2 O 0,5 2. - Nung Cu trong không khí: 2Cu + O 2 o t → 2CuO 0,25 - Vì A tan được một phần trong dung dịch H 2 SO 4 loãng dư và tan hoàn toàn trong dung dịch H 2 SO 4 đặc nóng, dư nên trong A có CuO, Cu. CuO + H 2 SO 4 loãng → CuSO 4 + H 2 O CuO + H 2 SO 4 đặc o t → CuSO 4 + H 2 O Cu + 2H 2 SO 4 đặc o t → CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O dung dịch B gồm: CuSO 4 , H 2 SO 4 dư; Khí C là SO 2 0,5 0,25 - Cho khí C tác dụng với dung dịch KOH được dung dịch D. Dung dịch D tác dụng được với dung dịch BaCl 2 nên trong D có K 2 SO 3 . Dung dịch D tác dụng được với dung dịch NaOH nên trong D có KHSO 3 . SO 2 + 2KOH → K 2 SO 3 + H 2 O SO 2 + K 2 SO 3 + H 2 O → 2KHSO 3 K 2 SO 3 + BaCl 2 → BaSO 3 + 2KCl 2KHSO 3 + 2NaOH → K 2 SO 3 + Na 2 SO 3 + 2H 2 O 0,5 - Cho dung dịch B tác dụng với dung dịch NaOH dư: H 2 SO 4 + 2NaOH → Na 2 SO 4 + 2H 2 O 0,25 GV: Nguy ễn Mi nh Tu ấn Email: Tuanducbg@gmail.com Phone: 0982 0929 77 ĐỀ CHÍNH THỨC CuSO 4 + 2NaOH Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4 (E) - Nung kt ta E: Cu(OH) 2 o t CuO + H 2 O CuO + H 2 o t Cu + H 2 O (F) 0,25 Cõu 2 1. Phơng trình hóa học: CaCO 3 + 2HCl CaCl 2 + CO 2 + H 2 O 0,25 Khớ CO 2 cú ln khớ HCl, cho hn hp ny qua dung dch KHCO 3 d: 0,25 KHCO 3 + HCl KCl + CO 2 + H 2 O 0,25 Khớ thoỏt ra cho tip qua dung dịch H 2 SO 4 c thu c khớ CO 2 tinh khit. 0,25 2. Cho hn hp tỏc dng vi CaO ly d, ri chng ct sn phm ta thu c hn hp C 2 H 5 OH, H 2 O; cht rn (CH 3 COO) 2 Ca, CaO 2CH 3 COOH + CaO (CH 3 COO) 2 Ca + H 2 O 0,5 Ly cht rn (CH 3 COO) 2 Ca, CaO cho tỏc dng vi dd H 2 SO 4 loóng, d ri chng ct sn phm v cho qua CaCl 2 khan thu c CH 3 COOH (CH 3 COO) 2 Ca + H 2 SO 4 2CH 3 COOH + CaSO 4 0,5 Ly hn hp C 2 H 5 OH, H 2 O cho qua CaO thu c C 2 H 5 OH tinh khit. 0,5 3. Phn ng hoỏ hc chng minh CH 3 COOH cú tớnh axit mnh hn axit cacbonic: 2CH 3 COOH + Na 2 CO 3 2CH 3 COONa + CO 2 + H 2 O 0,5 Phn ng hoỏ hc chng minh CH 3 COOH cú tớnh axit yu hn axit sunfuric: 2CH 3 COONa + H 2 SO 4 2CH 3 COOH + Na 2 SO 4 0,5 Cõu 3 1. A l thnh phn chớnh ca ỏ phn A l CaCO 3 B l khớ dựng np cho cỏc bỡnh cha chỏy B l CO 2 C, D l mui cacbonat v hirocacbonat chn C, D l K 2 CO 3 v KHCO 3 Phng trỡnh húa hc: CaCO 3 o t CaO + CO 2 0,5 CO 2 + 2KOH K 2 CO 3 + H 2 O. CO 2 + KOH KHCO 3 0,5 KHCO 3 + 2KOH K 2 CO 3 + H 2 O K 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 2KHCO 3 0,5 K 2 CO 3 + CaCl 2 CaCO 3 + 2KCl KHCO 3 + Ca(OH) 2 CaCO 3 + K 2 CO 3 + H 2 O 0,5 2. Theo bi ta cú: 2 2 CO C CO C 8,96 n = = 0,4 mol n = n = 0,4mol m = 4,8gam 22,4 2 2 H O H H O H 10,8 n = = 0,6 mol n = 2n = 1,2 mol m = 1,2 gam 18 0,5 Theo nh lut bo ton khi lng ta cú: m = C H m + m = 1,2 + 4,8 = 6 gam 0,5 Gi cụng thc chung ca cỏc hirocacbon l C x H y (x, y > 0) Phng trỡnh phn ng chỏy: 0,5 GV: Nguy n Mi nh Tu n Email: Tuanducbg@gmail.com Phone: 0982 0929 77 C x H y + (x + y 4 )O 2 o t → xCO 2 + y 2 H 2 O. Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: x y 2 2 2 C H O CO H O m + m = m + m 6 + 2 O m =0,4 . 44 + 10,8 ⇒ 2 O m = 22,4 gam. Câu 4 1. Gọi số mol của C 2 H 2 trong hỗn hợp X là a mol ⇒ số mol của H 2 trong X là a mol Phương trình hóa học: C 2 H 2 + H 2 → C 2 H 4 (1) mol phản ứng: x x x C 2 H 2 + 2H 2 → C 2 H 6 (2) mol phản ứng: y 2y y với x, y lần lượt là số mol phản ứng của C 2 H 2 ở phản ứng (1) và (2) Hỗn hợp Y có: 2 2 2 2 4 2 6 C H : (a x y) mol H : (a x 2y) mol C H : x mol C H : y mol − −   − −      Khối lượng bình brom tăng 24,2 gam ⇒ 2 2 2 4 C H C H m + m = 24,2 28x + 26(a − x − y) = 24,2 ⇒ 26a + 2x – 26y = 24,2 (I) 0,5 Khí Z gồm: 2 2 6 H : (a x 2y) mol C H : y mol − −    Z 11,2 n = = 0,5 22,4 ⇒ a – x − 2y + y = 0,5 ⇒ a − x − y =0,5 (II) Thay (II) vào (I) ⇒ x = 0,4 mol 0,5 Mặt khác ta có: 2 2 Z H H M d =9,4 =9,4 M = 18,8 M ⇒ ⇒ Z Z Áp dụng quy tắc đường chéo ta tính được: 2 2 6 H C H n 2 = n 3 ⇒ a – x – 2y = 2 3 y ⇒ a – x = 8 3 y ⇒ 3a – 3x = 8y. (III) 0,5 Thay x = 0,4 vào (II) và (III) giải hệ ⇒ a = 1,2 mol ; y = 0,3 mol. 0,5 Vậy: Hỗn hợp X có 2 2 2 C H H n = n = 1,2 mol Hỗn hợp Y có: 2 2 2 4 2 6 2 C H C H C H H n = 1,2 – 0,4 – 0,3 = 0,5 mol n = 0,4 mol n = 0,3 mol n = 1,2 – 0,4 – 2 . 0,3 = 0,2 mol        0,25 2. Trong 100 ml rượu etylic 46 o có: 2 5 2 C H OH H O V = 46 ml; V = 54 ml 2 5 2 5 C H OH C H OH 36,8 m = V . D = 46 . 0,8 = 36,8 gam n = = 0,8 mol 46 ⇒ 0,25 GV: Nguy ễn Mi nh Tu ấn Email: Tuanducbg@gmail.com Phone: 0982 0929 77 2 2 H O H O 54 m = 54 . 1 = 54 gam n = = 3 mol 18 ⇒ Phương trình phản ứng: 2C 2 H 5 OH + 2Na → 2C 2 H 5 ONa + H 2 (1) mol phản ứng: 0,8 0,4 0,5 2H 2 O + 2Na → 2NaOH + H 2 (2) mol phản ứng: 3 1,5 0,5 2 H n⇒ = 1,5 + 0,4 = 1,9 mol ⇒ 2 H V = 1,9 . 22,4 = 42,56 (lít) 0,5 Câu 5 Theo đề bài ta có: 2 4 H SO 150 . 98 m = = 147 gam 100 2 H 13,44 n = = 0,6 mol 22,4 0,25 Khi cho nước hấp thụ vào 150 gam dung dịch H 2 SO 4 98% ta có C% ( ) 2 4 H SO cßn l¹i = 89,416 = 147 . 100 150 + a (trong đó a là khối lượng H 2 O bị hấp thụ) 0,5 ⇒ a = 14,4 = 2 H O m ⇒ 2 H O n = 0,8 mol 0,25 Phương trình hóa học: Fe x O y + yH 2 → xFe + yH 2 O (1) mol phản ứng: 0,8 y 0,8x y 0,8 Fe + 2HCl → FeCl 2 + H 2 (2) mol phản ứng: 0,6 0,6 0,5 Từ phương trình (1) và (2) ta có: Fe 0,8x n = 0,6 = y ⇒ x 3 = y 4 ⇒ Fe 3 O 4 0,5 Câu 6 1. Theo đề bài ta có: 2 H 2,464 n = = 0,11mol 22,4 Gọi x và y lần lượt là số mol của M và Al trong 3,18 gam hỗn hợp X (x; y > 0) Theo bài ta có: Mx + 27y = 3,18 (I) Cho X tác dụng vơi H 2 SO 4 loãng theo ptrình: 2M + H 2 SO 4 → M 2 SO 4 + H 2 (1) x x 2 x 2 mol 2Al + 3H 2 SO 4 → Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 (2) y y 2 3y 2 mol 2 H n = x 2 + 3y 2 = 0,11 ⇒ x + 3y = 0,22 (II) 0,5 Cho Ba(OH) 2 vào dung dịch Y: M 2 SO 4 + Ba(OH) 2 → BaSO 4 + 2MOH (3) 0,5 GV: Nguy ễn Mi nh Tu ấn Email: Tuanducbg@gmail.com Phone: 0982 0929 77 x 2 x 2 x mol Al 2 (SO 4 ) 3 + 3Ba(OH) 2 → 3BaSO 4 + 2Al(OH) 3 (4) y 2 3y 2 y mol MOH + Al(OH) 3 → MAlO 2 + 2H 2 O (5) Theo (1); (2); (3) và (4) ta có: 24 HBaSO nn = = 0,11mol 4 BaSO m = 0,11 . 233 = 25,63g < 27,19 ⇒ trong kết tủa có Al(OH) 3 : 3 )OH(Al m = 27,19 – 25,63 = 1,56g 3 )OH(Al n = 1,56 78 = 0,02mol Theo phương trình (5) ta có 3 Al(OH) bÞ hßa tan n = MOH n = x 3 Al(OH) kÕt tña n = y − x = 0,02 (III) 0,5 Từ (I), (II) và (III) có hệ: Mx + 27y = 3,18 x + 3y = 0,22 y – x = 0,02      ⇒ x = 0,04 y = 0,06 M = 39      Vậy kim loại kiềm M là kali: K 0,5 2. Theo đề bài ta có: 2 4 K SO thªm vµo n = 1,74 174 = 0,01 mol Vậy sau khi thêm có: 2 4 3 Al (SO ) n = 0,03mol 2 4 K SO n = 0,02 + 0,01 = 0,03mol 2 H O kÕt tinh m = 28,44 – 0,03 . 174 – 0,03 . 342 = 12,96g 2 H O kÕt tinh n = 12,96 18 = 0,72mol 0,5 Gọi công thức của tinh thể muối kép là: aK 2 SO 4 . bAl 2 (SO 4 ) 3 . cH 2 O ⇒ a : b : c = 0,03 : 0,03 : 0,72 = 1 : 1 : 24 Vậy công thức của muối kép là: K 2 SO 4 . Al 2 (SO 4 ) 3 . 24H 2 O 0,5 GV: Nguy ễn Mi nh Tu ấn Email: Tuanducbg@gmail.com Phone: 0982 0929 77 . GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BẮC GIANG ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH NĂM HỌC 2009 - 2010 Môn thi: Hóa học - Lớp 9 Ngày thi: 28/3/2010 Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu. tuần hoàn. Họ và tên thí sinh: Số báo danh: GV: Nguy ễn Mi nh Tu ấn Email: Tuanducbg@gmail.com Phone: 0982 0929 77 ĐỀ CHÍNH THỨC SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BẮC GIANG HƯỚNG DẪN CHẤM THI CHỌN HỌC. 2010 MÔN THI : HOÁ HỌC Ngày thi: 28/03/2010 Thang điểm 20/20 - Số trang 04 - Đối với phương trình phản ứng hóa học nào mà cân bằng hệ số sai hoặc thi u cân bằng (không ảnh hưởng đến giải toán) hoặc