PHÒNG GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI THCS LỚP 9 VÒNG II HUYỆN THƯỜNG TÍN NĂM HỌC 2010-2011 –––––––– ——––––––––––––– Môn thi: Hóa học Thời gian làm bài:150 phút CÂU I (4điểm) 1) Cho Fe x O y hòa tan trong một lượng dung dịch H 2 SO 4 loãng vừa đủ thu được dung dịch A. Dung dịch A hòa tan được Cu và tác dụng dược với Cl 2 . Xác định x, y và viết phương trình phản ứng. 2) Một hợp chất vô cơ có công thức XY 2 có tổng số proton trong phân tử là 38. X chiếm tỉ lệ về khối lượng là 15,79%. Trong hạt nhân của mỗi nguyên tử X,Y số hạt mang điện bằng số hạt không mang điện. a) Xác định X,Y và so sánh tính phi kim của X,Y. b) Đốt cháy hoàn toàn XY 2 với một lượng O 2 vừa đủ thu được hỗn hợp Z có 2 khí. Bằng phương pháp nào có thể tách lấy khí có phân tử khối nhỏ hơn ra khỏi hỗn hợp Z. CÂU II (6điểm) 1) Dùng 20,5 lít khí O 2 vừa đủ để đốt cháy hết một lượng hỗn hợp Y gồm: H 2 , CO, CH 4. Dẫn hỗn hợp khí thu được sau khi đốt cháy qua H 2 SO 4 đậm đặc thấy thể tích giảm mất 22 lít. Biết rằng hỗn hợp Y có tỉ khối hơi so với H 2 là 6,7. Các thể tích đo (đktc). a) Tính thành phần % theo thể tích của hỗn hợp Y. b) Nếu dẫn toàn bộ lượng CO 2 được tạo thành sau khi đốt cháy trên vào nước vôi trong dư thì thu được bao gam kết tủa. 2) Hòa tan 3,38(g) oleum X vào lượng nước dư được dung dịch A. Để trung hòa 20 1 lượng dung dịch A cần dùng 40ml dung dịch NaOH 0,1M.Tìm công thức của oleum. CÂU III (4điểm) Cho một lượng bột CaCO 3 tác dụng hoàn toàn với dung dịch HCl 32,85%. Sau phản ứng thu được dung dịch X, trong đó nồng độ HCl còn lại là 24,20%. Thêm vào X một lượng bột MgCO 3 sau đó khuấy đều cho phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y, trong đó nồng độ HCl còn lại là 21,10%.Tính nồng độ phần trăm các muối CaCl 2 và MgCl 2 trong dung dịch Y. CÂU IV (6điểm) 1) Biết 1lít hỗn hợp khí X gồm hiđrocacbon C x H 2x+2 và Oxi nặng 1,488(g). Sau khi đốt cháy hoàn toàn hiđrocacbon trong hỗn hợp trên, cho hơi nước ngưng tụ thu được hỗn hợp khí Y. Biết 1lít hỗn hợp khí Y nặng 1,696(g). Xác định công thức của hiđrocacbon, các thể tích đo(đktc). 2) Hỗn hợp khí A gồm a mol SO 2 và 5a mol không khí. Nung nóng hỗn hợp A với V 2 O 5 xúc tác thu được hỗn hợp khí B. Biết rằng tỉ khối hơi của A so với B bằng 0,93. Hãy tính hiệu suất phản ứng của SO 2 với giả thiết không khí có chứa 80% thể tích là N 2 và 20% thể tích là O 2 . (Cho:Ca=40;H=1;C=12;Mg=24;Cl=35,5; O=16;S=32;N=14;Na=23;Fe=56;Cu=64;N=14) Chú ý: Giám thị coi thi không giải thích gì thêm. Họ và tên ……………………….Số báo danh ………… HS trường THCS……………… 1 ĐỀ CHÍNH THỨC HƯỚNG DẪN CHẤM THI HỌC SINH GIỎI VÒNG II MÔN:HÓA HỌC LỚP 9 NĂM HỌC: 2010-2011 CÂU I (4điểm) 1)Dung dịch A hòa tan được Cu và tác dụng với Cl 2 nên có chứa muối sắt (II) và muối sắt(III).Vậy o xit sắt dã dùng là Fe 3 O 4 (x=3,y=4) 0,5 Các PTHH: Fe 3 O 4 + 4H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4 ) 3 + FeSO 4 + 4H 2 O Fe 2 (SO 4 ) 3 + Cu → CuSO 4 + 2FeSO 4 6FeSO 4 + 3Cl 2 → 2FeCl 3 + 2Fe 2 (SO 4 ) 3 1,0 2)Theo đề Z x + 2Z Y =38; N X =Z X và N Y =Z Y ⇒ M X +2M Y =76 Ta có%X = MyMx Mx 2+ =15,79% ⇒ M X =12 và M Y =32 Vậy X là cac bon, Y là S 1,0 Tính phi kim của S > C PTHH: CS 2 + 3O 2 CO 2 + 2SO 2 -Dẫn hỗn hợp Z vào dung dịch Br 2 dư thì SO 2 tác dụng với dung dịch Br 2 , khí CO 2 không tác dụng nên được tách riêng. PTHH: SO 2 + Br 2 + H 2 O → H 2 SO 4 + 2HBr 1,5 CÂU II (6điểm) 1) PTHH: 2CO + O 2 2CO 2 (1) 2H 2 + O 2 2H 2 O (2) CH 4 + 2O 2 CO 2 + 2H 2 O (3) 0,75 Gọi a,b,c, là thể tích của H 2,. CO,CH 4 Theo (1,2,3)ta có : v O 2 = 0,5b + 0,5a + 2c =20,5(*) Thể tích khí thu được qua H 2 SO 4 đặc giảm 22lít là thể tích H 2 O Theo (2,3) ta có : a +2c = 22(**) M hỗn hợpY= cba cba ++ ++ 16282 = 6,7.2=13,4 (***) Kết hợp (*),(**),(***) Giải ra ta có a = 8, c=7, b=5 ⇒ v Hỗn hợp =20 lít 1,25 v CH 4 = 20 7 .100=35% v H 2 = 20 8 .100=40% v CO= 20 5 .100=25% Theo(1,3) v CO 2 = b + c = 7+5 =12(lít) n CO 2 4,22 12 = 0,5357(mol) 1,0 PTHH: CO 2 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 + H 2 O (4) Theo (4) n CaCO 3 = n CO 2 =0,5357(mol) ⇒ m CaCO 3 =0,5357.100=53,57(g) 1,0 2 2)Đặt công thức của oleum là: H 2 SO 4 .nSO 3 Gọi a mol trong 3,38(g) H 2 SO 4 .nSO 3 + nH 2 O → (n+1)H 2 SO 4 a(mol) (n+1)a (mol) Phản ứng trung hòa: H 2 SO 4 + 2NaOH → Na 2 SO 4 +2H 2 O 20 1+n a 2 20 )1( +n a 1,0 2 20 )1( +n a=0,04.0,1=0,004 ⇒ (n +1).a = 0,04 (98 +80n)a = 3,38 ⇔ na +a = 0,04 80na +98a = 3,38 na = 0,03 ⇔ a = 0,01 ⇒ n = 3 Công thức của oleum:H 2 SO 4. 3SO 3 1,0 CÂU III (4điểm) CaCO 3 + 2HCl → CaCl 2 + H 2 O + CO 2 (1) Giả sử số mol CaCO 3 ban đầu là 1mol(100gam) và số mol HCl ban đầu là x mol thì khối lượng dung dịch HCl ban đầu là : m dd(HCl) = 85,32 100.5,36.x =111,1x(gam) và số mol HCl dư có trong dung dịch X là: x-2(mol) 1,0 m dd X= m CaCO 3 + m dd HCl - m CO 2 =100 +111,1x – 44 = 56+111,1x Theo bài ra thì nồng độ HCl dư:C% (HCl) = x x ,11156 )2(5,36 + − = 100 2,24 ⇒ x=9 Vậy khối lượng dung dịch x =56+111,1x =1056 (gam) và số mol HCl dư trong X là 7 (mol) 1,0 PTHH: MgCO 3 + 2HCl → MgCl 2 + H 2 O + CO 2 (2) Gọi số mol MgCO 3 thêm vào là y thì số mol HCl phản ứng là 2y, suy ra số mol HCl trong Y là :7-2y Khối lượng dung dịch Y= m MgCO 3 + m d d X- m CO 2 =84y+1056-44y=1056+40y Nồng độ của HCl dư :C% (HCl) = y y 401056 )27(5,36 + − = 100 10,21 Suy ra y=0,4 Khi đó khối lượng dung dịch Y là :1056+40y=1072(gam) Vậy C% của CaCl 2 trong Y là 1072 111 .100 = 10,53% và = 1072 4,0.95 .100 = 3,54% 2,0 3 CÂUIV(6điểm) 1)PTHH:C x H 2x+2 + 2 13 +x O 2 xCO 2 + (x+1)H 2 O M x =1,488.22,4=33,33 0,75 M y =1,696.22,4=37,99 0,25 Đặt số mol C x H 2x+2 và số mol O 2 trong 1mol khí X là a và b Ta có a+b=1(*) ba bax + ++ 32)214( =33,3(**) 0,5 Hỗn hợp khí Ygồm CO 2 và O 2 dư (vì hơi nước đã ngưng tụ ,C x H 2x+2 đã cháy hết n CO 2 = xa, n O 2 dư là: b-(1,5x+0,5)a Ta có : )5,05,1( )5,05,1(3244 axabxa axabxa −−+ −−+ =37,99(***) Từ (*),(**),(***)giải ra ta có x=3 ⇒ công thức phân tử C 3 H 8 1,5 2)Hỗn hợp A ban đầu có SO 2 (amol),N 2 (4amol)và O 2 (amol) PTHH: 2SO 2 + O 2 2SO 3 Gọi số mol SO 2 phản ứng là x thì sau phản ứng trong Bcó SO 2 (a-xmol), O 2 (a- 0,5x mol), N 2 (4a mol),và SO 3 (x mol) 1,0 Vì khối lượng hỗn hợp A bằng khối lượng hỗn hợp B(khối lượng hỗn hợp khí không thay đổi )nên tỉ khối A so với với B: d A/B = = = a xa 6 5,06 − =0,93.Suy ra a x =0,84.Vậy hiệu suất phản ứng của SO 2 là: 84% 2,0 Chú ý: Học sinh làm đến đâu tính điểm đến đó, bài toán làm cách khác đúng, lí luận đúng, cho điểm tối đa. 4 . SO 2 + Br 2 + H 2 O → H 2 SO 4 + 2HBr 1,5 CÂU II (6điểm) 1) PTHH: 2CO + O 2 2CO 2 (1) 2H 2 + O 2 2H 2 O (2) CH 4 + 2O 2 CO 2 + 2H 2 O (3) 0,75 Gọi a,b,c, là thể tích của H 2, . CO,CH 4 Theo. (1 ,2, 3)ta có : v O 2 = 0,5b + 0,5a + 2c =20 ,5(*) Thể tích khí thu được qua H 2 SO 4 đặc giảm 22 lít là thể tích H 2 O Theo (2, 3) ta có : a +2 c = 22 (**) M hỗn hợpY= cba cba ++ ++ 1 628 2 = 6,7 .2= 13,4. → (n+1)H 2 SO 4 a(mol) (n+1)a (mol) Phản ứng trung hòa: H 2 SO 4 + 2NaOH → Na 2 SO 4 +2 H 2 O 20 1+n a 2 20 )1( +n a 1,0 2 20 )1( +n a=0,04.0,1=0,004 ⇒ (n +1 ).a = 0,04 (98 +8 0n)a