UBND HUYỆN TAM DƯƠNG PHÒNG GD & ĐT KÌ THI CHỌN HSG LỚP 9 Năm học : 2010 – 2011 Môn : Hóa học Thời gian làm bài : 150 phút Đề thi này gồm 01 trang Câu 1 : (2 điểm) 1. Hoàn thành các phương trình hóa học theo các sơ đồ sau, chỉ rõ các chất từ X 1 đến X 5 : a) AlCl 3 + X 1 → X 2 + CO 2 + NaCl b) X 2 + X 3 → Al 2 (SO 4 ) 3 + Na 2 SO 4 + H 2 O c) X 1 + X 3 → CO 2 + d) X 2 + Ba(OH) 2 → X 4 + H 2 O e) X 1 + NaOH → X 5 + H 2 O 2. Có 5 lọ hóa chất bị mất nhãn chứa các chất rắn : NaCl, Na 2 CO 3 , Na 2 SO 4 , BaCO 3 , BaSO 4 . Chỉ được dùng CO 2 và H 2 O hãy nhận biết các hóa chất trên. Câu 2 : (1,5 điểm) 1. Trình bày phương pháp hóa học để tách riêng từng oxit ra khỏi hỗn hợp gồm : CuO, Al 2 O 3 và Fe 2 O 3 . 2. Nêu hiện tượng và viết phương trình phản ứng xảy ra khi : a) Sục khí CO 2 từ từ vào dung dịch nước vôi trong. b) Cho từ từ dung dịch KOH vào dung dịch Al 2 (SO 4 ) 3 . c) Cho từ từ dung dịch Al 2 (SO 4 ) 3 vào dung dịch KOH. Câu 3 : (1 điểm) Cho dung dịch NaOH 20% tác dụng vừa đủ với dung dịch FeCl 2 10%. Đun nóng trong không khí cho các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Tính nồng độ phần trăm của muối tạo thành trong dung dịch sau phản ứng (coi nước bay hơi trong quá trình đun nóng không đáng kể). Câu 4 : (1 điểm) Một khoáng chất có thành phần về khối lượng là : 14,05% K; 8,65% Mg; 34,6% O; 4,32% H và còn lại là một nguyên tố khác. Hãy xác định công thức hóa học của khoáng chất đó. Câu 5 : (1 điểm) Để m gam bột Fe ngoài không khí một thời gian thu được 6 gam hỗn hợp gồm sắt và các oxit của sắt. Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp đó bằng dung dịch HNO 3 loãng thu được 1,12 lít khí NO duy nhất (đktc). Tìm m? Câu 6 : (2 điểm) Hỗn hợp A gồm 2 kim loại Al và Mg, cho 1,29 gam A vào 200 ml dung dịch CuSO 4 . Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 3,47 gam chất rắn B và dung dịch C. Lọc lấy dung dịch C rồi thêm dung dịch BaCl 2 dư vào thu được 11,65 gam kết tủa. 1. Tính nồng độ mol của dung dịch CuSO 4 . 2. Tính khối lượng từng kim loại trong hỗn hợp A. 3. Nếu cho dung dịch NaOH vào dung dịch C thu được kết tủa D, lấy kết tủa D đem nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi được m gam chất rắn. Tìm khoảng xác định của m. Câu 7 : (1,5 điểm) Đốt cháy hoàn toàn 7,3 gam một hợp chất hữu cơ thu được 13,2 gam CO 2 và 4,5 gam H 2 O. Mặt khác hóa hơi hoàn toàn 29,2 gam chất hữu cơ trên thu được thể tích hơi bằng thể tích của 6,4 gam O 2 (trong cùng điều kiện). Tìm công thức phân tử hợp chất hữu cơ trên. ( Cho : Na = 23; H = 1; O = 16; Fe = 56; Cl = 35,5; Mg = 24; N = 14; Al = 27; Cu = 64; S = 32; Ba = 137; C = 12) ==== HẾT==== Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm. 1 ĐỀ CHÍNH THỨC Họ và tên thí sinh SBD : 2 UBND HUYỆN TAM DƯƠNG PHÒNG GD & ĐT HƯỚNG DẪN CHẤM VÀ BIỂU ĐIỂM CHẤM THI HỌC SING GIỎI LỚP 9 NĂM HỌC 2010 – 2011 Môn : Hóa học 9 (Hướng dẫn và biểu điểm chấm gồm 04 trang) Câu Nội dung Điểm Câu 1 (2 đ) 1. a) AlCl 3 + 3NaHCO 3 → Al(OH) 3 ↓ + 3CO 2 ↑ + 3NaCl (X 1 ) (X 2 ) b) 2Al(OH) 3 + 6NaHSO 4 → Al 2 (SO 4 ) 3 + 3Na 2 SO 4 + 6H 2 O (X 3 ) c) NaHCO 3 + NaHSO 4 → CO 2 ↑ + Na 2 SO 4 + H 2 O d) 2Al(OH) 3 + Ba(OH) 2 → Ba(AlO 2 ) 2 + 4H 2 O (X 4 ) e) NaHCO 3 + NaOH → Na 2 CO 3 + H 2 O (X 5 ) 2. Lấy một ít mỗi chất trên ra các ống nghiệm khác nhau có đánh dấu. - Cho nước lần lượt vào các ống nghiệm và lắc đều, ta nhận ra 2 chất không tan là BaCO 3 và BaSO 4 . - Sục khí CO 2 vào 2 ống nghiệm chứa 2 chất rắn không tan trên, ống nghiệm nào chất rắn tan, ống đó đựng BaCO 3 .Ống còn lại là BaSO 4 . CO 2 + H 2 O + BaCO 3 → Ba(HCO 3 ) 2 - Lấy dung dịch Ba(HCO 3 ) 2 vừa thu được ở trên cho tác dụng lần lượt với 3 dung dịch chứa 3 chất NaCl, Na 2 CO 3 , Na 2 SO 4 . + Ống nghiệm không có hiện tượng gì là ống nghiệm chứa NaCl. + 2 ống nghiệm thấy xuất hiện kết tủa chứa Na 2 CO 3 và Na 2 SO 4 . Ba(HCO 3 ) 2 + Na 2 CO 3 → BaCO 3 ↓ + 2NaHCO 3 Ba(HCO 3 ) 2 + Na 2 SO 4 → BaSO 4 ↓ + 2NaHCO 3 - Sục khí CO 2 vào 2 ống nghiệm chứa 2 kết tủa trên, nếu ống nghiệm nào kết tủa tan ra ống nghiệm đó chứa kết tủa BaCO 3 , hóa chất ban đầu là Na 2 CO 3 . Ống nghiệm còn lại chứa hóa chất ban đầu là Na 2 SO 4 . CO 2 + H 2 O + BaCO 3 → Ba(HCO 3 ) 2 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Câu2 (1,5đ) 1. Cho hỗn hợp vào trong dung dịch NaOH dư. Chỉ có Al 2 O 3 phản ứng: Al 2 O 3 + 2NaOH → 2NaAlO 2 + H 2 O Lọc lấy chất rắn không tan là CuO, Fe 2 O 3 và dung dịch nước lọc A. Nung nóng chất rắn rồi khử bằng cách cho luồng khí H 2 ( hoặc CO) dư đi qua ta thu được hỗn hợp chất rắn gồm 2 kim loại Cu, Fe. CuO + H 2 → 0 t Cu + H 2 O. Fe 2 O 3 + 3H 2 → 0 t 2 Fe + 3 H 2 O. - Hoà tan hỗn hợp kim loai bằng dung dịch axit HCl ( dư) . Xảy ra phản ứng: Fe + 2 HCl → FeCl 2 + H 2 . 3 Cu không phản ứng. Lọc lấy Cu và dung dịch nước lọc B. Nung Cu trong không khí ở nhiệt độ cao ta được CuO : 2Cu + O 2 → 0 t 2CuO. - Lấy dung dịch B thu được cho tác dung với dd NaOH dư → thu được kết tủa Fe(OH) 2 FeCl 2 + 2 NaOH → Fe(OH) 2 ↓ + 2 NaCl. - Lọc lấy kết tủa Fe(OH) 2 và nung trong không khí ở nhiệt độ cao ta thu được Fe 2 O 3. 4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O 0 t → 4Fe(OH) 3 2Fe(OH) 3 0 t → Fe 2 O 3 + 3H 2 O - Thổi từ từ đến dư khí CO 2 ( hoặc nhỏ từ từ dd HCl vào vừa đủ) vào dung dịch A thu được kết Al(OH) 3 . Lọc kết tủa và nung ở nhiệt độ cao thu được Al 2 O 3 . NaAlO 2 + CO 2 + 2 H 2 O → Al(OH) 3 ↓ + NaHCO 3 2Al(OH) 3 0 t → Al 2 O 3 + 3H 2 O. 2. a) Kết tủa xuất hiện, kết tủa tăng dần sau đó tan dần. CO 2 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 ↓ + H 2 O CO 2 + H 2 O + CaCO 3 → Ca(HCO 3 ) 2 b) Kết tủa xuất hiện, kết tủa tăng dần, sau đó tan dần. 6KOH + Al 2 (SO 4 ) 3 → 2Al(OH) 3 ↓ + 3K 2 SO 4 KOH + Al(OH) 3 → KAlO 2 + 2H 2 O c) Kết tủa xuất hiện rồi tan ngay, lại xuất hiện rồi lại tan ngay, lâu sau kết tủa không tan nữa và tăng dần. Al 2 (SO 4 ) 3 + 6KOH → 2Al(OH) 3 ↓ + 3K 2 SO 4 KOH + Al(OH) 3 → KAlO 2 + 2H 2 O 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Câu 3 (1đ) FeCl 2 + 2NaOH → Fe(OH) 2 ↓ + 2NaCl (1) 1mol 2mol 1mol 2mol 4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O 0 t → 4Fe(OH) 3 (2) 1mol 0,25mol 1mol Giả sử số mol FeCl 2 bằng 1mol → m ddFeCl 2 = )(1270 10 1001271 g= ×× → Số mol của NaOH bằng 2mol → m ddNaOH = )(400 20 100402 g= ×× m dd sau phản ứng(2) = m ddFeCl 2 + m ddNaOH + m O 2 - m Fe(OH) 3 = 1270 + 400 + 0,25 × 32 - 1 × 107 = 1571(g) Muối tạo thành sau phản ứng là NaCl : 2mol → C% NaCl = %45,7%100 1571 5,582 =× × 0,25 0,25 0,25 0,25 Câu 4 ( 1 đ) Gọi nguyên tố chưa biết là X có số oxi hóa là a. → Công thức của khoáng chất là K x Mg y O z H t X k %X = 100% - 14,05% - 8,65% - 34,6% - 4,32% = 38,38% Ta có : x : y : z : t : k = 39 05,14 : 24 65,8 : 16 6,34 : 1 32,4 : X M 38,38 Do tổng số oxi hóa trong phân tử bằng 0 nên ta có : 39 05,14 × 1 + 24 65,8 × 2 + 16 6,34 × (-2) + 1 32,4 × 1 + X M 38,38 × a = 0 → M X = -35,5a. Vì M X > 0 nên a < 0 0,25 0,25 4 a -1 -2 -3 M X 35,5 71 106,5 Kết luận Clo Loại Loại Vậy X là Cl → x : y : z : t : k = 1 : 1 : 6 : 12 : 3 Công thức của khoáng chất là : KMgCl 3 H 12 O 6 hay KCl.MgCl 2 .6H 2 O 0,25 0,25 Câu 5 (1đ) Ta có : n Fe = 56 m (mol) ; n NO = 4,22 12,1 = 0,05(mol) m O 2 = 6 – m (g) → n O 2 = 32 6 m− (mol) Ta có : Fe → Fe +3 + 3e 56 m 56 3m N +5 + 3e → N +2 3 × 0,05 0,05 O 2 + 4e → 2O -2 32 6 m− 32 )6(4 m−× Theo định luật bảo toàn electron ta có : 56 3m = 3 × 0,05 + 32 )6(4 m−× → m = 5,04 (g) 0,25 0,25 0,25 0,25 5 Câu 6 ( 2đ) Các phương trình phản ứng: Mg + CuSO 4 → MgSO 4 + Cu (1) 2Al + 3CuSO 4 → Al 2 (SO 4 ) 3 + 3Cu (2) MgSO 4 + BaCl 2 → MgCl 2 + BaSO 4 ↓ (3) Al 2 (SO 4 ) 3 + 3BaCl 2 → 2AlCl 3 + 3BaSO 4 ↓ (4) MgSO 4 + 2NaOH → Mg(OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4 (5) Al 2 (SO 4 ) 3 + 6NaOH → 2Al(OH) 3 ↓ + 3Na 2 SO 4 (6) Al(OH) 3 + NaOH → NaAlO 2 + 2 H 2 O (7) Mg(OH) 2 → o t MgO + H 2 O (8) 2Al(OH) 3 → o t Al 2 O 3 + 3H 2 O (9) 1. Tính nồng độ CuSO 4 : Vì BaCl 2 dư nên ion SO 4 2- sẽ kết tủa hết với ion Ba 2+ . Số mol CuSO 4 = Số mol SO 4 2- = số mol BaSO 4 ↓ = 11, 65 233 = 0,05 (mol) Nồng độ dung dịch CuSO 4 = 0, 05 0,2 = 0,25 M 2. Tính khối lượng từng kim loại : Gọi số mol 2 kim loại là n → n thoả mãn điều kiện : 24 29,1 > n > 27 29,1 hay 0,05375 > n > 0,0478. Nếu chỉ xảy ra phản ứng (1) : Số mol Mg tham gia phản ứng là: 2464 29,147,3 − − = 0,0545 > 0,05375. Trái điều kiện trên, vậy xảy ra các phản ứng (1), (2), (3), (4). Gọi số mol Mg, Al tham gia phản ứng lần lượt là x, y, theo phương trình phản ứng (1), (2) số mol Cu tạo thành : x + 1,5y. Ta có : (x + 1,5y) × 64 – (24x + 27y) = 3,47– 1,29 = 2,18 (*) Theo phương trình phản ứng (3) , (4): (x + 1,5y) × 233 =11,65 (**) Kết hợp (*) và (**) ta có hệ : 40x + 69y = 2,18 233x + 349,5y = 11,65 Giải hệ ta được: x = y = 0,02 (mol) Khối lượng Mg = 0,02. 24 = 0,48 g. Khối lượng Al = 1,29 – 0,48 = 0,81 g. 3. Tìm khoảng xác định của m: + Khối lượng chất rắn lớn nhất khi không xảy ra phản ứng (7): m 1 = 0,02. 40 + 0,01.102 = 1,82 g + Khối lượng chất rắn nhỏ nhất khi toàn bộ lượng Al(OH) 3 bị hoà tan bởi phản ứng 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 6 (7) : m 2 = 0,02.40 = 0,80 g. Vậy khoảng xác định của m là: 1,82 80,0≥≥ m . Câu 7 (1,5đ) Ta có : n CO 2 = 3,0 44 2,13 = (mol) → m C = 0,3 × 12 = 3,6(g) n H 2 O = )(25,0 18 5,4 mol= → m H = 0,25 2× =0,5(g) → Khối lượng oxi có trong hợp chất : m O = 7,3 – 3,6 – 0,5 = 3,2(g) Gọi công thức của hợp chất là C x H y O z Ta có : x : y : z = 16 2,3 : 1 5,0 : 12 6,3 = 0,3 : 0,5 : 0,2 = 3: 5 : 2 → công thức đơn giản của hợp chất là : C 3 H 5 O 2 → Công thức nguyên : (C 3 H 5 O 2 ) n Theo đề bài : n O 2 = )(2,0 32 4,6 mol= Vì : V (29,2g hợp chất) = V (6,4g O 2 ) → n (29,2g hợp chất) = n (6,4g O 2 ) → 2,0 2,29 )( 253 = n OHC M → M (C 3 H 5 O 2 ) n = 146 → 73n = 146 → n = 2 Vậy công thức phân tử của hợp chất là : C 6 H 10 O 4 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Ghi chú: - Học sinh làm các cách khác, nếu đúng cho điểm tương đương. - Các phương trình hoá học có chất viết sai không cho điểm, thiếu điều kiện phản ứng hoặc cân bằng sai thì trừ một nửa số điểm của phương trình đó. 7 - Trong các bài toán, nếu sử dụng phương trình hoá học không cân bằng hoặc viết sai để tính toán thì kết quả không được công nhận. - Điểm của bài thi làm tròn đến 0,25 điểm. Hết 8 . KAlO 2 + 2H 2 O 0 ,25 0 ,25 0 ,25 0 ,25 0 ,25 0 ,25 Câu 3 (1đ) FeCl 2 + 2NaOH → Fe(OH) 2 ↓ + 2NaCl (1) 1mol 2mol 1mol 2mol 4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O 0 t → 4Fe(OH) 3 (2) 1mol 0 ,25 mol. BaCO 3 → Ba(HCO 3 ) 2 0 ,25 0 ,25 0 ,25 0 ,25 0 ,25 0 ,25 0 ,25 0 ,25 Câu2 (1,5đ) 1. Cho hỗn hợp vào trong dung dịch NaOH dư. Chỉ có Al 2 O 3 phản ứng: Al 2 O 3 + 2NaOH → 2NaAlO 2 + H 2 O Lọc lấy chất. O 2 ) → n (29 ,2g hợp chất) = n (6,4g O 2 ) → 2, 0 2, 29 )( 25 3 = n OHC M → M (C 3 H 5 O 2 ) n = 146 → 73n = 146 → n = 2 Vậy công thức phân tử của hợp chất là : C 6 H 10 O 4 0 ,25 0 ,25 0 ,25 0 ,25 0 ,25 0 ,25 Ghi