Đề và đáp án HSG hóa tỉnh lào cai 2011

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO LÀO CAI KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH Đề chính thức Năm học: 2010 – 2011 Môn: Hoá học - Lớp 9 Thời gian: 150 phút (Không kể thời gian giao đề) Ngày thi: 29 - 03 - 2011 (Đề thi gồm 02 trang) Câu 1. (4,0 điểm) 1. Nung nóng Cu trong không khí một thời gian được chất rắn A. Hòa tan A bằng H 2 SO 4 đặc nóng dư được dung dịch B và khí C. Khí C tác dụng với dung dịch KOH thu được dung dịch D. Dung dịch D vừa tác dụng với dung dịch BaCl 2 , vừa tác dụng với dung dịch NaOH. Cho B tác dụng với dung dịch KOH. Viết các phương trình hóa học xảy ra. 2. Từ pirit sắt, nước biển, không khí và các thiết bị cần thiết khác. Hãy viết phương trình hóa học điều chế các chất: nước Javen, FeSO 4 , FeCl 3 . Câu 2. (4,0 điểm) 1. Bằng phương pháp hóa học, hãy nhận biết các hỗn hợp sau: (Fe + Fe 2 O 3 ), (Fe + FeO), (FeO + Fe 2 O 3 ). 2. Nêu hiện tượng xảy ra trong mỗi trường hợp sau và viết phương trình hóa học xảy ra: a. Cho khí CO 2 lội chậm qua nước vôi trong, sau đó thêm tiếp nước vôi trong vào dung dịch thu được. b. Cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch Na 2 CO 3 . Câu 3 . (4,0 điểm) 1. Tìm các chất kí hiệu bằng chữ cái trong sơ đồ sau và hoàn thành sơ đồ bằng phương trình hóa học: CH 3 COONa NaOH B C D E CaO o 1500 C Lµm l¹nh nhanh → CH 3 COOC 2 H 5 Y (khÝ) A (khÝ) X (r¾n) 2. Từ một loại tinh dầu người ta tách ra được hợp chất hữu cơ A. Đốt cháy hoàn toàn 2,64 gam A cần vừa đủ 4,704 lít khí oxi (đktc) chỉ thu được CO 2 và H 2 O với tỉ lệ khối lượng là 2 2 CO H O m m = 11 2 . Biết A M < 150. Xác định công thức phân tử của A. Câu 4 . (3,0 điểm) 1. Hòa tan 5,72 gam Na 2 CO 3 .xH 2 O trong 44,28 gam nước ta thu được dung dịch có nồng độ 4,24%. Xác định công thức của hiđrat. 2. Khử 3,48 gam oxit một kim loại M cần dùng 1,344 lít H 2 (đktc). Toàn bộ lượng kim loại thu được cho tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 1,008 lít H 2 (đktc). Xác định kim loại M và oxit của nó. Câu 5 . (2,0 điểm) Cho 87 gam dung dịch rượu etylic tác dụng với Na lấy dư thì thu được 28 lít khí H 2 (đktc). a. Tính khối lượng của rượu etylic và nước trong dung dịch. 1 b. Tính độ rượu của dung dịch rượu trên (biết khối lượng riêng của rượu nguyên chất là 0,8 g/ml) Câu 6 . (3,0 điểm) Cho 5,12 gam hỗn hợp X gồm 3 kim loại Mg, Fe và Cu ở dạng bột tác dụng với 150 ml dung dịch HCl 2M, sau khi phản ứng kết thúc thấy chỉ thoát ra 1,792 lít khí H 2 (đktc). Đem lọc rửa thu được 1,92 gam chất rắn B. a. Tính khối lượng mỗi kim loại có trong hỗn hợp X. b. Cho 2,56 gam hỗn hợp X tác dụng với 250 ml dung dịch AgNO 3 0,34M. Khuấy kỹ hỗn hợp để cho phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch và chất rắn E. Tính khối lượng của chất rắn E. Hết Chú ý: - Thí sinh được sử dụng bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. - Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm. Họ và tên thí sinh: Số báo danh: 2 S GIO DC V O TO LO CAI HNG DN GII THI CHN HC SINH GII CP TNH CHNH THC Nm hc: 2010 2011 Mụn: Hoỏ hc - Lp 9 Thi gian: 150 phỳt (Khụng k thi gian giao ) Ngy thi: 29 - 03 - 2011 (ỏp ỏn gm 04 trang) Cõu 1. (4,0 im) 1. Nung núng Cu trong khụng khớ c cht rn A gm Cu v CuO: Cu + O 2 o t CuO Khi cho A tỏc dng vi dung dch H 2 SO 4 c, núng v d: Cu + 2H 2 SO 4 đặc nóng CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O CuO + H 2 SO 4 CuSO 4 + H 2 O Dung dch B cha CuSO 4 v H 2 SO 4 d. Khớ C l SO 2 . Cho C tỏc dng vi dung dch KOH: SO 2 + KOH KHSO 3 v: SO 2 + 2KOH K 2 SO 3 + H 2 O Dung dch D cha KHSO 3 v K 2 SO 3 . Cho dung dch D tỏc dng vi BaCl 2 v NaOH: K 2 SO 3 + BaCl 2 BaSO 3 + 2KCl 2KHSO 3 + 2NaOH K 2 SO 3 + Na 2 SO 3 + H 2 O Cho dung dch B tỏc dng vi KOH: H 2 SO 4 + KOH KHSO 4 + H 2 O CuSO 4 + 2KOH Cu(OH) 2 + H 2 O 2. in phõn dung dch nc bin - Khụng cú mng ngn thu c nc Javen: 2NaCl + H 2 O điện phân dung dịch không có màng ngăn NaCl + NaClO + H 2 - Cú mng ngn: 2NaCl + 2H 2 O điện phân dung dịch có màng ngăn 2NaOH + Cl 2 + H 2 t pirit st trong oxi d: 4FeS 2 + 11O 2 o t 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 Dn H 2 d qua Fe 2 O 3 nung núng: 3H 2 + Fe 2 O 3 o t 2Fe + 3H 2 O t st trong khớ clo thu c FeCl 3 : 2Fe + 3Cl 2 o t 2FeCl 3 t khớ SO 2 trong khụng khớ vi cht xỳc tỏc V 2 O 5 : 2SO 2 + O 2 o 2 5 t V O 2SO 3 Sc khớ SO 3 thu c vo nc: SO 3 + H 2 O H 2 SO 4 Cho dung dch thu c phn ng vi st d thu c FeSO 4 : 3 Fe + H 2 SO 4 → FeSO 4 + H 2 ↑ Câu 2. (4,0 điểm) 1. Lần lượt đánh số thứ tự vào các hỗn hợp cần nhận biết. Lấy mỗi hỗn hợp một ít làm mẫu thử để nhận biết. - Cho dung dịch HCl lần lượt vào ba mẫu thử. Mẫu nào thấy không có khí bay ra là hỗn hợp (FeO + Fe 2 O 3 ). Hai mẫu còn lại đều có khí thoát ra: Fe + 2HCl → FeCl 2 + H 2 FeO + 2HCl → FeCl 2 + H 2 O Fe 2 O 3 + 6HCl → 2FeCl 3 + 3H 2 O - Hai mẫu thử còn lại cho từ từ vào dung dịch CuSO 4 dư và khuấy đều. Lọc kết tủa hòa tan trong dung dịch HCl dư: Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu - Dung dịch thu được cho phản ứng với NaOH. Mẫu nào tạo kết tủa trắng xanh, hóa nâu đỏ trong không khí thì mẫu đó là (Fe + FeO). Mẫu còn lại tạo kết tủa nâu đỏ là (Fe + Fe 2 O 3 ) FeCl 2 + 2NaOH → Fe(OH) 2 + 2NaCl FeCl 3 + 3NaOH → Fe(OH) 3 + 3NaCl 2- a. Ban đầu thấy có kết tủa trắng xuất hiện: Ca(OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 + H 2 O Sau đó kết tủa tan dần thành dung dịch không màu: CaCO 3 + CO 2 + H 2 O → Ca(HCO 3 ) 2 b. Thoạt đầu không thấy hiện tượng gì xảy ra do phản ứng: HCl + Na 2 CO 3 → NaHCO 3 + NaCl Sau đó thấy có khí không màu, không mùi thoát ra: HCl + NaHCO 3 → NaCl + CO 2 + H 2 O Câu 3 . (4,0 điểm) 1. Sơ đồ biến hóa: CH 3 COONa NaOH C 2 H 2 C 2 H 4 CaO o 1500 C Lµm l¹nh nhanh → CH 3 COOC 2 H 5 2 CO 4 CH 2 3 Na CO C 2 H 5 OH CH 3 COOH Các phương trình hóa học biểu diễn sơ đồ trên: 1. CH 3 COONa + NaOH o CaO t → CH 4 + Na 2 CO 3 2. 2CH 4 o 1500 C lµm l¹nh nhanh → C 2 H 2 + 3H 2 3. C 2 H 2 + H 2 o Pd t → C 2 H 4 4. C 2 H 4 + H 2 O 2 4 H SO → CH 3 CH 2 OH 5. C 2 H 5 OH + O 2 men giÊm → CH 3 COOH + H 2 O 6. CH 3 COOH + C 2 H 5 OH 2 4 o H SO t ˆ ˆ ˆ ˆ † ‡ ˆ ˆ ˆ ˆ CH 3 COOC 2 H 5 + H 2 O 7. Na 2 CO 3 + 2HCl → 2NaCl + CO 2 + H 2 O 2. Khối lượng oxi đã dùng để đốt cháy hoàn toàn 2,64 gam A là: 2 O m = 4,704 .32 22,4 = 6,72 gam 4 Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta tính được: 2 CO m + 2 H O m = 2,64 + 6,72 = 9,36 (I) Mặt khác, theo đề bài ta có: 2 2 CO H O m m = 11 2 (II) Từ (I) và (II) ta có: 2 CO m = 7,92 gam; 2 H O m = 1,44 gam Vậy khối lượng mol nguyên tử của mỗi nguyên tố trong A là: C m = 7,92 .12 44 = 2,16 gam; H m = 1,44 .2 18 = 0,16 gam ⇒ O m = 2,64 ‒ (2,16 + 0,16) = 0,32 gam Gọi công thức phân tử của A có dạng ( ) x y z n C H O theo đề bài ta có: x : y : z = 2,16 12 : 0,16 1 : 0,32 16 = 9 : 8 : 1 Vậy công thức phân tử của A có dạng ( ) 9 8 n C H O Mặt khác: A M = 132n < 150 ⇒ n < 1,14 Vậy n = 1. Công thức phân tử của A là: C 9 H 8 O Câu 4 . (3,0 điểm) 1. Số mol Na 2 CO 3 .xH 2 O đã dùng là: 2 3 2 Na CO .xH O n = 2 3 Na CO n = 5,72 106 18x+ mol ⇒ 2 3 Na CO m = 106 . 5,72 106 + 18x = 606,32 106 + 18x gam Khối lượng dung dịch sau khi hòa tan muối hiđrat là: dung dÞch m = 5,72 + 44,28 = 50 gam Vậy nồng độ của dung dịch thu được là: 2 3 Na CO C% = 606,32 106 + 18x . 1 50 .100 = 4,24 Giải ra ta được x = 10. Vậy công thức của muối hiđrat là: Na 2 CO 3 . 10H 2 O 2. Gọi công thức của oxit kim loại M (hóa trị n và khối lượng mol M) là x y M O . x y M O + yH 2 o t → xM + yH 2 O Theo phương trình phản ứng, số mol nguyên tử oxi có trong X là: O(trong oxit) n = 2 H n = 1,344 22,4 = 0,06 mol Vậy khối lượng nguyên tử M có trong oxit là: M m = 3,48 ‒ 0,06 . 16 = 2,52 gam Khi cho M phản ứng với HCl: 2M + 2nHCl → 2MCl n + nH 2 Số mol kim loại: 5 M n = 2 n . 2 H n = 2 n . 1,008 22,4 = 0,09 n mol ⇒ M m = 0,09 n . M = 2,52 ⇒ M = 28n n 1 2 3 M 28 56 84 Vậy M = 56. M là sắt: Fe. Công thức của oxit là: Fe x O y . Ta có: x : y = 2,52 56 : 0,06 = 3 : 4. Vậy công thức của oxit sắt là Fe 3 O 4 . Câu 5 . (2,0 điểm) a. Vì Na dư nên rượu etylic và nước phản ứng hết. 2CH 3 CH 2 OH + 2Na → 2CH 3 CH 2 ONa + H 2 2H 2 O + 2Na → 2NaOH + H 2 Gọi x và y lần lượt là số mol của C 2 H 5 OH và H 2 O. Theo đề bài ta có: 46x + 18y = 87 (I) 1 2 x + 1 2 y = 2 H n = 28 22,4 = 1,25 (II) Từ (I) và (II) ta có: x = 1,5 mol; y = 1 mol Vậy khối lượng của rượu etylic và nước trong dung dịch là: 2 5 C H OH m = 1,5 . 46 = 69 gam 2 H O m = 18 gam b. Vì khối lượng riêng của rượu etylic là 0,8 gam nên thể tích của 69 gam rượu là: r>îu etylic V = 69 0,8 = 86,25 ml ⇒ dung dÞch V = 18 + 86,25 = 104,25 ml Vậy độ rượu là: D = 104,25 86,25 = o 82,73 Câu 6. (3,0 điểm) a. Các phương trình hóa học: Mg + 2HCl → MgCl 2 + H 2 (1) Fe + 2HCl → FeCl 2 + H 2 (2) Vì 2 H n = 1,792 22,4 = 0,08 mol < 1 2 HCl n = 0,15 mol nên axit còn dư sau phản ứng. Vậy khối lượng Cu có trong 5,12 gam hỗn hợp X là: Cu m = 1,92 gam Gọi x và y lần lượt là số mol Mg và Fe có trong 5,12 gam hỗn hợp X. Theo đề bài ta có: 24x + 56y = 5,12 ‒ 1,92 = 3,2 (I) Mặt khác, số mol H 2 sinh ra từ (1) và (2) ta có: x + y = 0,08 (II) Từ (I) và (II) ta có: x = y = 0,04 mol Vậy khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp là: 6 Mg m = 0,04 . 24 = 0,96 gam Fe m = 0,04 . 56 = 2,24 gam b. Các phương trình phản ứng xảy ra: Mg + 2AgNO 3 → Mg(NO 3 ) 2 + 2Ag (3) Fe + 2AgNO 3 → Fe(NO 3 ) 2 + 2Ag (4) Cu + 2AgNO 3 → Cu(NO 3 ) 2 + 2Ag (5) Ta nhận thấy lượng hỗn hợp X tham gia phản ứng với AgNO 3 bằng 1 2 lượng hỗn hợp X tham gia phản ứng với HCl. Vậy số mol mỗi kim loại có trong 2,56 gam hỗn hợp X là: Mg n = Fe n = 0,02 mol; Cu n = 1 1,92 . 2 64 = 0,015 mol Theo đề bài, số mol AgNO 3 là: 3 AgNO n = 0,25 . 0,34 = 0,085 mol Theo phản ứng (3) và (4) ta dễ thấy Mg và Fe phản ứng hết. Lượng AgNO 3 tham gia phản ứng (3) và (4) là: 2 . (0,02 + 0,02) = 0,08 mol Vậy lượng AgNO 3 tham gia phản ứng (5) là: 0,085 ‒ 0,08 = 0,005 mol Vậy lượng Cu tham gia phản ứng là: 0,005 2 = 0,0025 mol Lượng Cu còn dư là: 0,015 ‒ 0,0025 = 0,0125 mol Vậy chất rắn E gồm Ag và Cu dư với khối lượng là: E m = 0,085 . 108 + 0,0125 . 64 = 9,98 gam 7 . DỤC VÀ ĐÀO TẠO LÀO CAI KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH Đề chính thức Năm học: 2010 – 2011 Môn: Hoá học - Lớp 9 Thời gian: 150 phút (Không kể thời gian giao đề) Ngày thi: 29 - 03 - 2011 (Đề. vào dung dịch thu được. b. Cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch Na 2 CO 3 . Câu 3 . (4,0 điểm) 1. Tìm các chất kí hiệu bằng chữ cái trong sơ đồ sau và hoàn thành sơ đồ bằng phương trình hóa. được dung dịch và chất rắn E. Tính khối lượng của chất rắn E. Hết Chú ý: - Thí sinh được sử dụng bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. - Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm. Họ và tên thí