Đề thi học sinh giỏi Hóa học 9 chọn lọc số 4

TRNG TH&THCS LM XUYấN H v tờn: Lp . THI CHN HC SINH GII KHI 9 NM HC: 2012 2013 Mụn: HểA HC Thi gian: 150 (khụng k thi gian giao ) im Nhn xột ca giỏo viờn Câu1 (3 điểm): 1. Có bốn lọ chứa riêng biệt dung dịch của 4 chất sau: NaOH, FeCl 2 , HCl, NaCl.Trình bày phơng pháp hoá học để nhận biết các chất trên mà không dùng thêm chất nào khác. 2. Làm thế nào để tách riêng biệt các muối NaCl, FeCl 2 , AlCl 3 trong cùng một dung dịch? Viết các phơng trình phản ứng đã dùng. (Muối tách ra không thay đổi về khối lợng). Câu 2 (3 điểm): 1. Từ không khí, nớc, đá vôi và các thiết bị cần thiết hãy điều chế phân đạm 2 lá, phân đạm urê.Viết các phơng trình phản ứng đã dùng. 2. Hoà tan một lợng natri kim loại vào nớc, thu đợc dung dịch X và a mol khí bay ra. Cho b mol khí CO 2 hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch X, đợc dung dịch Y. Hãy cho biết có chất nào trong dung dịch Y? Câu3 (2 điểm): Hỗn hợp X gồm Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , CuO. Để hoà tan hoàn toàn 4,22 g hỗn hợp X cần vừa đủ 800 ml dung dịch HCl 0,2M. Lấy 0,08 mol hỗn hợp X cho tác dụng với H 2 d thấy tạo ra 1,8g H 2 O. Tính thành phần % về khối lợng của mỗi oxit trong X. Câu 4 (5 điểm): 1. Cho 18,5 g hỗn hợp Mg, Fe, Zn vào 200ml dung dịch H 2 SO 4 (loãng) nồng độ 1,2M . Sau khi phản ứng xảy ra xong, lấy một nửa thể tích khí H 2 thoát ra cho qua ống chứa x gam CuO nung nóng, thấy trong ống còn lại 8,96 g chất rắn.Viết phơng trình hoá học của các phản ứng xảy ra và tìm x .Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. 2.Trộn V 1 lít dung dịch HCl 0,6M với V 2 lít dung dịch NaOH 0,4M thu đợc 0,6 lít dung dịch A. Tính V 1 ,V 2 , biết rằng 0,6 lít dung dịch A có thể hoà tan hết 1,02 gam Al 2 O 3 . Câu 5 (3 điểm): Đốt hoàn toàn 4,4 g một sunfua kim loại MS trong lợng oxi d. Chất rắn thu đợc sau phản ứng hoà tan vừa đủ trong dung dịch HNO 3 37,8%. Thu đợc dung dịch muối có nồng độ 41,72%. Làm lạnh dung dịch muối có 8,08 g muối rắn tách ra . Nồng độ dung dịch muối còn 34,7%. Xác định công thức muối rắn . Cõu 6: (4,0 im) Hn hp X cú khi lng 24,5 gam gm kim loi M (hoỏ tr II, khụng i) v mui halogen ca mt kim loi kim. Cho X vo 400 ml dung dch H 2 SO 4 c núng, ly d. Sau khi phn ng xy ra thu c dung dch B v 13,44 lớt hn hp khớ C ( ktc) gm 2 khớ cú t khi so vi khớ hidro bng 27,42. T khi gia 2 khớ l 1,7534. Cn 400 ml dung dch Ba(OH) 2 nng 2M phn ng ht vi cỏc cht trong dung dch B. Kt thỳc phn ng thu c 209,6 gam kt ta, nung kt ta n khi lng khụng i c cht rn E cú khi lng gim a gam so vi lng kt ta em nung. Dn khớ C qua nc, khớ cũn li cú th tớch 8,96 lớt (ktc). a) Xỏc nh nng mol/lớt ca dung dch H 2 SO 4 b) Xỏc nh kim loi M v mui halogen ca kim loi kim ó dựng. (Hc sinh c s dng bng HTTH v mỏy tớnh theo quy nh ca B GD&T) Hết Hớng dẫn chấm môn: hoá học Câu Nội dung Điểm Câu1.1 1.5điểm Đánh dấu các lọ, rồi lấy các mẫu thử Đổ lần lợt các mẫu thử với nhau : Nếu 2 mẫu khi trộn lẫn có kết tủa là NaOH và FeCl 2 (A). Không có kết tủa là HCl và NaCl (B) - Lấy 1 trong 2 dd (B) cho vào kết tủa thu đợc ở trên : Nếu hoà tan kết tủa là HCl, không hoà tan kết tủa là NaCl. - Để phân biệt dung dịch FeCl 2 , NaOH (A): Trộn một ít dung dịch HCl vừa tìm với 1 trong 2 dung dịch (A), sau đó nhỏ giọt dung dịch còn lại vào hỗn hợp: + Nếu có kết tủa xuất hiện thì dung dịch nhỏ giọt là FeCl 2 vì sau khi trung hoà NaOH còn d sẽ tạo kết tủa với FeCl 2 . Dung dịch vừa trộn là HCl và NaOH. + Nếu không có kết tủa thì dung dịch nhỏ giọt là NaOH vì trong hỗn hợp 0.5 0.5 có HCl nên NaOH nhỏ vào dự phản ứng trung hoà chứ cha có phản ứng tạo kết tủa. (Viết đủ 3 phơng trình phản ứng ) NaOH + HCl NaCl + H 2 O 2NaOH + FeCl 2 Fe(OH) 2 + 2NaCl Fe(OH) 2 + 2HCl FeCl 2 + 2H 2 O 0.5 Câu1.2 1.5điểm Cho hỗn hợp muối (dung dịch) tác dụng với NH 3 d: FeCl 2 + 2NH 3 + 2H 2 O Fe(OH) 2 + 2NH 4 Cl AlCl 3 + 3NH 3 + 3H 2 O Al(OH) 3 + 3NH 4 Cl - Lọc lấy kết tủa, phần nớc lọc chứa NaCl, NH 4 Cl. Cô cạn nớc lọc đợc hai muối ở nhiệt độ cao thu đợc NaCl vì: NH 4 Cl o t NH 3 + HCl - Phần kết tủa cho tác dụng với dung dịch NaOH d: Al(OH) 3 + NaOH NaAlO 2 + 2H 2 O kết tủa còn lại là Fe(OH) 2 , lọc lấy Fe(OH) 2 cho tác dụng với dung dịch HCl d: Fe(OH) 2 + 2HCl FeCl 2 + 2H 2 O cô cạn phần dung dịch thu đợc FeCl 2 . Phần nớc lọc gồm NaAlO 2 và NaOH d đợc xử lí bằng CO 2 d ( hoặc H + vừa đủ) NaOH + CO 2 NaHCO 3 NaAlO 2 + CO 2 + 2H 2 O NaHCO 3 + Al(OH) 3 Lọc lấy Al(OH) 3 kết tủa cho tác dụng với HCl d : Al(OH) 3 + 3HCl AlCl 3 + 3H 2 O Cô cạn dung dịch thu đợc AlCl 3 . 0.5 0.5 0.5 Câu 2.1 1.5 điểm Không khí lỏng đem chng phân biệt đợc N 2 và O 2 Điện phân nớc: 2H 2 O dp 2H 2 + O 2 Tổng hợp amoniac: N 2 + 3H 2 Ptt o , 2NH 3 4NH 3 + 5O 2 Ptt o , 4NO + 6H 2 O 2NO + O 2 2NO 2 4NO 2 + O 2 +2H 2 O 4HNO 3 NH 3 + HNO 3 NH 4 NO 3 (đạm 2 lá) CaCO 3 o t CaO + CO 2 CO 2 + 2NH 3 (NH 2 ) 2 CO + H 2 O ( Urê) 0.5 0.5 0.5 Câu 2.2 1.5 điểm Na + H 2 O NaOH + 2 1 H 2 (1) 2a a mol CO 2 + 2NaOH Na 2 CO 3 + H 2 O (2) b 2b mol khi 2b = 2a a = b dd Y có Na 2 CO 3 . CO 2 + NaOH NaHCO 3 (3) b 2a mol khi 2a = b Y có NaHCO 3 Vậy: b<a b = a b = 2a b > 2a Na 2 CO 3 a < b < 2a NaHCO 3 0.5 0.5 b < a : dd Y có Na 2 CO 3 và NaOH d b = a : dd Y có Na 2 CO 3 a < b < 2a :dd Y có Na 2 CO 3 + NaHCO 3 b 2a : dd Y có NaHCO 3 0.5 Câu 3 2.0 điểm Phơng trình hoá học: Al 2 O 3 + 6HCl 2AlCl 3 + 3H 2 O (1) Fe 2 O 3 + 6HCl 2FeCl 3 + 3H 2 O (2) CuO + 2HCl CuCl 2 + H 2 O (3) Fe 2 O 3 + 3H 2 2Fe + 3H 2 O (4) CuO + H 2 Cu + H 2 O (5) Gọi số mol Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , CuO trong thí nghiệm lần 1 là x, y, z (mol). Từ (1), (2), (3) , số mol HCl tham gia phản ứng là 6x, 6y, 2z. Ta có 102x + 160y +80z = 4,22 (I) 6x + 6y +2z = 0,16 (II) Trong thí nghiệm lần 2, số mol các chất tham gia phản ứng gấp n lần số mol tham gia thí nghiệm lần 1, tức là số mol Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , CuO là nx, ny, nz . n(x + y + z) = 0,08 (III) Từ (4) và (5) ta có: n(3y + z) = 0,1 (IV) Giải ra ta có n = 2 ; x = 0,01; y = 0,01; z = 0,02 Thành phần % của Al 2 O 3 = 24,17 % ; Fe 2 O 3 = 37,91% và CuO = 37,92% 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 Câu 4.1 2.5 điểm Phơng trình hoá học: Mg + H 2 SO 4 MgSO 4 + H 2 (1) Fe + H 2 SO 4 FeSO 4 + H 2 (2) Zn + H 2 SO 4 ZnSO 4 + H 2 (3) H 2 + CuO o t Cu + H 2 O (4) Số mol H 2 SO 4 = 0,2 ì 1,2 = 0,24mol - Giả sử hỗn hợp chỉ chứa Mg ( Mg có M nhỏ nhất trong 3 kim loại ) thì số mol = 18,5 : 24 0,77 mol - Nếu hỗn hợp chỉ chứa Zn ( Zn có M lớn nhất trong 3 kim loại ) thì số mol = 18,5 : 65 0,29 mol. số mol hỗn hợp nằm trong khoảng : 0,29 số mol hỗn hợp kim loại 0,77. -Theo các phơng trình hoá học số mol kim loại phản ứng với H 2 SO 4 theo tỉ lệ 1:1 ; Với số mol H 2 SO 4 là 0,24 chỉ có thể tác dụng với 0,24 mol kim loại trên. Do đó lợng axit hết, kim loại còn d. Số mol H 2 = số mol H 2 SO 4 = 0,24 mol Lấy 2 1 thể tích H 2 = 0,24 : 2 = 0,12 mol - Nếu trong ống chỉ còn lại Cu, số mol Cu = 8,96 : 64 = 0,14 mol. Theo(4) số mol Cu = số mol H 2 = 0,14 mol Thực tế chỉ có 0,12 mol H 2 tham gia phản ứng -Vậy H 2 phản ứng hết, CuO còn lại cha phản ứng hết. -Số gam CuO phản ứng là 0,12 ì 80 = 9,6g -Số gam Cu sinh ra = 0,12 ì 64 = 7,68g -Số mol CuO còn lại là 8,96 7,68 = 1,28g -Số gam CuO có lúc đầu : x = 9,6 + 1,28 = 10,88g. 0.25 0.25 0.25 0.25 0.5 0.5 0.5 Câu 4.2 Phơng trình phản ứng 2.5 điểm HCl + Na NaCl + H 2 O n HCl = 0,6 .V 1 (mol) n NaOH = 0,4 .V 2 (mol) 32 OAl n = 102 021, = 0,01 (mol) Tr ờng hợp 1: HCl d: 6HCl + Al 2 O 3 2AlCl 3 + 3H 2 O 0,06 0,01 Thể tích dung dịch A: V 1 + V 2 = 0,6 (1) Số mol HCl ban đầu: 0,6V 1 = 0,4V 2 + 0,06 (2) Từ (1), (2) có: V 1 = V 2 = 0,3 (lít). Tr ờng hợp 2: NaOH d: 2NaOH + Al 2 O 3 2NaAlO 2 + H 2 O 0,02 0,01 Thể tích dung dịch A: V 1 + V 2 = 0,6 (3) Số mol NaOH ban đầu: 0,4V 2 = 0,6V 1 + 0,02 (4) Từ (3), (4) có: V 1 = 0,22(lít); V 2 = 0,38 (lít). 0.5 0.5 0.5 0.5 0,5 Câu 5 3.0 điểm Gọi a là số mol của muối MS, n là hoá trị của M. Vì O 2 d nên M có hoá trị cao nhất trong trong oxit: 2MS + (2+ 0,5n)O 2 o t M 2 O n + 2SO 2 a 0,5a M 2 O n + 2nHNO 3 2M(NO 3 ) n + nH 2 O 0,5a an a Khối lợng dung dịch HNO 3 : (63na ì 100) : 37,8 = 166,67na Khối lợng dung dịch sau phản ứng: 174,67na + Ma Ta có : C% M(NO 3 ) n = Ma)(174,67na 62na)(Ma + + ì 100 = 41,72 M = 18,65n n =3 M = 56 là Fe. - Vậy nFeS = nFe(NO 3 ) 3 = 0,05 mol m dd ban đầu = 29g ; m dd sau kết tinh là 29 8,08 = 20,92g. -Khối lợngFe(NO 3 ) 3 còn lại trong dung dịch: 267, 100 34,7)(20,92 = ì g nFe(NO 3 ) 3 còn lại trong dung dịch : 242 267, = 0,03 mol Vậy n muối rắn kết tinh 0,05 - 0,03 = 0,02 mol Gọi công thức muối Fe(NO 3 ) 3 .nH 2 O M muối rắn kết tinh = 8,08 : 0,02 = 404 n = 9. Công thức muối rắn là Fe(NO 3 ) 3 .9H 2 O. 0.5 0,5 0.5 0,5 0,5 0,5 Cõu 6 1- Tớnh nng dd H 2 SO 4 : (3,0 im) - Mi phng trỡnh phn ng vit ỳng cho 0,25 im ( tng: 1,5 im) - Tớnh ra nng axit cho 2,0 im, ra kt qu cui cựng lý lun cht ch mi cho im ti a Số mol hỗn hợp khí C: mol6,0 4,22 44,13 = ;trong đó 1 khí có số mol mol4.0 4,22 96,8 = Đặt khối lợng mol 2 khí là M x và M y ( M x > M y ) Giả sử 0,2M x + 0,4M y = 0,6. 2. 27,42 M x = 1,7534.M y Giải đợc: M y = 43,83 ; M x = 76,86 . Không phù hợp Vậy: 904,322,04,0 =+ MyMx (*) MyMx .7534,1= (**) Giải đợc M x = 64 ; M y = 36,5 => 2 khí là SO 2 và HCl. Các phơng trình phản ứng: RCl + H 2 SO 4 0 t RHSO 4 + HCl (1) M + 2H 2 SO 4 0 t MSO 4 + SO 2 + 2H 2 O (2) Dung dịch B: RHSO 4 ; MSO 4 ; H 2 SO 4 d Khi cho dd Ba(OH) 2 vào có các phản ứng: Ba(OH) 2 + RHSO 4 BaSO 4 + ROH + H 2 O (3) Ba(OH) 2 + MSO 4 BaSO 4 + M(OH) 2 (4) Ba(OH) 2 + H 2 SO 4 BaSO 4 + 2H 2 O (5) M(OH) 2 0 t MO + H 2 O (6) Theo (1); (2) số mol H 2 SO 4 tham gia p: 0,8 + 0,2 = 1,0 (mol) Theo (5) Số mol H 2 SO 4 d: 0,4.2 - 0,2 - 0,4 = 0,2 (mol) Tổng số mol H 2 SO 4 = 1,2 mol => nồng độ dd H 2 SO 4 là 3 4,0 2,1 = (M) 2- Xác định kim loại và muối: (1,0 điểm) Theo (2) và (4) số mol M(OH) 2 = 0,4 mol => 0,4(M + 34) = 209,6 - 0,8.233 =23,2 => M = 24 vậy kim loại là Mg. Theo đầu bài : 0,4.24 + 0,2(R + 35,5) = 24,5 => R = 39 vậy kim loại kiềm là K muối là KCl. . ti a Số mol hỗn hợp khí C: mol6,0 4, 22 44 ,13 = ;trong đó 1 khí có số mol mol4.0 4, 22 96 ,8 = Đặt khối lợng mol 2 khí là M x và M y ( M x > M y ) Giả sử 0,2M x + 0,4M y = 0,6. 2. 27 ,42 . (5) Số mol H 2 SO 4 d: 0 ,4. 2 - 0,2 - 0 ,4 = 0,2 (mol) Tổng số mol H 2 SO 4 = 1,2 mol => nồng độ dd H 2 SO 4 là 3 4, 0 2,1 = (M) 2- Xác định kim loại và muối: (1,0 điểm) Theo (2) và (4) số. lại Cu, số mol Cu = 8 ,96 : 64 = 0, 14 mol. Theo (4) số mol Cu = số mol H 2 = 0, 14 mol Thực tế chỉ có 0,12 mol H 2 tham gia phản ứng -Vậy H 2 phản ứng hết, CuO còn lại cha phản ứng hết. -Số gam