ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 – MÔN: HÓA HỌC Năm học 2012 – 2013 Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) (Đề thi gồm 02 trang) Câu I: (4 điểm) 1. Viết phương trình phản ứng xảy ra (nếu có) khi cho axit sunfuric đặc, nóng tác dụng lần lượt với các mẫu chất sau: Na 2 O, BaO, FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , Fe(OH) 2 , Fe(OH) 3 , FeSO 4 , CuO, CuSO 4 . 2. Chỉ dùng một dung dịch chứa một chất tan để nhận biết các dung dịch muối đựng trong các lọ riêng biệt sau (không trình bày bằng cách viết sơ đồ, viết rõ các phương trình phản ứng xảy ra): nhôm nitrat, amoni sunfat, natri nitrat, amoni nitrat, magie clorua, sắt (II) clorua. Câu II: (4 điểm) 1. Có một hỗn hỗn hợp X gồm các muối nitrat của Đồng (II), Sắt (II), Bạc, Magie trong đó nguyên tố nitơ chiếm 12,77% khối lượng. Có thể điều chế được tối đa bao nhiêu gam hỗn hợp kim loại từ 120,6 gam hỗn hợp X nói trên? 2. Viết sơ đồ thể hiện quá trình tiến hành điều chế lấy kim loại đồng, bạc riêng biệt (hàm lượng không đổi) từ hỗn hợp X nói trên? Câu III: (6 điểm) 1. Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 14,4 gam FeS 2 và a mol Cu 2 S bằng một lượng vừa đủ dung dịch axit nitric thu được dung dịch chỉ chứa 2 muối sunfat và giải phóng khí NO là sản phẩm khử duy nhất. Xác định giá trị a? 2. Tổng số hạt proton, nơtron, electron trong hai nguyên tử của hai nguyên tố X và Y là 142, trong đó tổng số hạt mang điện nhiều hơn tổng số hạt không mang điện là 42; số hạt mang điện của nguyên tố Y nhiều hơn của nguyên tố X là 12 còn số hạt không mang điện của nguyên tố Y nhiều gấp rưỡi của nguyên tố X. Hãy xác định tên hai nguyên tố X, Y và cho biết tính chất đặc trưng chung của hai nguyên tố đó? 3. Có hai gốc axit thường gặp là XO 3 = và YO 3 - trong đó nguyên tố X và Y lần lượt chiếm 40% và 22,6% theo khối lượng. Hãy xác định công thức các gốc axit đó và hoàn thành các phương trình phản ứng sau: a) H 2 XO 3 + Cl 2 + … → … + … b) XO 2 + H 2 X →… + … e) Cu(YO 3 ) 2 → … + YO 2 + … f) YO 2 + … + … → HYO 3 c) Na 2 XO 3 + … → NaCl + XO 2 + … d) HYO 3 + Cu → … + YO + … g) HYO 3 + X → H 2 XO 4 + YO 2 + … h) Ba(YO 3 ) 2 + … → HYO 3 + … Câu IV: (2 điểm) Nung 13,4 gam hỗn hợp 2 muối cacbonat của 2 kim loại hóa trị II sau một thời gian thu được 9,88 gam chất rắn và khí X. Cho toàn bộ khí X hấp thụ hết vào 300ml dung dịch NaOH 0,5M. Tính khối lượng muối tạo thành trong dung dịch sau phản ứng? Câu V: (2 điểm) Hỗn hợp A gồm bột nhôm và sắt được chia thành 2 phần bằng nhau: Hòa tan hoàn toàn phần 1 bằng dung dịch H 2 SO 4 loãng dư thu được dung dịch B. Thêm dung dịch NaOH dư vào dung dịch B, lấy toàn bộ kết tủa nung trong không khí ở nhiệt độ cao tới khối lượng không đổi thì thu được 8 gam chất rắn. Cho phần 2 tác dụng với dung dịch NaOH dư thấy thể tích khí thoát ra là 3,36 lít (đktc). Tính % khối lượng của hỗn hợp A. Câu VI: (2 điểm) Lắc kĩ 0,81 gam bột nhôm trong 200ml dung dịch X chứa hỗn hợp muối bạc nitrat và đồng (II) nitrat sau một thời gian thu được chất rắn A và dung dịch B. Cho A tác dụng với dung dịch xút ăn da dư thu được 100,8ml khí hiđro (đktc) và còn lại 6,012 gam hỗn hợp hai kim loại. Cho B tác dụng với dung dịch xút ăn da dư được kết tủa đem nung đến khối lượng không đổi thu được 1,6 gam một oxit. Tính nồng độ mol/lít của dung dịch X ban đầu? - Hết - Chú ý: Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm. BIỂU ĐIỂM CHẤM THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 Năm học 2012 – 2013 Câu I: (4 điểm) Ý 1: Viết đúng mỗi trường hợp x 0,2 điểm = 2 điểm (Viết sai 1 phương trình trừ đi 0,2 điểm) Ý 2: Trình bày đầy đủ cách nhận biết: thuốc thử là dung dịch Ba(OH) 2 : 2 điểm. Gợi ý: - Al(NO 3 ) 3 : tạo kết tủa keo trắng sau đó kết tủa keo trắng tan dần. - (NH 4 ) 2 SO 4 : tạo kết tủa trắng và có khí mùi khai thoát ra. - NaNO 3 : không có hiện tượng gì. - NH 4 NO 3 : có khí mùi khai thoát ra. - MgCl 2 : tạo kết tủa trắng. - FeCl 2 : tạo kết tủa trắng xanh sau đó kết tủa trắng xanh chuyển dần thành kết tủa màu nâu đỏ trong không khí (viết đủ 2 phương trình phản ứng). Câu II: (4 điểm) Ý 1: 2 điểm. Học sinh có thể làm theo các cách khác nhau, kết quả khối lượng hỗn hợp kim loại thu được là 52,4 gam. Gợi ý: m N = 12,77 120,6. 15,4( ) 100 g= => m O = 16.3 15,4. 52,8( ) 14 g= => m 3 kim loại = 120,6 – (15,4 + 52,8) = 52,4 (g) Ý 2: 2 điểm. Gợi ý: - Nhiệt phân X đến khối lượng không đổi thu được hỗn hợp rắn Y gồm CuO, FeO, Ag, MgO. - Nung nóng hỗn hợp rắn Y rồi dẫn khí CO dư đi qua thu được hỗn hợp rắn Z gồm Cu, Fe, Ag, MgO. - Cho Z vào dung dịch HCl dư đến khi phản ứng hoàn toàn, vớt chất rắn không tan rửa sạch, sấy khô thu được hỗn hợp chất rắn T gồm Cu, Ag. - Đốt T trong không khí tới khối lượng không đổi rồi hòa tan sản phẩm vào dung dịch HCl dư thì phần không tan là Ag, dung dịch thu được cho phản ứng với dung dịch NaOH dư, vớt lấy kết tủa nung đến khối lượng không đổi rồi dẫn khí CO dư đi qua thu được chất rắn là Cu. Câu III: (6 điểm) Ý 1: 2 điểm. n 2 FeS = 14,4 0,12( ) 120 mol= Ta có sơ đồ: FeS 2 + Cu 2 S + HNO 3 – → Fe 2 (SO 4 ) 3 + CuSO 4 + NO + H 2 O (mol) 0,12 a → 0,06 2a (theo số mol nguyên tử Fe, Cu) Còn theo số mol nguyên tử lưu huỳnh ở 2 vế ta có: 0,12.2 + a = 0,06.3 + 2a => a = 0,06. Ý 2: 2 điểm. Gọi số proton, nơtron trong nguyên tử X và Y lần lượt là a,b và x,y. Ta có: 2a+ b + 2x + y = 142 a = 20 2a + 2x – (b + y) = 42 => b = 20 => X = a+b = 40 (Canxi) 2x – 2a = 12 x = 26 Y = x+y = 56 (Sắt) y = 1,5b y = 30 (0,5 điểm) (0,5 điểm) (0,5 điểm) Tính chất đặc trưng của 2 nguyên tố đó là tính khử (hoặc tính kim loại). (0,5 điểm) Ý 3: 2 điểm. - Viết biểu thức % khối lượng để xác định được X là lưu huỳnh, Y là nitơ, 2 gốc axit đó là SO 3 = và NO 3 - (tìm ra mỗi gốc được 0,2 điểm) - Thay X và Y vào các phương trình phản ứng, hoàn chỉnh mỗi phương trình được 0,2 điểm, thiếu cân bằng trừ đi một nửa số điểm. Câu IV: (2 điểm) - Viết 2 PTPƯ hoặc 1 PTPƯ tổng quát; 0,3 - m CO2 = 13,4 – 9,88 = 3,52 (gam) => n CO2 = 3,52: 44 = 0,08 (mol) 0,2 - n NaOH = 0,3.0,5 = 0,15 (mol) CO 2 + 2NaOH → Na 2 CO 3 + H 2 O (1) 0,5 (mol): 0,075 0,15 0,075 - sau phản ứng (1): n CO2 = 0,08 – 0,075 = 0,005 (mol) Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O → 2NaHCO 3 (2) 0,5 (mol): 0,005 0,005 0,01 (dư) (hết) - muối tạo thành là NaHCO 3 (0,1 mol) và Na 2 CO 3 (0,075 – 0,005 = 0,07 mol) 0,5 có khối lượng là: 0,01.84 + 0,07.106 = 8,26 gam. Câu V: (2 điểm) Gọi số mol Al, Fe trong mỗi phần lần lượt là x và y. Ở phần 1, các phản ứng xảy ra là: 2Al + 2H 2 SO 4 → Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 (1) Fe + H 2 SO 4 → FeSO 4 + H 2 (2) 2NaOH + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + 2H 2 O (3) Al 2 (SO 4 ) 3 + 6NaOH → 2Al(OH) 3 + 3Na 2 SO 4 (4) Al(OH) 3 + NaOH → NaAlO 2 + 2H 2 O (5) FeSO 4 + 2NaOH → Fe(OH) 2 + Na 2 SO 4 (6) 2Fe(OH) 2 + 1 2 O 2 0 t → Fe 2 O 3 + 2H 2 O (7) Ở phần 2, các phản ứng xảy ra là: Al + NaOH + H 2 O → NaAlO 2 + 3 2 H 2 (8) Từ các phản ứng (2,6,7) ta có số mol Fe 2 O 3 là 0,5y => 160.0,5y = 8 => y = 0,1. Theo phản ứng (8) có n H2 = 1,5x = 3,36 0,15( ) 22,4 mol= => x = 0,1 % khối lượng Al trong hỗn hợp ban đầu là: 0,1.27 .100 32,53(%) 0,1.27 0,1.56 = + % khối lượng Fe trong hỗn hợp ban đầu là 100 – 32,53 = 67,47 (%) - Viết đúng các PTPƯ xảy ra: 1 điểm. - Tính toán đúng: 1 điểm. Câu VI: (2 điểm) Gọi số mol AgNO 3 và CuNO 3 đã tham gia ở phản ứng (1),(2)lần lượt là x và y. Al + 3AgNO 3 → Al(NO 3 ) 3 + 3Ag (1) (mol) x x 2Al + 3Cu(NO 3 ) 2 → 2Al(NO 3 ) 3 + 3Cu (2) 0,5 (mol) y y Chất rắn A là Ag, Cu và Al dư; dung dịch B gồm Al(NO 3 ) 3 và Cu(NO 3 ) 2 dư - Khi cho A vào dung dịch xút ăn da dư thì Al tan hết còn 6,012 gam là hỗn hợp Ag và Cu Al + NaOH + H 2 O → NaAlO 2 + 3 2 H 2 (3) 0,5 Theo (3) n H2 = 0,0045 (mol) => n Al(ở A) = 0,003 (mol) - Khi cho B vào dung dịch xút ăn da dư: Al(NO 3 ) 3 + 3NaOH → Al(OH) 3 + 3NaNO 3 Al(OH) 3 + NaOH → NaAlO 2 + 2H 2 O Cu(NO 3 ) 2 + 2NaOH → Cu(OH) 2 + 2NaNO 3 0,5 Cu(OH) 2 0 t → CuO + H 2 O n CuO = 0,045 0,225( ) 0,2 M= 1,6 0,02( ) 80 mol= => n Cu(NO3)3 dư = 0,02 (mol) Tổng số mol Al ở 3 phản ứng (1,2,3) là 0,03 mol => x + 2y = 0,081 (*) Mặt khác, khối lượng Ag và Cu là: 108x + 64y = 6,012 (**) => x = 0,045; y = 0,018 => Số mol Cu(NO 3 ) 2 ban đầu là 0,018 + 0,02 = 0,038 (mol) 0,5 Vậy nồng độ M của các chất trong dung dịch X là: C M AgNO3 = 0,045 0,225( ) 0,2 M= C M Cu(NO3)2 = 0,038 0,19( ) 0,2 M= - Hết - . ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 – MÔN: HÓA HỌC Năm học 2012 – 2013 Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) (Đề thi gồm 02 trang) Câu I: (4 điểm) 1 mol/lít của dung dịch X ban đầu? - Hết - Chú ý: Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm. BIỂU ĐIỂM CHẤM THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 Năm học 2012 – 2013 Câu I: (4 điểm) Ý 1: Viết đúng mỗi trường. trị a? 2. Tổng số hạt proton, nơtron, electron trong hai nguyên tử của hai nguyên tố X và Y là 142, trong đó tổng số hạt mang điện nhiều hơn tổng số hạt không mang điện là 42; số hạt mang điện