Đề thi học sinh giỏi Hóa học 9 chọn lọc số 49

UBND HUYỆN LẠNG GIANG PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN Năm học 2013 – 2014 Môn thi: Hóa học 9 Thời gian làm bài: 150 phút Câu I. (4 điểm) 1) Hoàn thành sơ đồ dãy biến hóa sau : Cu (1)  → CuSO 4 (2) → CuCl 2 (3)  → Cu(NO 3 ) 2 (4)  → Fe(NO 3 ) 2 (5)  → Fe(OH) 2 (6)  → Fe 2 O 3 (7) . Al(OH) 3 (10) ¬  NaAlO 2 (9) ¬  Al (8) ¬  Al 2 O 3 2) Chỉ được dùng thêm phenolphtalein, hãy trình bày phương pháp hóa học để phân biệt 5 dung dịch sau, mỗi dung dịch được đựng trong một lọ riêng mất nhãn: NaOH, HCl, H 2 SO 4 , BaCl 2 , Na 2 SO 4 . Viết các phương trình hóa học minh họa. Dấu hiệu tỏa nhiệt trong phản ứng trung hòa không được coi là dấu hiệu nhận biết. Câu II . (4 điểm) 1) Cho 2,89 gam bột hỗn hợp X gồm các kim loại Cu, Mg, Al, Zn, tác dụng hoàn toàn với oxi dư thu được hỗn hợp rắn Y có khối lượng 4,97 gam. Tính thể tích dung dịch HCl 2M (tối thiểu) cần dùng để hoà tan hoàn toàn Y. 2) Cho 35,7 gam hỗn hợp X gồm Cu, Fe, Al tác dụng vừa đủ với 21,84 lít khí Cl 2 (đktc) thu được hỗn hợp muối Y. Mặt khác, cho 0,375 mol hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HCl dư thì thu được 0,3 mol H 2 (đktc). a. Tính thành phần phần trăm theo khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp X. b. Hòa tan hết Y vào nước được dung dịch Z, cho m gam Fe vào dung dịch Z. Tìm giá trị của m để dung dịch thu được chứa 2 muối. Câu III. (3 điểm) 1) Hãy trình bày phương pháp hóa học để tách từng chất ra khỏi hỗn hợp gồm BaCO 3 , CuO NaCl, CaCl 2 sao cho khối lượng không thay đổi. 2) Dẫn V lít khí cacbonđioxit (đo ở đktc) vào 200 ml dung dịch canxi hiđroxit nồng độ mol là 0,15 M thu được 1,2 gam kết tủa trắng. Tính giá trị của V ? Câu IV. (5 điểm) 1) Hòa tan hoàn toàn 15,6 gam kim loại R trong 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm HCl 1M và H 2 SO 4 0,5 M. Sau khi phản ứng xong thu được dung dịch X và 4,48 lít khí (đktc). a) Xác định tên của kim loại R? b) Cô cạn dung dịch X thu được bao nhiêu gam chất rắn khan? 2) Hòa tan 5,33 gam hỗn hợp 2 muối RCl n và BaCl 2 vào nước được 200 gam dung dịch X. Chia X thành 2 phần bằng nhau: - Phần 1: Cho tác dụng với 100 g dung dịch AgNO 3 8,5% thu được 5,74 g kết tủa X 1 và dung dịch X 2 . - Phần 2: Cho tác dụng với dung dịch H 2 SO 4 loãng, dư thu được 1,165 gam kết tủa X 3 . a. Xác định tên kim loại R và công thức hóa học RCl n . b. Tính nồng độ % các chất trong dung dịch X 2 . Câu V .(4 điểm) 1) Hòa tan hoàn toàn 49,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 bằng H 2 SO 4 đặc, nóng thu được dung dịch Y và 8,96 lít khí SO 2 (đktc). a) Viết các phương trình phản ứng xảy ra? Tính phần trăm khối lượng oxi trong hỗn hợp X. b) Tính khối lượng muối trong dung dịch Y. c) Nếu cho hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HNO 3 loãng dư thì thu được bao nhiêu lít NO duy nhất (đktc)? 2) Hỗn hợp M gồm 3 kim loại A,B,C trộn với nhau theo tỉ lệ số mol là 4 : 3 : 2. Lấy 4,92 gam hỗn hợp M hòa tan hoàn toàn trong HCl dư thu được 3,024 lít H 2 (đktc). Biết rằng tỉ lệ khối lượng mol nguyên tử A:B:C=3:5:7 và khi các kim loại tác dụng với axit đều tạo ra muối của các kim loại hóa trị II .Hãy xác định A,B,C ? ChoNa=23;Cu=64;Fe=56;S=32;K=39;Mg=24;Ca=40;Al=27 Hết ĐỀ THI CHÍNH THỨC UBND HUYỆN LẠNG GIANG PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM THI CHỌN HSG NĂM HỌC 2013 – 2014 MÔN: HÓA HỌC 9 Câu Nội dung điểm 1 1.Viết đúng mỗi PTHH được 0,25 điểm 1.Cu+2H 2 SO 4 0 t → CuSO 4 +SO 2 +2H 2 O 2. CuSO 4 +BaCl 2 → CuCl 2 +BaSO 4 3.CuCl 2 +2AgNO 3 → Cu(NO 3 ) 2 +2AgCl 4.Cu(NO 3 ) 2 +Fe → Cu+Fe(NO 3 ) 2 5.Fe(NO 3 ) 2 +2NaOH → Fe(OH) 2 +2NaNO 3 6.4Fe(OH) 2 +O 2 0 t → Fe 2 O 3 +4H 2 O 7.Fe 2 O 3 +2Al 0 t → 2Fe+Al 2 O 3 8.2Al 2 O 3 dpnc Criolit− → 4Al+3O 2 9.2Al+2NaOH+2H 2 O → 2NaAlO 2 +3H 2 10.NaAlO 2 +CO 2 +2H 2 O → Al(OH) 3 +NaHCO 3 Nếu viết sai thì không cho điểm ,thiếu điều kiện phản ứng trừ một nửa số điểm của PT. 2. Cho dung dịch phenolphtalein vào các mẫu. - Nhận biết được dung dịch NaOH ( có màu hồng) - Các dung dịch còn lại không màu. Lấy các dung dịch có pha phenolphtalein này làm mẫu thử. Cho từ từ dd NaOH vào các mẫu ở trên. - Hai mẫu nào chuyển ngay sang màu hồng là các muối (có pha phenolphtalein.) BaCl 2 , Na 2 SO 4 - Hai mẫu còn lại, 1 thời gian sau mới chuyển sang màu hồng (sau khi xảy ra pư trung hòa) là các axit HCl, H 2 SO 4 Cho lần lượt 2 mẫu muối tác dụng lần lượt với 2 mẫu axit. Cặp nào xuất hiện kết tủa thì muối là BaCl 2 và axit là H 2 SO 4 Muối còn lại là Na 2 SO 4 , axit còn lại là HCl. Các PTHH: NaOH + HCl → NaCl + H 2 O 2NaOH + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + 2H 2 O BaCl 2 + H 2 SO 4 → BaSO 4 + 2HCl 2,5đ 1,5đ 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 2 1. Viết được 8 PTHH Khi cho hỗn hợp X tác dụng hoàn toàn với oxi xảy ra các phản ứng oxi hóa kim loại . PTHH: 2Mg+O 2 0 t → 2MgO (1) 4Al+3O 2 0 t → 2Al 2 O 3 (2) 2Zn+O 2 0 t → 2ZnO (3) 2Cu+O 2 0 t → 2CuO (4) Hỗn hợp Y gồm MgO;Al 2 O 3 ;ZnO;CuO.Hòa tan Y trong dung dịch HCl có : PHHH: MgO+ 2HCl → MgCl 2 +H 2 O (5) Al 2 O 3 + 6HCl → 2AlCl 3 +3H 2 O (6) ZnO+ 2HCl → ZnCl 2 +H 2 O (7) CuO+ 2HCl → CuCl 2 +H 2 O (8) Nhận xét và tính đúng HCl n = 2 4 O n = 4,97 2,89 4. 32 − =0,26(mol) 1đ 0,5 0,5 ddHCl V = 0,26 2 =0,13(l)=130 ml 2 . 2 21,84 0,975 22,4 Cl n mol= = Các PTHH Cu + Cl 2 → CuCl 2 2Fe + 3Cl 2 → 2FeCl 3 2Al + 3Cl 2 → 2AlCl 3 Fe + 2HCl → FeCl 2 + H 2 2Al + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2 Gọi số mol các kim loại trong 35,7g hỗn hợp là x, y, z mol Vậy số mol các kim loại trong 0,375 mol hỗn hợp là ax, ay, az mol Ta có các PT: 64x + 56y + 27z = 35.7 x + 1,5y + 1,5z = 0.975 a(x+y+z) = 0.375 a(y+ 1.5z) = 0.3 Từ đó tìm được x= 0,3; y = 0,15; z = 0,3 0,3.64 % .100% 53,78% 35,7 Cu = = 0,15.56 % .100% 23,53% 35,7 Fe = = % 22,69%Al = Cho Fe vào dung dịch Y 2Fe + FeCl 3 → 3FeCl 2 Fe + CuCl 2 → FeCl 2 + Cu Vì dung dịch chứa 2 muối vậy FeCl 3 và CuCl 2 hết 3 2 2 2.0,15 0,3 0,6 Fe FeCl CuCl n n n mol= + = + = . Vậy m= 0,6.56 = 33,6(g) 3đ 0,75 0,5 0,75 0,5 0,5 3 1. Hòa tan các chất vào trong nước, thu được chất rắn (BaCO 3 , CuO) và dung dịch (CaCl 2 và NaCl) - Cho hỗn hợp chất rắn BaCO 3 , CuO vào nước, sục CO 2 vào tới dư: BaCO 3 + CO 2 + H 2 O → Ba(HCO 3 ) 2 . Lọc kết tủa ta thu được CuO. Lấy dung dịch nước lọc đem cô cạn thu được BaCO 3 Ba(HCO 3 ) 2 → to BaCO 3 + CO 2 + H 2 O - Cho (NH 4 ) 2 CO 3 vào dung dịch vừa thu được cho đến khi lượng kết tủa không tăng nữa, lọc kết tủa thu được CaCO 3 . (NH 4 ) 2 CO 3 + CaCl 2 → CaCO 3 + 2NH 4 Cl -Hòa tan CaCO 3 trong dung dịch HCl: CaCO 3 + 2HCl → CaCl 2 + CO 2 + H 2 O Cô cạn dung dịch ta thu được CaCl 2 . - Lấy nước lọc có chứa NaCl, NH 4 Cl, (NH 4 ) 2 CO 3 (dư) ở trên, Cho HCl vào đến khi không còn khí thoát ra: (NH 4 ) 2 CO 3 + 2 HCl → 2 NH 4 Cl + CO 2 + H 2 O Cô cạn dung dịch, nung ở nhiệt độ cao thu được NaCl NH 4 Cl → to NH 3 ↑ + HCl↑ 2. n Ca(OH)2 =0,2.0,15=0,03(mol) 2đ 0,25 0,25 0,25 0,25 0.25 0,25 0,25 0,25 1đ n CaCO3 = 1,2 100 =0,012(mol) Vì n Ca(OH)2 ≠ n CaCO3 .Có 2 trường hợp : TH 1 .Ca(OH) 2 dư .Tính CO 2 theo kết tủa. PTHH: CO 2 +Ca(OH) 2 → CaCO 3 +H 2 O (1) n CO2 =n CaCO3 =0,012(mol) V=0,012.22,4=0,2688(l) TH 2 : Kết tủa tan một phần . PTHH CO 2 +Ca(OH) 2 → CaCO 3 +H 2 O (2) CO 2 +CaCO 3 +H 2 O → Ca(HCO 3 ) 2 (3) Theo PT(2) và (3) n CO2 = 0,03+(0,03-0,012)=0,048 (mol) V=0,048.22,4=1,0752(l) 0,5 0,5 4 1. Gọi kim loại là R( hóa trị n,n nguyên dương ) HCl n =0,1.1=0,1(mol) 2 4 H SO n =0,1.0,5=0,05(mol) 2 H n = 4,48 22,4 =0,2 (mol) PTHH: 2R+2nHCl → 2RCl n +H 2 (1) 2R+ nH 2 SO 4 → R 2 (SO 4 ) n +nH 2 (2) Theo PT(1): 2 H n = 1 2 HCl n + 2 4 H SO n = 0.1 2 +0,05=0,1 < 0,2. Nên R dư sau phản ứng (1,2) và tác dụng với nước có trong dung dịch cũng giải phóng H 2 . PTHH: 2R+2nH 2 O → 2R(OH) n + n H 2 (3) Ở PT(2) 2 H n = 0,2-0,1=0,1(mol) TheoPT(1) và (2) và (3): R n = 0,1 n + 2.0,05 n + 0,1.2 n = 0,4 n (mol) R= 15,6 0,4 / n =39n .Cặp nghiệm phù hợp n=1,R=39 (Kali-K) BTKL: KCl m + KOH m + 2 4 K SO m = K m + ( )Cl m + ( )OH m + 4 ( )SO m =15,6+0,1.35,5+0,2.17+0,05.96=27,35(g) Vậy khi cô cạn dd thu được 27,35 gam chất rắn. 2. a. Gọi a,b là số mol của RCl n và BaCl 2 có trong 2,665 gam mỗi phần Phần 1: RCl n + n AgNO 3 → R(NO 3 ) n + n AgCl (1) a an a an (mol) BaCl 2 + 2 AgNO 3 → Ba(NO 3 ) 2 + 2 AgCl (2) b 2b b 2b (mol) n AgCl = 5,143 74,5 = 0,04 mol  an + 2b = 0,04 Phần 2: BaCl 2 + H 2 SO 4 → BaSO 4 + 2 HCl (3) b b mol 2RCl n + nH 2 SO 4 → R 2 (SO 4 ) n + 2nHCl (4) Từ phản ứng(3) cứ 1 mol BaCl 2 chuyển thành 1 mol BaSO 4 khối lượng muối tăng 25 gam. Từ phản ứng (4) cứ 2 mol RCl n chuyển thành 1 mol R 2 (SO 4 ) khối lượng tăng 12,5 n gam. Nhưng khối lượng X 3 < m hỗn hợp muối ban đầu. Chứng tỏ (4) không xảy ra. → X 3 là BaSO 4 2 đ 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 3đ 0,25 0,25 0,25 0,5 Số mol BaSO 4 = 233 165,1 = 0,005 mol  b = 0,005  an = 0,03. m hh = a(M R + 35,5n) + 0,005. 208 = 2,665  aM R = 0,56 aM R / an = 0,56 / 0,03  M R = n 3 56 n 1 2 3 M R 18,7 37,3 56(Fe) Vậy R là kim loại sắt Fe. Công thức hóa học của muối: FeCl 3 b. số mol AgNO 3 phản ứng theo PTHH (1), (2)=. 0,04 mol số mol AgNO 3 dư = 0,05 - 0,04 = 0,01 mol Dung dịch X 2 gồm: Fe(NO 3 ) 3 ( 0,01 mol)  m Fe(NO 3 ) 3 = 0,01. 142 = 1,42 g Ba(NO 3 ) 2 ( 0,005 mol)  m Ba(NO 3 ) 2 = 0,005. 261=1,305 g AgNO 3 dư (0,01 mol)  m AgNO 3 = 0,01 . 170 = 1,7 g m dd = 2 200 + 100 - 5,74 =194,26 g C% Fe(NO 3 ) 3 = %100. 26,194 42,1 = 0,73% C% Ba(NO 3 ) 2 = %100. 26,194 305,1 = 0,671% C% AgNO 3 = %875,0%100. 26,194 7,1 = 0,5 0,25 0,25 0,25 0,5 5 1. Viết 4 PTHH : 2Fe+ 6H 2 SO 4 (đặc) 0 t → Fe 2 (SO 4 ) 3 +3SO 2 +6H 2 O 2FeO+4 H 2 SO 4 (đặc) 0 t → Fe 2 (SO 4 ) 3 +SO 2 +4H 2 O 2Fe 3 O 4 +10H 2 SO 4 (đặc) 0 t → 3Fe 2 (SO 4 ) 3 +SO 2 +10H 2 O Fe 2 O 3 +3H 2 SO 4 (đặc) 0 t → Fe 2 (SO 4 ) 3 +3H 2 O Coi 49,6 g gồm x mol Fe và y mol O ta có 56x+16y=49,6 (g) Bảo toàn mol oxi ta có y+ 4( 3 2 x+0,4)=12. 2 x +0,4.2+ 3 2 x+0,4 Tìm được x=0,7;y=0,65 %(m) O= 0.65.16 49,6 .100%=20,97% Khối lượng muối : Fe 2 (SO 4 ) 3 là : 0,7 2 .400=140(g) c/ Gọi mol NO là x .Bảo toàn Nitơ tìm mol HNO 3 là x+0,7.3=x+2,1. hh: Fe có 0,7 mol + HNO 3 → Fe(NO 3 ) 3 : 0,7 mol O có 0,65 mol x+2,1 mol NO : x mol H2O : 2,1 2 x + mol Bảo toàn oxi : 0,65+3(x+2,1)=0,7.9+x+ 2,1 2 x + .1; x=4/15 . Thể tích NO là : 4/15.22,4=5,973(lít) 2. Viết PTHH: R+2HCl → RCl 2 +H 2 3đ 1 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,25 0,25 1đ 0,25 Gọi mol của 3kim loại A,B,C lần lượt là 4x;3x;2x .Ta có 2 H n =4x+3x+2x= 3,024 22,4 ; Tìm được x=0,015. Mà A:B:C=3:5:7 nên có 3 5 B.0.015.4+B.0,015.3+ 7 5 .B.0.015.2=4,29 A=24; B=40;C=56.Đó là 3 kim loại Mg; Ca;Fe 0,25 0,25 0,25 Nếu học sinh làm theo cách khác mà lập luận chặt chẽ vẫn cho điểm tối đa. . DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN Năm học 2013 – 2014 Môn thi: Hóa học 9 Thời gian làm bài: 150 phút Câu I. (4 điểm) 1) Hoàn thành sơ đồ dãy biến hóa sau : Cu (1) . Fe 2 (SO 4 ) 3 +3H 2 O Coi 49, 6 g gồm x mol Fe và y mol O ta có 56x+16y= 49, 6 (g) Bảo toàn mol oxi ta có y+ 4( 3 2 x+0,4)=12. 2 x +0,4.2+ 3 2 x+0,4 Tìm được x=0,7;y=0,65 %(m) O= 0.65.16 49, 6 .100%=20 ,97 % Khối. CHÍNH THỨC UBND HUYỆN LẠNG GIANG PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM THI CHỌN HSG NĂM HỌC 2013 – 2014 MÔN: HÓA HỌC 9 Câu Nội dung điểm 1 1.Viết đúng mỗi PTHH được 0,25 điểm 1.Cu+2H 2 SO 4