Đề thi học sinh giỏi Hóa học 9 chọn lọc số 50

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BẮC GIANG KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH NĂM HỌC 2010 - 2011 ĐỀ THI MÔN: HOÁ HỌC - LỚP 9 THCS Ngày thi: 02/4/2011 Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu 1: (4,0 điểm) 1. Có bốn chất rắn màu trắng đựng trong bốn lọ riêng biệt mất nhãn là : KNO 3 ; K 2 CO 3 ; KCl; hỗn hợp KCl và K 2 CO 3 . Hãy trình bày phương pháp hóa học để phân biệt bốn chất rắn trên. 2. Cho hai hiđrocacbon A và B đều mạch hở có công thức lần lượt là C n H 2n và C m H 2m (với n và m ≥ 2, nguyên). Khi lấy 12,6 gam hỗn hợp gồm A và B với tỉ lệ mol 1:1: = BA nn thì tác dụng được vừa đủ với 32 gam brom trong dung dịch. Còn khi lấy 16,8 gam hỗn hợp gồm A và B với tỉ lệ khối lượng 1:1: = BA mm thì tác dụng được vừa đủ với 0,6 gam H 2 (Ni, t o ). Xác định công thức phân tử của A và B, biết M A < M B . Câu 2: (4,0 điểm) 1. Xác định công thức phân tử và viết công thức cấu tạo các hợp chất hữu cơ mạch hở (chứa cacbon, hiđro, oxi) có tỉ khối hơi so với hiđro bằng 30. Trong số các chất đó, những chất nào tác dụng được với Na, với dung dịch NaHCO 3 , với dung dịch NaOH. Viết các phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra. 2. Chia 78,4 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe 2 O 3 thành hai phần thật đều nhau. Cho phần thứ nhất tác dụng hết với dung dịch HCl dư, thu được 77,7 gam muối khan. Phần thứ hai tác dụng vừa hết với 500 ml dung dịch Y gồm hỗn hợp HCl, H 2 SO 4 loãng, thu được 83,95 gam muối khan. a. Xác định % khối lượng của mỗi chất trong X. b. Tính nồng độ mol/lit của dung dịch Y. Câu 3: (4,0 điểm) 1. Cho V lít CO 2 (đktc) hấp thụ hoàn toàn vào 200 ml dung dịch hỗn hợp KOH 1M và Ba(OH) 2 1,5M thu được 47,28 gam kết tủa. Tìm V? 2. Đốt cháy hoàn toàn 3,18 gam hỗn hợp X gồm C x H y COOH, C x H y COOC 2 H 5 và C 2 H 5 OH thu được 3,36 lít khí CO 2 (đktc) và 2,34 gam H 2 O. Mặt khác, cho 3,18 gam hỗn hợp X phản ứng vừa đủ với 30 ml NaOH 1M thu được 1,38 gam C 2 H 5 OH. Xác định công thức cấu tạo của C x H y COOH. Câu 4: (4,0 điểm) Cho V lít khí CO (đktc) đi qua ống sứ chứa 3,48 gam oxit kim loại nung nóng đến phản ứng hoàn toàn thu được m gam kim loại và hỗn hợp khí có tỉ khối so với H 2 bằng 20. Dẫn toàn bộ lượng khí này vào bình chứa 500 ml dung dịch Ba(OH) 2 0,08M, sau phản ứng thu được 3,94 gam kết tủa và dung dịch A. Lọc tách kết tủa rồi cho dung dịch nước vôi trong dư vào dung dịch A ta thu được p gam kết tủa. Cho toàn bộ lượng kim loại thu được ở trên vào bình chứa dung dịch HCl dư, phản ứng kết thúc thu được 1,008 lít H 2 (đktc). Viết các phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra. Tính V, m, p và xác định công thức của oxit kim loại trên. Câu 5: (4,0 điểm) 1. Từ KMnO 4 , NH 4 HCO 3 , Fe, MnO 2 , NaHSO 3 , FeS và các dung dịch Ba(OH) 2 , dung dịch HCl đặc, có thể điều chế được những khí gì? Viết phương trình hoá học điều chế các khí đó. 2. Hỗn hợp khí A gồm ba hidrocacbon X, Y, Z. Hỗn hợp khí B gồm O 2 và O 3 . Trộn A với B theo tỉ lệ thể tích V A : V B = 1,5 : 3,2 rồi đốt cháy hoàn toàn thì chỉ thu được khí CO 2 và hơi nước có tỉ lệ thể tích 2 CO V : V 1,3:1,2= 2 h¬i H O . Cho 1,5 lít A đi qua bình 1 đựng lượng dư AgNO 3 /NH 3 , bình 2 đựng dung dịch Br 2 dư. Sau thí nghiệm thấy có 0,4 lít khí thoát ra, bình 1 xuất hiện 6,4286 gam bạc axetilua ( AgC CAg≡ ), bình 2 dung dịch bị nhạt màu. Biết tỉ khối của B so với H 2 là 19. Xác định công thức phân tử của X, Y, Z (Các thể tích khí đo ở đktc). HÕt Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm, học sinh được sử dụng bảng hệ thống tuần hoàn Họ và tên thí sinh: Số báo danh: SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BẮC GIANG HƯỚNG DẪN CHẤM THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤPTỈNH NĂM HỌC 2010 - 2011 MÔN THI : HOÁ HỌC - LỚP 9 – THCS ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ CHÍNH THỨC Ngày thi: 02/04/2011 Thang điểm 20/20 - Số trang 05 Câu Nội dung Điểm Câu 1: (4,0 điểm) 1. Dùng thuốc thử là dung dịch HNO 3 loãng, dư cho tác dụng với từng mẫu thử: - Chất rắn hòa tan hoàn toàn, có bọt khí bay ra là K 2 CO 3 hoặc hỗn hợp KCl và K 2 CO 3 . K 2 CO 3 + 2HNO 3 → 2KNO 3 + H 2 O + CO 2 . Lấy dung dịch thu được trong mỗi trường hợp đem thử với dung dịch AgNO 3 : + Nếu tạo kết tủa trắng thì chất rắn ban đầu là hỗn hợp KCl và K 2 CO 3 . + Nếu không tạo kết tủa trắng thì chất rắn ban đầu là K 2 CO 3 . KCl + AgNO 3 → AgCl + KNO 3 . (0,5đ) - Hai chất rắn chỉ tan hết trong dung dịch HNO 3 loãng, không thoát khí là KCl, KNO 3 . Thử dung dịch thu được với dung dịch AgNO 3 : + Nếu tạo kết tủa trắng thì chất rắn ban đầu là NaCl. + Nếu không tạo kết tủa trắng thì chất rắn ban đầu là NaNO 3 . 2. - Xét 12,6 gam hỗn hợp với A B n n x mol= = PTHH: C n H 2n + Br 2 → C n H 2n Br 2 (1) mol: x → x C m H 2m + Br 2 → C m H 2m Br 2 (2) mol: x → x theo (1), (2): 2 32 0,2 0,1 160 Br n x x mol x= + = = ⇒ = 14 .0,1 14 .0,1 12,6 9(*) n m n m ⇒ + = ⇒ + = - Xét 16,8 gam hỗn hợp với 16,8 8,4 2 A B m m gam= = = Ta có: 8,4 0,6 8,4 0,6 ; 14 14 A B n mol n mol n n m m = = = = PTHH: C n H 2n + H 2 , o Ni t → C n H 2n+2 (3) C m H 2m + H 2 , o Ni t → C m H 2m+2 (4) Theo (3), (4): 2 0,6 0,3 2 H A B n n n mol= + = = 0,6 0,6 0,3 2( ) . . 18 (**) n m n m n m n m ⇒ + = ⇒ + = ⇒ = Từ (*), (**) ta có: n(9-n) = 18 ⇒ n 2 -9n + 18=0 ⇒ 6 9 6 3 3 9 3 6 n m n m = ⇒ = − =   = ⇒ = − =  A B (lo¹i v × M < M ) (tháa m·n) Vậy CTPT của A là C 3 H 6 và của B là C 6 H 12 . 1,0 1,0 0,75 0,75 0,5 Câu 2: (4,0 1. Đặt công thức của hợp chất hữu cơ là: C x H y O z (x, y, z ∈ N * , y ≤ 2x+2) Ta có: 12x + y + 16Z = 30.2=60 điểm) ⇒ 16z<60 ⇒ z<3,75 - Xét z = 1: 12x+y=60-16=44 ⇒ 3 8 x y =   =  (tháa m·n) ⇒ CTPT là C 3 H 8 O có CTCT: CH 3 -CH 2 -CH 2 -OH; CH 3 -CH(OH)-CH 3 ; CH 3 -CH 2 - O-CH 3 - Xét z = 2: 12x + y = 60- 16.2= 28 ⇒ 2 4 x y =   =  (tháa m·n) ⇒ CTPT là C 2 H 4 O 2 có CTCT mạch hở: CH 3 COOH; HCOOCH 3 ; HOCH 2 -CH=O - Xét z = 3: 12x + y = 60-16.3=12 ⇒ vô lí (loại) - Các chất tác dụng được với Na là: 2CH 3 -CH 2 -CH 2 -OH + 2Na → 2CH 3 -CH 2 -CH 2 -ONa + H 2 2CH 3 -CH(OH)-CH 3 + 2Na → 2CH 3 -CH(ONa)-CH 3 + H 2 2CH 3 COOH + 2Na → 2CH 3 COONa + H 2 2HOCH 2 -CH=O + 2Na → 2NaOCH 2 -CH=O + H 2 - Các chất tác dụng được với dung dịch NaOH là: CH 3 COOH + NaOH → CH 3 COONa + H 2 O HCOOCH 3 + NaOH → HCOONa + CH 3 OH - Các chất tác dụng được với dung dịch NaHCO 3 là: CH 3 COOH + NaHCO 3 → CH 3 COONa + CO 2 + H 2 O 2. a. PTHH: FeO + 2HCl → FeCl 2 + H 2 O (1) Fe 2 O 3 + 6HCl → 2FeCl 3 + 3H 2 O (2) FeO + H 2 SO 4 → FeSO 4 + H 2 O (3) Fe 2 O 3 + 3H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 O (4) Gọi trong mỗi phần có: x mol FeO và y mol Fe 2 O 3 78,4 72 160 39,2 (*) 2 ⇒ + = =x y Phần 1: Theo (1): 2 FeCl FeO n n x mol= = Theo (2): 3 2 3 2 2 FeCl Fe O n n y mol= = Ta có: 2 3 77,7 127 162,5.2 77,7 127 325 77,7 (**) FeCl FeCl m m m gam x y x y = + = ⇒ + = ⇒ + = muèi khan Từ (*) và (**) 0,1 0,2 x y =  ⇒  =  0,1.72 % .100% 18,37% 81,63% 39,2 FeO m⇒ = = = 2 3 Fe O vµ %m c. Phần 2: Gọi trong 500ml dd Y có: a mol HCl và b mol H 2 SO 4 Theo (1), (2), (3) và (4): 2 2 4 0,5 0,5 ( ) H O HCl H SO n n n a b mol= + = + Bảo toàn nguyên tố oxi: 2 2 3 3 0,1 3.0,2 0,7 H O FeO Fe O n n n mol= + = + = ⇒ 0,5a + b = 0,7 (I) Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: 2 4 2 39,2 36,5 98 83,95 18.0,7 36,5 98 57,35 (II) HCl H SO H O m m m m m a b a b + + = + ⇒ + + = + ⇒ + = phÇn2 muèi khan 0,5 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,25 0,25 Từ (I) và (II) 0,9 0,25 a b =  ⇒  =  2 4 0,9 0,25 ( ) 1,8 ; ( ) 0,5 0,5 0,5 M M C HCl M C H SO M⇒ = = = = 0,25 Câu 3: (4,0 điểm) 1. Thứ tự xảy ra phản ứng khi hấp thụ khí CO 2 vào dung dịch hỗn hợp gồm KOH và Ba(OH) 2 là CO 2 + Ba(OH) 2 → BaCO 3 + H 2 O (1) CO 2 + 2KOH → K 2 CO 3 + H 2 O (2) CO 2 + K 2 CO 3 + H 2 O → 2KHCO 3 (3) CO 2 + BaCO 3 + H 2 O → Ba(HCO 3 ) 2 (4) Ta có: 2 3 2 ( ) ( ) 0,2 ; 1,5.0,2 0,3 47,28 0,24 0,3 197 KOH Ba OH BaCO Ba OH n mol n mol n mol n mol = = = = = < = ⇒ Xảy ra hai trường hợp - TH1: Ba(OH) 2 dư khi đó các phản ứng (2), (3), (4) không xảy ra. Theo (1): 2 3 0,24 0,24.22,4 5,376 CO BaCO n n mol V lit= = ⇒ = = - TH2: Có xảy ra các phản ứng (2), (3), (4). Theo (1): 2 3 2 (1) (1) ( ) 0,3 CO BaCO Ba OH n n n mol= = = ⇒ 3 3 3 0,3 0,24 0,06 BaCO BaCO BaCO n n n mol= − = − = ph¶n øngë(4) thu ® îcë(1) thu ® îc Theo (2): 2 2 3 (2) 1 0,1 2 CO K CO KOH n n n mol= = = Theo (3): 2 2 3 (3) 0,1 CO K CO n n mol= = Theo (4): 2 3 (4) 0,06 CO BaCO n n mol= = ph¶n øng ë (4) 2 0,3 0,1 0,1 0,06 0,56 0,56.22,4 12,544 CO n mol V lit ⇒ = + + + = ⇒ = = ∑ 2. Ta có: 2 ( ) 3,36 0,15 0,15 22,4 CO C trong X n mol n mol= = ⇒ = 2 ( ) 2,34 0,13 0,26 18 H O H trong X n mol n mol= = ⇒ = Áp dụng ĐLBTKL: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 1,12 3,18 0,15.12 0,26 1,12 0,07 16 X C X H X O X O X O X m m m m m gam n mol = + + ⇒ = − − = ⇒ = = Gọi trong 3,18 gam hỗn hợp X gồm: a mol C x H y COOH; b mol C x H y COOC 2 H 5 ; c mol C 2 H 5 OH Bảo toàn nguyên tố oxi có: 2a + 2b + c =0,07 (*) Cho hỗn hợp X tác dụng với dung dịch NaOH: C x H y COOH + NaOH → C x H y COONa + H 2 O (1) mol: a a C x H y COOC 2 H 5 + NaOH → C x H y COONa + C 2 H 5 OH (2) mol: b b b Theo (1), (2): n NaOH = a + b=0,03 mol (**) 2 5 1,38 0,03 (***) 46 C H OH n b c mol= + = = sau ph¶n øng Từ (*), (**) và (***) có: 2 2 0,07 0,01 0,03 0,02 0,03 0,01 a b c a a b b b c c + + = =     + = ⇒ =     + = =   Bảo toàn nguyên tố cacbon: 0,01(x + 1) + 0,02(x + 3) + 0,01.2=0,15 ⇒ x=2 0,5 0,25 0,5 0,75 0,5 0,5 0,25 Bo ton nguyờn t hiro: 0,01(y +1) + 0,02(y + 5) + 0,01.6=0,26 y=3 Vy cụng thc cu to ca C x H y COOH l CH 2 =CH-COOH 0,75 Cõu 4: (2,0 im) - t cụng thc oxit kim loi l M x O y ; cú s mol l a. - 20.2 40M = = hỗn hợp khí CO 2 44 12 40 CO 28 4 2 2 12 1 3 4 3 CO CO CO CO n n n n = = = d d Phng trỡnh hoỏ hc: M x O y + yCO o t xM + yCO 2 (1) mol: a ay ax ay CO 2 + Ba(OH) 2 BaCO 3 + H 2 O (2) CO 2 + BaCO 3 + H 2 O Ba(HCO 3 ) 2 (3) Ba(HCO 3 ) 2 + Ca(OH) 2 BaCO 3 + BaCO 3 + 2H 2 O (4) 2M + 2nHCl 2MCl n + nH 2 (5) mol: ax 0,5nax (Vi n l hoỏ tr ca kim loi M) - Tớnh V: Theo (2): ( ) ( ) ( ) 3 2 2 BaCO 2 CO 2 Ba OH n n n 0,08.0,5 0,04 mol= = = = M 3 BaCO 3,94 n 0,02 197 mol= = thu đ ợc ( ) n 0,04 0,02 0,02 mol = = 3 BaCO phảnứng 3 Theo (3): ( ) ( ) 2 3 CO 3 BaCO n n 0,02 mol= = p 3 2 CO n 0,04 0,02 0,06 mol= + = 2 1 0,06 0,02 3 3 CO CO n n mol = = = d CO 0,06 0,02 0,08 mol n = + = ban đầu V = 1,792 lớt - Tớnh m: ỏp dung LBTKL ta cú: m = 3,48 + 0,06.28 - 0,06.44 = 2,52 gam - Tớnh p: Theo (3), (4): ( ) 3 3 3 2 CaCO BaCO (4) Ba HCO 0,02 moln n n= = = p = 0,02 . 100 + 0,02 . 197 = 5,94 gam - Xỏc nh cụng thc ca oxit kim loi: Theo (5): 2 1,008 0,09 0,5 ax 0,045 ax 22,4 H n n mol n = = = = Mt khỏc: m=axM=2,52 gam 2,52 M= .n=28n 0,09 n=2 v M = 56 (Fe) tho món 0,09 ax 0,045 2 = = Ta li cú 2 0,06 CO n ay mol= = 0,045 3 0,06 4 x y = = Vy cụng thc oxit kim loi l Fe 3 O 4 0,25 1,25 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Cõu 5: (4,0 im) 1. Cỏc khớ cú th iu ch c gm O 2 , NH 3 , H 2 S, Cl 2 , CO 2 , SO 2 , H 2 . Cỏc phng trỡnh hoỏ hc: 2KMnO 4 0 t K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2 2NH 4 HCO 3 + Ba(OH) 2 Ba(HCO 3 ) 2 + 2NH 3 + 2H 2 O Fe + 2HCl FeCl 2 + H 2 0,25 Mi phn ng MnO 2 + 4HCl → MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O FeS + 2HCl → FeCl 2 + H 2 S NH 4 HCO 3 + HCl → NH 4 Cl + CO 2 + H 2 O Na 2 SO 3 + 2HCl → 2NaCl + SO 2 + H 2 O 2. - Chọn V A =1,5 lít ⇒ V B =3,2 lít - B M 19.2 38= = O 2 32 10 38 O 3 48 6 2 2 3 3 3,2 .5 2 10 5 5 3 3,2 6 3 .3 1,2 5 3  = =   + ⇒ = = ⇒   = =  +  O O O O V lit V V V lit Vì 2 CO V : V 1,3:1,2= 2 h¬i H O nên gọi 2 CO V 1,3a lit V 1,2a lit =    =   2 h¬i H O - Bảo toàn nguyên tố oxi: 2.1,3a + 1,2a = 2.2 + 1,2.3 ⇒ a = 2 ⇒ 2 CO V 1,3.2 2,6lit V 1,2.2 2,4lit = =    = =   2 h¬i H O - Số nguyên tử C trung bình của X, Y và Z bằng: 2 CO A V 2,6 1,733 V 1,5 = = ⇒ phải có một hiđrocacbon có số nguyên tử C<1,733, hiđrocacbon đó chỉ có thể là CH 4 (giả sử là X) - 0,4 lít khí thoát ra là của CH 4 - Cho A đi qua bình đựng lượng dư AgNO 3 /NH 3 , thấy tạo ra 6,4286 gam bạc axetilua ( AgC CAg≡ ) chứng tỏ trong A có hiđrocacbon là C 2 H 2 (giả sử là Y): 3 3 4 3 HC CH 2AgNO 2NH AgC CAg 2NH NO≡ + + → ≡ ↓ + 2 2 C H 6,4286 V 22,4. 0,6lit 240 ⇒ = = Gọi công thức của hiđrocacbon còn lại là C x H y (Z): V Z = 1,5-0,4-0,6=0,5 lít Bảo toàn nguyên tố cacbon: 0,4 + 1,2 + 0,5x=2,6 ⇒ x=2 Bảo toàn nguyên tố hiđro: 0,4.4 + 0,6.2 + 0,5.y =2,4.2 ⇒ y=4 ⇒ Hiđrocacbon còn lại là C 2 H 4 Vậy công thức phân tử của 3 hiđrocacbon X, Y, Z là: CH 4 , C 2 H 2 , C 2 H 4 0,25đ 0,75 0,5 0,75 Chú ý: Nếu thí sinh làm bài không theo cách nêu trong đáp án mà vẫn đúng thì cho đủ điểm như hướng dẫn quy định. . TẠO BẮC GIANG KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH NĂM HỌC 2010 - 2011 ĐỀ THI MÔN: HOÁ HỌC - LỚP 9 THCS Ngày thi: 02/4/2011 Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu 1: (4,0 điểm) 1 GIANG HƯỚNG DẪN CHẤM THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤPTỈNH NĂM HỌC 2010 - 2011 MÔN THI : HOÁ HỌC - LỚP 9 – THCS ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ CHÍNH THỨC Ngày thi: 02/04/2011 Thang điểm 20/20 - Số trang 05 Câu Nội. là 19. Xác định công thức phân tử của X, Y, Z (Các thể tích khí đo ở đktc). HÕt Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm, học sinh được sử dụng bảng hệ thống tuần hoàn Họ và tên thí sinh: Số