Đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh môn Hóa học lớp 9 năm 2014 - 2015 số 8

SỞ GD&ĐT NGHỆ AN KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 9 CẤP THCS NĂM HỌC 2014 – 2015 Môn thi: Hóa học - BẢNG A Thời gian: 150 phút ( không kể thời gian giao đề) Câu I. ( 5,5 điểm) 1. Viết công thức cấu tạo ( dạng viết gọn) có thể có của các hiđrocacbon có cùng công thức phân tử C 5 H 10 . Chất nào trong số các chất trên tham gia được phản ứng trùng hợp? Giải thích và viết phương trình phản ứng trùng hợp một trong những chất trên để minh họa. 2. Thành phần chính của lớp dầu lỏng là gì? Khi đốt cháy một lượng nhỏ dầu lỏng xảy ra phản ứng chính nào? Viết phương trình hóa học dạng tổng quát của phản ứng đó. Trong thực tế lượng xăng thu được khi chưng cất dầu mỏ chỉ chiếm một tỉ lệ nhỏ. Để tăng hàm lượng xăng, người ta sử dụng phương pháp nào? Nêu ưu điểm nổi bật và nhược điểm của dầu mỏ nước ta. 3. Chỉ được dùng dung dịch brom có thể phân biệt được hai chất khí: SO 2 và C 2 H 4 chứa trong hai lọ riêng biệt bị mất nhãn không? Giải thích. Câu II. ( 4,5 điểm) 1. Khí clo thoát ra từ bình cầu có nhánh ( Hình 3.5 trang 79 – SGK Hóa 9) được dẫn trực tiếp vào lọ thứ nhất chứa dung dịch X và thông với lọ thứ hai có bông tẩm dung dịch Y gắn trên miệng lọ. Xác định các dung dịch X, Y và cho biết vai trò của chúng. Nêu phương pháp điều chế khí clo trong công nghiệp và trong phòng thí nghiệm. Viết phương trình hóa học của một phản ứng điều chế khí clo trong công nghiệp và 5 phản ứng điều chế khí clo trong phòng thí nghiệm. 2. Chia một mẩu Ba kim loại thành ba phần bằng nhau. Cho phần 1 vào ống nghiệm chứa lượng dư dung dịch muối A thu được kết tủa A 1 . Cho phần 2 vào ống nghiệm chứa lượng dư dung dịch muối B thu được kết tủa B 1 và cho phần 3 vào ống nghiệm chứa lượng dư dung dịch muối D thu được kết tủa D 1 . Nung B 1 và D 1 đến khối lượng không đổi thu được các chất rắn tương ứng là B 2 và D 2 . Trộn B 2 với D 2 rồi cho vào một lượng dư nước được dung dịch E chứa hai chất tan. Sục khí CO 2 dư vào dung dịch E lại xuất hiện kết tủa B 1 . Biết rằng: A 1 , B 1 , D 1 lần lượt là oxit bazơ, bazơ và muối. Hãy chọn các dung dịch muối A, B, D phù hợp và viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra. Câu III. ( 6,0 điểm) 1. Hỗn hợp X gồm Na, Ba, Na 2 O, BaO. Hòa tan hết 21,9 gam X trong một lượng nước dư thu được 1,12 lít khí hiđro và dung dịch Y có chứa 20,52 gam Ba(OH) 2 . Hấp thụ hết 6,72 lít khí CO 2 vào dung dịch Y, kết thúc phản ứng thu được m gam kết tủa. Các khí đo ở đktc. a. Tính khối lượng NaOH trong dung dịch Y. b. Tính giá trị của m. 2. Hỗn hợp Y gồm Fe x O y , Cu, CuO ở dạng bột. Cho m gam Y vào dung dịch HCl dư được dung dịch Z và còn lại 3,2 gam kim loại không tan. Chia dung dịch Z thành hai phần bằng nhau: - Phần I phản ứng vừa đủ với 500 ml dung dịch NaOH 0,5M. - Phần II được cho vào dung dịch AgNO 3 dư thu được 43,975 gam kết tủa. a. Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra. b. Tính số mol mỗi nguyên tố trong Y và giá trị của m. Câu IV. ( 4,0 điểm) Đốt cháy hoàn toàn 1,344 lít hỗn hợp X gồm 3 hiđrocacbon mạch hở, ở thể khí rồi hấp thụ hết sản phẩm cháy vào dung dịch Ba(OH) 2 dư thấy tạo thành 17,73 gam kết tủa. Khối lượng dung dịch sau khi lọc bỏ kết tủa giảm 11,79 gam so với khối lượng dung dịch Ba(OH) 2 ban đầu. Nếu dẫn 672 ml hỗn hợp X qua dung dịch brom dư thì chỉ có một khí duy nhất thoát ra nặng 0,24 gam và có 3,2 gam brom phản ứng. Các khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn. 1. Xác định công thức phân tử của mỗi hiđrocacbon trên, biết rằng trong phân tử mỗi hiđrocacbon chứa không quá hai liên kết kém bền. 2. Viết hai phản ứng khác nhau điều chế mỗi khí trên. ( Cho: H = 1; C = 12; O = 16; Na = 23; Cl = 35,5; Fe = 56; Cu = 64; , Br = 80; Ag = 108; Ba = 137) Hết Họ và tên thí sinh Số báo danh Đề chính thức SỞ GD&ĐT NGHỆ AN KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 9 CẤP THCS NĂM HỌC 2014 – 2015 HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC Môn: HÓA HỌC – BẢNG A (Hướng dẫn chấm này gồm 0 trang) Đáp án Điểm Câu I 5,5 đ 1. 3,25 đ C 5 H 10 thuộc công thức tổng quát là C n H 2n nên có thể là hiđrocacbon no mạch vòng hoặc hiđrocacbon không no, mạch hở có chứa 1 liên kết đôi. + Mạch hở: CH 2 = CH- CH 2 - CH 2 - CH 3 (1); CH 3 - CH= CH- CH 2 - CH 3 (2); CH 2 = C- CH 2 - CH 3 (3); CH 3 - C= CH- CH 3 (4); CH 3 - CH- CH = CH 2 (5) CH 3 CH 3 CH 3 0,25 đ/ CT + Mạch vòng: CH 3 CH 2 – CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 0,25 đ/ CT + Các đồng phân mạch hở ( 1,2,3,4,5) đều có thể tham gia phản ứng trùng hợp vì đều chứa một liên kết đôi. 0,5 đ nCH 2 = CH- CH 2 - CH 2 - CH 3 0 ,xt t p → (-CH 2 - CH- ) n CH 2 – CH 2 – CH 3 0,25 đ 2. 1,5 đ Thành phần chính của lớp dầu lỏng là một hỗn hợp phức tạp của nhiều loại hiđrocacbon. 0,25 đ + Phản ứng đốt cháy dầu lỏng: C x H y + ( x + 4 y ) O 2 0 t → xCO 2 + 2 y H 2 O ( phản ứng hoàn toàn) C x H y + 4 y O 2 0 t → xC + 2 y H 2 O ( phản ứng không hoàn toàn) 0,25 đ 0,25 đ + Để tăng hàm lượng xăng, người ta sử dụng phương pháp crăckinh dầu nặng: Dầu nặng crackinh → xăng + hỗn hợp khí 0,25 đ + Ưu điểm nổi bật của dầu mỏ Việt Nam là hàm lượng các hợp chất chứa lưu huỳnh thấp ( < 0,5%). 0,25 đ + Nhược điểm: Do chứa nhiều parafin ( hiđrocacbon có phân tử khối lớn) nên dầu mỏ Việt Nam dễ bị đông đặc. 0,25 đ 3. 0,75 đ Có thể phân biệt được hai chất khí trên bằng dung dịch brom vì khi dẫn từ từ mỗi khí trên cho đến dư vào mỗi ống nghiệm chứa dung dịch brom thì: 0,25 đ + Ống nghiệm nào: Màu của dung dịch brom nhạt dần đến mất màu, tạo ra dung dịch trong suốt đồng nhất là SO 2 : SO 2 + Br 2 + 2H 2 O → H 2 SO 4 + 2HBr 0,25 đ + Ống nghiệm nào: Màu của dung dịch brom nhạt dần đến mất màu, tạo ra chất lỏng phân lớp là C 2 H 4 : C 2 H 4 + Br 2 → C 2 H 4 Br 2 0,25 đ Câu II. 4,5 đ 1. 2,0 đ + Dung dịch X, Y lần lượt là: H 2 SO 4 đặc và xút ( NaOH). 0,25 đ + Vai trò của H 2 SO 4 đặc là hút ẩm để làm khô khí clo. 0,25 đ + Vai trò của bông tẩm xút là để ngăn không cho khí clo lan tỏa ra môi trường vì khí clo gây độc cho người, động vật và gây ô nhiễm môi trường: 2NaOH + Cl 2 → NaCl + NaClO + H 2 O 0,25 đ + Phương pháp điều chế khí clo trong công nghiệp: Điện phân dung dịch NaCl bão hòa có màng ngăn xốp. 0,25 đ + Phương pháp điều chế khí clo trong phòng thí nghiệm: Cho các chất có tính oxi hóa mạnh như MnO 2 , KMnO 4 , KClO 3 , K 2 Cr 2 O 7 , CaOCl 2 , K 2 MnO 4 , K 2 CrO 4 , NaClO tác dụng với dung dịch axit HCl đặc và thường phải đun nóng. 0,25 đ + PTHH điều chế Cl 2 trong công nghiệp: 2NaCl + 2H 2 O dd . . dp m n x → 2NaOH + Cl 2 + H 2 0,25 đ + 5 PTHH điều chế khí clo trong phòng thí nghiệm: MnO 2 + 4HCl (đặc) 0 t → MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O 2KMnO 4 + 16HCl (đặc) → 2KCl + 2MnCl 2 + 5Cl 2 + 8H 2 O K 2 Cr 2 O 7 + 14HCl (đặc) 0 t → 2KCl + 2CrCl 3 + 3Cl 2 + 7H 2 O KClO 3 + 6HCl (đặc) 0 t → KCl + 3Cl 2 + 3H 2 O CaOCl 2 + 2HCl (đặc) 0 t → CaCl 2 + Cl 2 + H 2 O 0,5 đ 2. 2,5 đ Các dung dịch A, B, D phù hợp có thể là: AgNO 3 , AlCl 3 , Na 2 CO 3 0,25 đ PTHH: Ba + 2H 2 O → Ba(OH) 2 + H 2 (1) 0,25 đ Ba(OH) 2 + 2AgNO 3 → Ba(NO 3 ) 2 + Ag 2 O + H 2 O (2) ( A 1 ) 0,25 đ 3Ba(OH) 2 + 2AlCl 3 → 3BaCl 2 + 2Al(OH) 3 (3) ( B 1 ) 0,25 đ Ba(OH) 2 + Na 2 CO 3 → BaCO 3 + 2NaOH (4) ( D 1 ) 2Al(OH) 3 0 t → Al 2 O 3 + 3H 2 O (5) ( B 2 ) 0,25 đ BaCO 3 0 t → BaO + CO 2 (6) ( D 2 ) BaO + H 2 O → Ba(OH) 2 (7) 0,25 đ Ba(OH) 2 + Al 2 O 3 → Ba(AlO 2 ) 2 + H 2 O (8) dung dịch E chứa 2 chất tan ⇒ Ba(OH) 2 dư, Al 2 O 3 hết. 0,25 đ 2CO 2 + Ba(AlO 2 ) 2 + 4H 2 O → Ba(HCO 3 ) 2 + 2Al(OH) 3 (9) 0,5 đ Vì CO 2 dư nên: CO 2 + BaCO 3 + H 2 O → Ba(HCO 3 ) 2 (10) 0,25 đ Câu III 6,0 đ 1. 2,5 đ a. 1,5 đ n H 2 = 1,12 22,4 = 0,05 (mol); n Ba(OH) 2 = 20,52 171 = 0,12 (mol); 0,25 đ n CO 2 = 6,72 22,4 = 0,3 (mol) 2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2 (1) Ba + 2H 2 O → Ba(OH) 2 + H 2 (2) Na 2 O + H 2 O → 2NaOH (3) BaO + H 2 O → Ba(OH) 2 ( 4) 0,25 đ Gọi x là số mol NaOH có trong dung dịch Y. Theo các phản ứng (1,2,3,4): n H (H 2 O) = n NaOH + 2.n Ba(OH) 2 + 2n H 2 = x + 2.0,12 + 2.0,05 = x + 0,34 (mol) 0,25 đ ⇒ n H 2 O ( pư) = 0,5x + 0,17 (mol) 0,25 đ Áp dụng ĐLBTKL: m X + m H 2 O (pư) = m NaOH + m Ba(OH) 2 + m H 2 21,9 + 18. ( 0,5x + 0,17) = 40x + 20,52 + 2.0,05 0,25 đ ⇒ x = 0,14 (mol) ⇒ m NaOH = 40.0,14 = 5,6 (g) 0,25 đ b. 1,0 đ b. Thứ tự các phản ứng xảy ra: Ba(OH) 2 + CO 2 → BaCO 3 + H 2 O (5) 0,12 mol 0,12 mol 0,12 mol 0,25 đ NaOH + CO 2 → NaHCO 3 (6) 0,14 mol 0,14 mol 0,25 đ n CO 2 (dư) = 0,3 - ( 0,12 + 0,14) = 0,04 (mol) BaCO 3 + CO 2 + H 2 O → Ba(HCO 3 ) 2 ( 7) 0,04 mol 0,04 mol 0,25 đ ⇒ m = 197. ( 0,12 - 0,04) = 15,76 (g) 0,25 đ 2. 3,5 đ a. 1,25 đ a. PTHH: CuO + 2HCl → CuCl 2 + H 2 O (1) Fe x O y + 2yHCl → xFeCl 2y/x + yH 2 O (2) (y - x) Cu + xFeCl 2y/x → ( y - x)CuCl 2 + xFeCl 2 (3) Vì Cu dư nên dung dịch Z chỉ chứa CuCl 2 và FeCl 2 0,5 đ Phần I: CuCl 2 + 2NaOH → Cu(OH) 2 + 2NaCl ( 4) FeCl 2 + 2NaOH → Fe(OH) 2 + 2NaCl (5) 0,25 đ Phần II: CuCl 2 + 2AgNO 3 → Cu(NO 3 ) 2 + 2AgCl (6) Vì AgNO 3 dư nên: FeCl 2 + 3AgNO 3 → Fe(NO 3 ) 3 + 2AgCl + Ag (7) 0,5 đ b. 2,25 đ n NaOH = 0,5.0,5 = 0,25 (mol); n Cu (dư) = 3,2 64 = 0,05 (mol) 0,25 đ Theo (4, 5): n Cl ( 2 muối CuCl 2 và FeCl 2 ) = n NaOH = 0,25 (mol) ⇒ n HCl (1, 2) = 2.0,25 = 0,5 (mol) 0,25 đ ⇒ n O ( Y) = 1 2 .n HCl = 1 2 .0,5 = 0,25 (mol) 0,25 đ Theo (6, 7): n AgCl = n Cl ( 2 muối CuCl 2 và FeCl 2 ) = 0,25 (mol) 0,25 đ ⇒ n Ag = 43,975 143,5.0,25 108 − = 0,075 (mol) 0,25 đ ⇒ n FeCl 2 (7) = 0,075 (mol) ⇒ n Fe (Y) = 2.0,075 = 0,15 (mol) 0,25 đ n AgCl (7) = 2.0,075 = 0,15 (mol) ⇒ n AgCl (6) = 0,25 - 0,15 = 0,1 (mol) 0,25 đ ⇒ n CuCl 2 (6) = 0,1 2 = 0,05 (mol) ⇒ n Cu (Y) = 2.0,05 + 0,05 = 0,15 (mol) 0,25 đ ⇒ m = m Cu + m Fe + m O = 64.0,15 + 56.0,15 + 16.0,25 = 22 (g) 0,25 đ Câu IV 4,0 đ 1. 3,25 đ n X = 1,344 22,4 = 0,06 (mol); n BaCO 3 = 17,73 197 = 0,09 (mol) C x H y + (x + y 4 ) O 2 0 t → xCO 2 + y 2 H 2 O (1) 0,25 đ Vì Ba(OH) 2 dư nên chỉ xảy ra phản ứng sau: Ba(OH) 2 + CO 2 → BaCO 3 + H 2 O (2) 0,09 mol 0,09 mol 0,25 đ Vì sản phẩm cháy hấp thụ hết vào dung dịch Ba(OH) 2 và khối lượng dung dịch sau phản ứng giảm 11,79 gam ⇒ m BaCO 3 - (m CO 2 + m H 2 O ) = 11,79 (g) 0,25 đ ⇒ 17,73 - 44.0,09 - m H 2 O = 11,79 ⇒ m H 2 O = 1,98 (g) ⇒ n H 2 O = 1,98 18 = 0,11 (mol) 0,25 đ ⇒ m X = m C + m H = 12.0,09 + 2.0,11.1 = 1,3 (g) ⇒ M X = 1,3 0,06 = 21,667 (g/mol) 0,25 đ ⇒ Phải có 1 hiđrocacbon là CH 4 ( M = 16 < 21,667) Vì chỉ có một khí duy nhất thoát ra khỏi dung dịch brom dư ⇒ khí đó là CH 4 0,25 đ Theo đề, nếu cho 1,344 lít X qua dung dịch brom thì m CH 4 = 1,344 0,672 .0,24 = 0,48 (g) và khối lượng brom phản ứng là 1,344 0,672 .3,2 = 6,4 (g) ⇒ n Br 2 (pư) = 6,4 160 = 0,04 (mol) 0,25 đ Vì n CH 4 = 0,48 16 = 0,03 (mol) ⇒ tổng số mol của hai hiđrocacbon còn lại là = 0,06 - 0,03 = 0,03 (mol) 0,25 đ Vì số liên kết kém bền trung bình = 0,04 0,03 = 1,33 và mỗi hiđrocacbon còn lại đều có số liên kết kém bền ≤ 2 ⇒ Một trong hai hiđrocacbon là C n H 2n ( có 1 liên kết kém bền) và hi đrocacbon còn lại là C m H 2m - 2 ( có 2 liên kết kém bền) 0,25 đ CH 4 + 2O 2 0 t → CO 2 + 2H 2 O 0,03 mol 0,03 mol 0,06 mol 0,25 đ ⇒ Số mol CO 2 do 2 hiđrocacbon còn lại tạo ra là 0,09 - 0,03 = 0,06 (mol) 0,25 đ Vì số nguyên tử C trung bình = 0,06 0,03 = 2 và n ≥ 2; m ≥ 2 ⇒ n = m = 2 0,25 đ ⇒ 2 Hiđrocacbon còn lại là C 2 H 2 và C 2 H 4 0,25 đ 2. 0,75 đ Điều chế CH 4 : Al 4 C 3 + 12H 2 O → 4Al(OH) 3 + 3CH 4 CH 3 COONa (r) + NaOH (r) 0 CaO t → CH 4 + Na 2 CO 3 0,25 đ Điều chế C 2 H 2 : CaC 2 + 2H 2 O → Ca(OH) 2 + C 2 H 2 2CH 4 0 1500 C lamlanhnhanh → C 2 H 2 + 3H 2 0,25 đ Điều chế C 2 H 4 : C 2 H 2 + H 2 0 Pd t → C 2 H 4 C 3 H 8 crackinh → CH 4 + C 2 H 4 Hoặc: C 2 H 5 OH 0 2 4 170 C H SO dac > → C 2 H 4 + H 2 O 0,25 đ . Br = 80 ; Ag = 1 08; Ba = 137) Hết Họ và tên thí sinh Số báo danh Đề chính thức SỞ GD&ĐT NGHỆ AN KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 9 CẤP THCS NĂM HỌC 2014 – 2015 HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH. SỞ GD&ĐT NGHỆ AN KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 9 CẤP THCS NĂM HỌC 2014 – 2015 Môn thi: Hóa học - BẢNG A Thời gian: 150 phút ( không kể thời gian giao đề) Câu I. ( 5,5 điểm) 1. Viết. liên kết đôi. + Mạch hở: CH 2 = CH- CH 2 - CH 2 - CH 3 (1); CH 3 - CH= CH- CH 2 - CH 3 (2); CH 2 = C- CH 2 - CH 3 (3); CH 3 - C= CH- CH 3 (4); CH 3 - CH- CH = CH 2 (5) CH 3 CH 3 CH 3 0,25