Đề thi học sinh giỏi và đáp án tham khảo hóa học lớp 9 (118)

PHÒNG GD&ĐT VĨNH TƯỜNG ĐỀ THI HSG LỚP NĂM HỌC 2011 - 2012 Môn: Hóa học Thời gian làm bài: 150 phút ĐỀ CHÍNH THỨC Câu I (2,0 điểm) Viết phương trình hóa học hoàn thành sơ đồ chuyển hóa sau (Ghi rõ điều kiện phản ứng có): (1) Fe (2) FeCl3 (3) (4) FeCl2 (5) Fe(OH)2 (6) Fe(OH)3 (7) Fe2O3 (8) Fe3O4 FeSO4 Từ nguyên liệu: Quặng pirit sắt, không khí, nước, muối ăn, dụng cụ điều kiện cần thiết có đủ Viết phương trình hóa học (Ghi rõ điều kiện phản ứng có) điều chế: Sắt (II) clorua Sắt (III) sunfat Câu II (2.0 điểm) Nêu tượng, giải thích viết phương trình hóa học xảy thí nghiệm sau: a Nhỏ từ từ dung dịch axit HCl đến dư vào dung dịch Na2CO3 b Nhỏ dung dịch Na2CO3 vào dung dịch CuCl2 Có lọ hóa chất khác nhau, lọ chứa dung dịch chất sau: NaOH, HCl, H2SO4, BaCl2, Na2SO4 Chỉ dùng thêm dung dịch quỳ tím (Các điều kiện dụng cụ thí nghiệm có đủ) Hãy trình bày phương pháp hóa học nhận lọ hóa chất Câu III (2,0 điểm) Chọn chất hóa học để tác dụng với dung dịch HCl thu khí khác Viết phương hóa học điều chế khí Câu IV (2,5 điểm) Cho 6,8 gam hỗn hợp bột A gồm Fe Mg vào 400 ml dung dịch CuSO Sau phản ứng thu 9,2 gam chất rắn B dung dịch C Thêm NaOH dư vào dung dịch C kết tủa Nung kết tủa không khí đến khối lượng không đổi thu gam chất rắn D Tính thành phần % khối lượng kim loại hỗn hợp bột A Tính nồng độ mol dung dịch CuSO4 Câu V (1,5 điểm) Cho 2,8 gam chất rắn X tác dụng vừa đủ với dung dịch loãng có chứa 4,9 gam H2SO4 thu được muối X1 và chất X2 Cho biết X có thể là: Kim loại, Oxit kim loại, Hiđroxit kim loại (Nguyên tố kim loại tạo nên X có hóa trị không đổi) Xác định CTHH chất X (Thí sinh sử dụng Bảng tuần hoàn nguyên tố hóa học) Họ tên thí sinh:…………………………………… SBD:……… PHÒNG GD&ĐT VĨNH TƯỜNG Câu Câu I (2,0 điểm) HƯỚNG DẪN CHẤM THI HSG LỚP MÔN HÓA HỌC NĂM HỌC 2011 – 2012 Nội dung Điểm t 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3 (1) → 2FeCl3 + Fe 3FeCl2 (2) 2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3 (3) FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2NaCl (4) t 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 → 4Fe(OH)3 (5) t 2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O (6) t 3Fe2O3 + CO → 2Fe3O4 + CO2 (7) Fe3O4 + 4H2SO4 loãng → Fe2(SO4)3 + FeSO4 + 4H2O (8) Các phương trình hoá học điều chế : t * FeCl2: 4FeS2 + 11O2  8SO2 + 2Fe2O3 0 0,125 X = 1,0 đ (Viết PTHH cho điểm theo PTHH đó) 0,25 đ Đpdd có màng ngăn 2NaCl + 2H2O t 2NaOH + H2 + Cl2 H2 + Cl2  2HCl Hoà tan HCl vào nước dung dịch axit clohiđric 0,25 đ t0 Fe2O3 + 3H2  2Fe + 3H2O 2HCl + Fe  FeCl2 + H2 * Fe2(SO4)3 : V O , 450 C 2SO2 + O2 2SO3 SO3 + H2O  H2SO4 3H2SO4 + Fe2O3  Fe2(SO4)3 + 3H2O Câu II (2,0 điểm) a Nhỏ từ từ dung dịch axit HCl đến dư vào dung dịch Na 2CO3 + Hiện tượng: Lúc đầu bọt khí thoát ra, sau có khí sủi bọt + Giải thích: Vì lúc đầu lượng Na 2CO3 dư so với lượng HCl cho vào PTHH: Na2CO3 + HCl  NaHCO3 + NaCl Khi số mol HCl cho vào lớn lần số mol Na 2CO3 dung dịch có khí thoát khỏi dung dịch PTHH: NaHCO3 + HCl  NaCl + CO2 + H2O b Nhỏ dung dịch Na2CO3 vào dung dịch CuCl2 + Hiện tượng: Màu xanh dung dịch CuCl nhạt dần, có kết tủa màu xanh khí sủi bọt + Giải thích: muối phản ứng tạo CuCO sau CuCO3 bị thủy phân tạo thành kết tủa Cu(OH) màu xanh khí CO2 sủi bọt PTHH: Na2CO3 + CuCl2  CuCO3 + 2NaCl CuCO3 + H2O  Cu(OH)2 ↓ + CO2 0,25 đ 0,25 đ 0,5 đ (Nếu không giải thích: trừ ½ số điểm) 0,5 đ (Nếu không giải thích: trừ ½ số điểm) + Lấy dung dịch lọ cho vào ống nghiệm làm mẫu thử + Nhỏ Quỳ tím lần vào mẫu thử Trường hợp thấy dung dịch chuyển thành màu xanh nhận dung dịch NaOH Trường hợp dung dịch chuyển thành màu đỏ dung dịch: HCl, H2SO4 (nhóm I) Trường hợp dung dịch không đổi màu dung dịch: BaCl 2, Na2SO4 (nhóm II) + Nhỏ vài giọt dung dịch nhóm I vào hai ống nghiệm chứa dung dịch nhóm II: Nếu tượng hóa chất HCl, chất lại nhóm I H2SO4 Nếu thấy có kết tủa dung dịch nhóm I hóa chất H2SO4 chất lại nhóm I HCl H2SO4 + BaCl2  → BaSO4 ( kết tủa trắng) + 2HCl Ở nhóm II: Nếu thấy ống nghiệm kết tủa trắng ống nghiệm chứa dung dịch BaCl2 Ống nghiệm lại tượng hóa chất Na2SO4 Câu III Zn + 2HCl  → ZnCl2 + H2 (2,0 điểm) Na2CO3 + 2HCl  → 2NaCl + CO2 + H2O K2SO3 + 2HCl  → 2KCl + SO2 + H2O BaS + 2HCl  → BaCl2 + H2S MnO2 + 4HCl  → MnCl2 + Cl2 + 2H2O Zn3P2 + 6HCl  → 3ZnCl2 + 2PH3 Na3N + 3HCl  → 3NaCl + NH3 Na4C + 4HCl  → 4NaCl + CH4 Câu IV (2,5 điểm) Khi cho hỗn hợp kim loại vào dung dịch CuSO Mg phản ứng trước, sau đến Fe PTHH: Mg + CuSO4 → MgSO4 + Cu (1) Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu (2) Xét trường hợp * Trường hợp 1: Mg chưa phản ứng hết Do đó, Fe chưa phản ứng với CuSO4 Sau phản ứng CuSO4 hết nên dung dịch C có MgSO4; chất rắn D MgO PTHH: MgSO4 + 2NaOH → Na2SO4 + Mg(OH)2 ↓ (3) Mg(OH)2 t→ MgO + H2O (4) Số mol Mg phản ứng = Số mol MgO = : 40 = 0,15 (mol) Mg + CuSO4 → MgSO4 + Cu Cứ mol Mg phản ứng, khối lượng chất rắn tăng: 64-24 = 40g Số mol Mg phản ứng khối lượng tăng: 9,2 – 6,8 = 2,4g là: 2,4 : 40 = 0,06 < 0,15 (Vô lí) * Trường hợp 2: Mg phản ứng hết, Fe dư FeSO4 + 2NaOH → Na2SO4 + Fe(OH)2 ↓ t0 (5) 0,25 đ 0,5 đ 0,25 0,25 X = 2,0 đ 0.25 đ 0,5 đ 2Fe(OH)2 + ½ O2 → Fe2O3 + 2H2O (6) -Gọi a b số mol Mg ban đầu số mol Fe phản ứng Khối lượng kim loại Mg, Fe bị hòa tan là: 24.a + 56.b (g) Khối lượng kim loại Cu tạo thành là: 64(a + b) (g) Khối lượng chất rắn tăng là: 64(a + b) - 24.a - 56.b = 9,2 – 6,8 ⇒ 40a + 8b = 2,4 ⇒ 5a + b = 0,3 (I) Khối lượng chất rắn D là: mD = mMgO + mFeO = 40.a + ½.b.160 = ⇒ 5a + 10b = 0,75 (II) Từ (I, II) ta có: 5a + b = 0,3 0,3 − 0,05 ⇒ 9b = 0,45 ⇒ b = 0,05 ⇒ a = = 0,05  5a + 10b = 0,75 -Khối lượng Mg hỗn hợp ban đầu là: 0,05.24 = 1,2 g Vậy thành phần % khồi lượng kim loại hỗn hợp A là: %Mg = 0,25 đ 0,5 đ 0,25 đ 1,2.100% = 17,65% 6,6 %Fe = 100% - 17,65% = 82,35(%) 0,25 đ *Trường hợp 3: Fe, Mg hết, CuSO4 dư 0,25 đ Trường hợp loại khối lượng chất rắn D gồm oxit Fe (Trường oxit Mg, CuO dư lại có khối lượng nhỏ khối lượng kim loại hợp làm ban đầu (6