SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HẢI DƯƠNG KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP THCS NĂM HỌC 2014 – 2015 MÔN THI: HÓA HỌC Thời gian làm bài: 150 phút ( không kể thời gian giao đề) Ngày thi: 24 tháng năm 2015 ĐỀ THI CHÍNH THỨC (Đề gồm 05 câu, 01 trang) Câu (2 điểm) 1.1 Hãy xác định chất: A, B, C, D, E, F, G, H, I, J thỏa mãn chuyển hóa sau viết phương trình hóa học thực chuyển hóa (ghi rõ điều kiện phản ứng có) t° → ( I) + (5) FeCl + (H) → (C) + (D) (1) (A) + (B) (2) (C) + (E) → Cu + (F) NaCl (3) (F) + (G) → FeCl3 (6) (I) + (J) + (D) → Fe(OH)3 (4) FeCl3 + (C) → FeCl2 t° → ( A) + (D) (7) Fe(OH)3 1.2 Được dùng thêm thuốc thử, nhận biết chất rắn đựng lọ riêng biệt: Na2O, CaO, Al2O3, MgO, NaCl, NaHCO3 Câu (2 điểm) 2.1 Cho biết tượng thí nghiệm sau giải thích a Đưa bình đựng hỗn hợp khí metan clo ánh sáng, sau thời gian cho nước vào bình lắc nhẹ cho vào mẩu giấy quỳ tím b Cho CuSO4 khan vào cồn 960 c Cho dung dịch Br2 loãng vào benzen khuấy d Ống nghiệm A đựng hỗn hợp rượu etylic, axit axetic, H2SO4 đặc Đun sôi ống nghiệm A thời gian, phần thoát dẫn vào ống nghiệm B ngưng tụ Thêm nước vào chất lỏng ngưng tụ ống nghiệm B 2.2 Chất hữu X thành phần có nguyên tố C, H, O có MX = 90 Cho 9,0 gam X tác dụng với Na dư thu 2,24 lit khí (đktc) Cho 9,0 gam X tác dụng NaHCO3 dư thu 2,24 lit khí (đktc) Xác định công thức cấu tạo chất X Câu (2 điểm) 3.1 Khi làm lạnh 256,6 gam dung dịch bão hòa muối M 2SO4 (M kim loại kiềm) từ nhiệt độ t xuống nhiệt độ t2 có 98,85 gam tinh thể M2SO4.nH2O (n số nguyên thỏa mãn điều kiện < n < 12) tách Tìm công thức phân tử muối M2SO4.nH2O Biết độ tan (g/100g nước) muối M2SO4 nhiệt độ t1 28,3g nhiệt độ t2 9,0g 3.2 Hỗn hợp X gồm 2,0 mol hiđrocacbon A 11,0 mol oxi (oxi lấy dư) Bật tia lửa điện để đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X, sản phẩm cháy sau làm lạnh thu hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với H 19 Tìm công thức phân tử A Câu (2 điểm) 4.1 Cho 12,9 gam hỗn hợp gồm Fe, Mg Zn phản ứng với 400ml dung dịch X chứa HCl 1M H 2SO4 2M Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu 6,72 lít khí H (ở đktc) dung dịch Y Cho dung dịch Y tác dụng với dung dịch Ba(OH) dư lọc tách kết tủa đem nung không khí đến khối lượng không đổi thu 196,4 gam chất rắn E Tìm khối lượng kim loại hỗn hợp ban đầu 4.2 Cho 29,9 gam hỗn hợp A gồm kim loại M, oxit M 2O, muối M2CO3 Hòa tan hoàn toàn A vào nước thu dung dịch B Cho dung dịch B tác dụng vừa đủ với 450 ml dung dịch H 2SO4 1M thu khí C Hấp thụ toàn khí C 200ml dung dịch Ca(OH) 0,35M thu gam kết tủa trắng dung dịch D Đun nóng dung dịch D lại thấy xuất kết tủa Xác định kim loại M phần trăm khối lượng chất A Câu (2 điểm) Hỗn hợp X gồm (metan, etilen, axetilen H2) số mol metan số mol etilen Cho 10,2 gam hỗn hợp X vào dung dịch Br2 dư thấy làm màu 80 gam brom Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn 7,84 lit (đktc) hỗn hợp X cần dùng 12,88 lit O2 (đktc) 5.1 Tính phần trăm thể tích khí hỗn hợp X 5.2 Cho 10,2 gam hỗn hợp X qua xúc tác Ni nung nóng thu hỗn hợp khí Y gồm (CH 4, C2H6, C2H4, C2H2, H2) Cho Y qua dung dịch Br2 dư, sau phản ứng khối lượng bình Br2 tăng 7,28 gam thoát hỗn hợp khí Z có tỉ khối so với H 7,3 Tính số mol Br tham gia phản ứng thí nghiệm (Cho: Ba=137; Br=80; C=12; Cl=35,5; H=1; K=39; Li=7; Mg=24; Na=23; O=16; S=32; Zn=65; Fe=56) Họ tên thí sinh: …………………………………………… Số báo danh:………………… Giám thị coi thi số 1:………………………… Giám thị coi thi số 2:…………… … SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HẢI DƯƠNG ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP THCS NĂM HỌC 2014 – 2015 MÔN THI : HÓA HỌC ( Đáp án hướng dẫn chấm gồm 06 trang) Câu Đáp án 1.1 A: Fe2O3; B: H2; C: Fe; D: H2O; E: CuCl2; F: FeCl2; G: Cl2; H: NaOH; I: Fe(OH)2; J: O2 t° → 2Fe + 3H2O Fe2O3 + 3H2 → Fe + CuCl2 Cu + FeCl2 t° → 2FeCl3 2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3 + Fe FeCl2 FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2NaCl 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → Fe(OH)3 2Fe(OH)3 0,125 0,125 0,125 0,125 0,125 0,125 0,125 t° → Fe2O3 + 3H2O 1.2 Dùng nước làm thuốc thử Cho H2O vào mẫu thử: + mẫu thử tan, tạo dung dịch không màu có tượng tỏa nhiệt mẫu thử Na2O Na2O + H2O → NaOH + Nếu mẫu thử có phản ứng, tỏa nhiệt, sinh chất rắn màu trắng tan nước=> CaO CaO + H2O → Ca(OH)2 + Các mẫu không tan nước Al2O3, MgO (nhóm A) +Các mẫu thử tan, tạo dung dịch không màu tượng tỏa nhiệt NaCl, NaHCO3 (nhóm B) + Lấy dung dịch NaOH thu làm thuốc thử, cho vào mãu thuộc nhóm A, mẫu tan => Mẫu Al2O3 Mẫu lại MgO Điểm 0,125 0,25 0,25 0,25 + Lấy Ca(OH)2 hòa tan vào nước, lọc lấy nước để làm thuốc thử nhận biết chất thuộc nhóm B, có tượng tạo kết tủa trắng mẫu thuộc nhóm B NaHCO3 0,25 Ca(OH)2 + 2NaHCO3 → CaCO3 + Na2CO3 + 2H2O ( Ca(OH)2 + NaHCO3 → CaCO3 + NaOH + H2O ) Mẫu phản ứng dung dịch NaCl 2.1 a Khi đưa ánh sáng, màu vàng nhạt clo nhạt dần, giấy quỳ chuyển sang 0,25 màu đỏ ( Có thể xuất hiện tượng màu giấy quỳ tím) as → CH3Cl + HCl CH4 + Cl2 b CuSO4 khan có màu trắng chuyển sang màu xanh, → CuSO4.5H2O CuSO4 + 5H2O 0,25 c Cho dung dịch Br2 loãng vào benzen khuấy đều, có tượng tách thành lớp, lớp chứa benzen Br ( lớp có màu da cam (hoặc đỏ nâu) Br tan tốt benzen) 0,25 Lớp lớp nước không màu d Hiện tượng: axit axetic tác dụng rượu etylic tạo etyl axetat chất lỏng, 0,25 mùi thơm, tan nước có tượng tách lớp 2.2 nX = 9/90 = 0,1 mol Cho 0,1 mol X tác dụng với NaHCO3 thu 0,1 mol CO2 ⇒ nX= nCO ⇒ X có nhóm –COOH Cho X tác dụng với Na dư có nX= nhóm OH nH ⇒ X việc có nhóm COOH có 0,25 0,25 Vậy X có dạng HO-R-COOH MX = R+ 62 = 90 ⇒ R= 28 ⇒ Rlà C2H4 0,25 Vậy công thức X là: HO-CH2-CH2-COOH CH3-CHOH-COOH 0,25 3.1 Ở nhiệt độ t1 28,3 g M2SO4 tan 100g nước tạo thành 128,3g dd M2SO4 bão hòa Vậy x g M2SO4 tan y g nước tạo thành 256,6 g dd M2SO4 bão hòa 28,3.256, mM SO4 = = 56, 6( g ) 128,3 ⇒ 100.256, mH 2O = = 200( g ) 128,3 Đặt số mol M2SO4.nH2O tách hạ nhiệt độ từ nhiệt độ t1 xuống nhiệt độ n = a (mol ) t2 M SO nH O ⇒ mM SO nH O = a(2 M + 96) (g) Khối lượng nước tách khỏi dd 18.a.n (g) Khối lượng M2SO4 lại dung dịch 56,6 – a(2M + 96) (g) Khối lượng nước lại dd 200 – 18.a.n (g) Vì độ tan M2SO4 nhiệt độ t2 9,0g/100g nước nên ta có: 56, − a (2 M + 96) 100 = 200 − 18.a.n ⇒ 56, − a (2 M + 96) = 18 − 1, 62.a.n ⇒ (2 M + 96 − 1, 62.n) a = 38, (I) Theo khối lượng M2SO4.nH2O tách 98,85 g ⇒ (2M + 96 + 18n)a = 98,85 (II) Lấy (I) chia cho (II) ta được: M + 96 − 1, 62.n 38, = M + 96 + 18n 98,85 ⇒ (2 M + 96 − 1, 62.n).98,85 = (2 M + 96 + 18n).38, 2 4 0,25 0,25 0,25 ⇒ 120, 5M = 854,937 n − 5784 854,937 n − 5784 ⇒M = 120,5 Vì M kim loại kiềm < n < 12 nên ta có: n 10 M 8,8 15,9 0,25 11 22,95 30,1 Vậy M Na công thức muối cần tìm Na2SO4.10H2O * 3.2 Gọi công thức phân tử A CxHy ( y ≤ x + 2, x,y ∈ N ) PTHH: CxHy + Số mol ban đầu: Số mol pư: y x+ ÷ O2 ° t → xCO2 y x+ ÷ 4 2x Số mol sau pư: 2x Hỗn hợp khí Y thu sau làm lạnh có O2 dư CO2 , suy tỉ lệ 0,25 11 y x+ ÷ 4 11 - M Y = 19.2 = 38 + y H2O y 0,25 y Soámol O2 dö = =1 Soámol CO2 Suy ra: nO dö = nCO 0,25 y ⇔ 11− 2. x + ÷ = 2x 4 ⇔ y = 22 − 8x Ta có bảng: x y 14 (loại) Vậy CTPT A C2H6 4.1 PTHH Mg(r) + 2HCl(dd) → MgCl2(dd) + H2(k) Zn(r) + 2HCl(dd) → ZnCl2(dd) + H2(k) Fe(r) + 2HCl(dd) → FeCl2(dd) + H2(k) Mg(r) + H2SO4(dd) → MgSO4(dd) + H2(k) Zn(r) + H2SO4(dd) → ZnSO4 (dd) + H2(k) Fe(r) + H2SO4(dd) → FeSO4(dd) + H2(k) nHCl = x 0,4 = 0,4 (mol) ( thỏa mãn) - ( loại) 0,25 (1) (2) (3) (4) (5) (6) 0,25 n H SO4 = × 0,4 = 0,8(mol ) Ta có tổng số mol nguyên tử H axit mol 6, 72 Số mol nguyên tử H H2 22, = 0,6 Vậy dung dịch Y axit dư Cho dung dịch Y tác dụng với Ba(OH)2 dư: Ba(OH)2 (dd) + 2HCl(dd) BaCl2(dd) + 2H2O(l) Ba(OH)2 (dd) + H2SO4(dd) BaSO4(dd) + 2H2O(l) 2Ba(OH)2 (dd) + ZnSO4(dd) BaZnO2(dd) + BaSO4(dd) + 2H2O(l) (7) (8) (9) 2Ba(OH)2 (dd) + ZnCl2(dd) BaZnO2(dd) + BaCl2(dd) + 2H2O(l) Ba(OH)2 (dd) + FeSO4(dd) Fe(OH)2(r) + BaSO4(dd) Ba(OH)2 (dd) + FeCl2(dd) Fe(OH)2(r) + BaCl2(dd Ba(OH)2 (dd) + MgSO4(dd) Mg(OH)2(r) + BaSO4(dd) Ba(OH)2 (dd) + MgCl2(dd) Mg(OH)2(r) + BaCl2(dd) t 4Fe(OH)2(r) + O2(k) → 2Fe2O3(r) + 4H2O(h) o to Mg(OH)2(r) → MgO(r) + H2O(h) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) Gọi a, b, c số mol kim loại Mg, Zn, Fe 12,9 gam hỗn hợp ban đầu ( a, b, c > 0) Ta có: 24a + 65b + 56c = 12,9 (I) Vì axit dư kim loại pứ hết Theo PT ( 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) nkim loại = n hidro = 0,3 (mol) hay a + b + c = 0,3 (II) Theo phương trình 1, 4, 13, 14, 16: nMgO = nMg = a (mol) n Fe2O3 = n Fe = 0,5c (mol ) Theo phương trình: 3, 6, 11, 12, 15: n = nH SO4 = 0,8(mol ) Theo phương trình 4, 5, 6, 8, 9, 11, 13 BaSO4 Ta có khối lượng chất rắn E 196,4 g ⇒ mFe2O3 + mMgO + mBaSO4 = 196, 40a + 160.0,5c + 0,8.233 = 196,4 (g) hay 40a + 80c = 10 (III) 24a + 65b + 56c = 12,9 a + b + c = 0,3 40a + 80c = 10 Kết hợp I, II, III ta có hệ: Giải hệ ta được: a = 0,15; b = 0,1; c = 0,05 Khối lượng chất là: mMg = 3,6 (g); mZn = 6,5 (g); mFe = 2,8 (g) 4.2 Đ ặt khối lượng mol kim loại M M ( gam ) Đ ặt số mol M, M2O, M2CO3 29,9 gam h ỗn h ợp A x, y, z (đk: x,y,z > 0) Theo ta c ó pt: Mx + ( 2M + 16)y + (2M + 60)z = 29,9 (I) Hỗn hợp A + H2O → M + 2H2O M(OH) + H2 (1) x x ( Mol) → 2MOH M2O + H2O (2) y 2y ( Mol) Dung dịch B gồm: MOH: x + 2y (Mol) Và M2CO3: z (Mol) Số mol H2SO4: n H2SO4 = 1.0,45= 0,45(mol) Phương trình p/ư: → 2MOH + H2SO4 M2SO4 + 2H2O (3) x + 2y (x+2y)/2 → M2CO3 + H2SO4 M2SO4 + CO2 + 2H2O (4) z z z ( Mol) Theo PT (3),(4) ta có : x + 2y + z = 0, 45 => x + 2y + 2z = 0,9 (II) 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Khí C: l CO2 = z (mol) n Ca(OH)2 = 0,2.0,35 = 0,07 (mol) Vì hấp thụ toàn khí C 200ml dung dịch Ca(OH) 0,35M thu gam kết tủa trắng dung dịch D Đun nóng dung dịch D lại thấy xuất kết tủa nên xảy pư sau: → CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (6) 0,04 0,04 0,04 mol → 2CO2 + Ca(OH)2 0,06 0,03 mol => z = 0,1( mol)(III) Ca(HCO3)2 (7) T (I), (II), (III) ta có: Mx + ( 2M + 16 ) y + ( 2M + 60 ) z = 29,9 ( I ) ( II ) x + 2y + 2z = 0,9 z = 0,1 ( III ) Thế ( III) vào (I), (II) ta được: Mx + ( M + ) 2y + 0, 2M = 23,9 ( I / ) / x + 2y = 0, 7 ( II ) ( II/) => 2y = 0,7 - x vào ( I/) ta được: 0,9 M − 18,3 0,9 M - 8x = 18,3 => x= Từ ( II / ) => 0,9 M − 18,3 => 0< 20,33< M < 26,56 Do M KL hoá trị I => M Na M= 23 (gam) Thay M= 23 vào HPT ta tìm 23.03 x = 0,3 (mol) => %Na = 29,9 100 = 23,07( %) 5.1 62.0, 100 y = 0,2 (mol) => % Na2O = 29,9 = 41,5(%) z = 0,1 (mol) => % Na2CO3 = 35,43(%) a) nBr2 = 0,5 mol; nO2 = 0,575 mol C2H4 + Br2 → C2H4Br2 Mol x x C2H2 + 2Br2 → C2H2Br4 Mol y 2y Đặt số mol chất 10,2 gam hỗn hợp X là: CH4 = x (mol); C2H4 =x; C2H2 = y; H2 = z Ta có: mX = 44x + 26y + 2z = 10,2 gam n = nC2 H + 2nC2 H hay x + y = 0,5 Từ ptpu ⇒ Br2 0,25 0,25 (1) (2) Vì xuất phát từ hỗn hợp X nên tỉ lệ mol chất 7,84 lit hỗn hợp X (hay 0,35 mol) tỉ lệ chất 10,2 gam hỗn hợp X Do số mol chất 0,35 mol hỗn hợp X là: CH = kx (mol); C2H4 =kx; C2H2 = ky; H2 = kz Vậy nhh= 2kx + ky + kz = 0,35 mol (3) Đốt 0,35 mol hỗn hợp cần 0,575 mol O2 0,25 Mol CH4 + kx C2H4 + kx Mol C2H2 + ky Mol H2 kz Mol + 2O2 → CO2 + 2H2O 2kx 3O2 → 2CO2 + 2H2O 3kx O2 → 2CO2 + H2O 2,5ky O2 → H2O 0,5kz Từ pt(3), (4), (5), (6) ta có: nO2 = 5kx + 2,5ky + 0,5kz = 0,575 (4) k (2 x + y + z ) 0,35 = Lấy (3) chia (4): k (5x + 2,5 y + 0,5 z ) 0,575 (2 x + y + z ) 14 = Hay (5 x + 2,5 y + 0,5 z ) 23 ⇔ 24x + 12y – 16z = 0,25 (5) Kết hợp (1), (2), (5) ta được: x = 0,1; y=0,2; z=0,3 Vậy phần trăm thể tích khí hỗn hợp X là: %VCH = % nCH = 16, 67% 4 %VC2 H4 = %nC2 H = 16, 67% 0,25 %VC2 H2 = %nC2 H = 33,33% %VH = %nH = 50% 5.2 b) Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có mY = mX = 10,2 gam Cho Y qua dung dịch Br2 dư khí bị hấp thụ dung dịch Br2 C2H4 C2H2 Khối lượng bình Br2 tăng tổng khối lượng C2H4 C2H2 bị hấp thụ Khí Z khỏi dung dịch Br2 có CH4 (0,1 mol), C2H6 (a mol) H2 dư (b mol) mZ = mY – m2 khí bị hấp thụ = 10,2- 7,28 = 2,92 gam ⇒ 0,1.16+ 30a + 2b = 2,92 hay 30a + 2b = 1,32 (6) nZ = mZ = 0, 2mol MZ M Z = 7,3.2=14,6 ⇒ ⇒ 0,1 + a +b = 0,2 hay a+ b = 0,1 (7) Giải (6),(7) ⇒ a = 0,04; b= 0,06 Vậy số mol H2 dư = b = 0,06 mol ⇒ Số mol H2 phản ứng = 0,3- 0,06 = 0,24 mol ⇒ Số liên kết không bền hỗn hợp X bị đứt = số mol H phản ứng = 0,24 mol Mà 10,2 gam hỗn hợp ban đầu: n + 2nC2 H Tổng số mol liên kết không bền X = C2 H = 0,1 + 2.0,2 =0,5 ⇒ Tổng liên kết không bền Tổng số mol liên kết không bền Y = X – liên kết không bền bị đứt phản ứng với H2=0,5- 0,24= 0,26 mol ⇒ nBr2 = Tổng số mol liên kết không bền Y = 0,26 mol - Học sinh làm cách khác cho điểm tương đương 0,25 0,25 0,5 ... coi thi số 1:………………………… Giám thị coi thi số 2:…………… … SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HẢI DƯƠNG ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP THCS NĂM HỌC 2014 – 2015 MÔN THI : HÓA HỌC ( Đáp. .. chia cho (II) ta được: M + 96 − 1, 62.n 38, = M + 96 + 18n 98 ,85 ⇒ (2 M + 96 − 1, 62.n) .98 ,85 = (2 M + 96 + 18n).38, 2 4 0,25 0,25 0,25 ⇒ 120, 5M = 854 ,93 7 n − 5784 854 ,93 7 n − 5784 ⇒M = 120,5 Vì... 0,25 c Cho dung dịch Br2 loãng vào benzen khuấy đều, có tượng tách thành lớp, lớp chứa benzen Br ( lớp có màu da cam (hoặc đỏ nâu) Br tan tốt benzen) 0,25 Lớp lớp nước không màu d Hiện tượng: