Đề và đáp án thi HSG Lớp 9 môn Hoá huyện Yên Lạc

PHÒNG GD&ĐT YÊN LẠC ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP THCS VÒNG I - CẤP HUYỆN NĂM HỌC 2014 - 2015 Môn: Hóa học Thời gian làm bài: 120 phút (Đề thi gồm: 01 trang) Câu (2 điểm): Xác định các chất A, B, C, D, E, F và hoàn thành các phương trình hóa học theo các sơ đồ phản ứng sau: MnO2 + HCl → Khí A K2SO3 + NaHSO4 → Khí C Khí B + FeCl3(dd) → Kết tủa E FeS + HCl → Khí B NH4HCO3 + NaOH → Khí D CO2(dư) + NaAlO2(dd) → Kết tủa F Chỉ dùng quỳ tím, trình bày phương pháp hóa học để nhận biết dung dịch không màu (riêng biệt) sau: NaCl, Ba(OH)2, KOH, Na2SO4, H2SO4 Câu (2 điểm): 1.Khử hoàn toàn 6,4 gam oxit kim loại cần dùng 0,12 mol H Kim loại thu cho tác dụng với dung dịch HCl dư thu 0,08 mol H Xác định công thức hóa học của oxit kim loại 2.Trong bình cầu chứa đầy khí HCl (ở đktc), người ta cho vào bình cầu đầy nước cất để hòa tan hết lượng HCl Tính nồng độ % của axit thu Câu (2,25 điểm): Hỗn hợp A gồm các kim loại Mg, Al, Fe 1.Lấy 14,7 gam hỗn hợp A cho tác dụng với dung dịch NaOH dư, sinh 3,36 lít khí (đktc) Mặt khác cũng lấy 14,7 gam hỗn hợp A cho tác dụng với dung dịch HCl dư, sinh 10,08 lít khí (đktc) và dung dịch B Cho dung dịch B tác dụng với dung dịch NaOH dư, kết tủa tạo thành rửa sạch, nung nóng không khí đến khối lượng không đổi thu m gam chất rắn Tính m và tính % theo khối lượng của mỗi kim loại hỗn hợp A Cho hỗn hợp A tác dụng với dung dịch CuSO4 dư, sau phản ứng kết thúc, lọc lấy chất rắn, đem hòa tan hết chất rắn dung dịch HNO3 loãng dư, thu 26,88 lít khí NO (đktc) Tính khối lượng hỗn hợp A Câu (2,25 điểm): Cho 29,6 gam hỗn hợp gồm Cu và Fe tác dụng với oxi không khí, sau phản ứng thu 39,2 gam hỗn hợp A gồm (CuO, FeO, Fe2O3 và Fe3O4) Hòa tan hoàn toàn A dung dịch H2SO4 loãng, dư Tính khối lượng muối sunfat thu Hỗn hợp A gồm SO2 và không khí có tỉ lệ thể tích tương ứng là 1: Nung nóng hỗn hợp A với xúc tác V2O5 sau phản ứng thu hỗn hợp khí B Tỉ khối của A so với B là 0,93 Tính hiệu suất của phản ứng (Biết không khí hỗn hợp chứa 20% O 80% N2 thể tích) Câu (1,5 điểm): Cho Fe tan vừa hết H2SO4 thu khí A (duy nhất) và 8,28 gam muối Tính khối lượng Fe phản ứng Biết rằng số mol Fe phản ứng bằng 37,5% số mol H2SO4 Dẫn toàn khí A ở vào 100 ml dung dịch NaOH 1M Tính nồng độ mol/l của dung dịch sau phản ứng (cho rằng thể tích dung dịch không thay đổi) (Thí sinh sử dụng Bảng tuần hoàn nguyên tố Hóa học) HẾT -Cán coi thi không giải thích gì thêm HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN HÓA HỌC LỚP KÌ THI CHỌN HSG CẤP HUYỆN- VÒNG I Câu ( điểm) Phần Nội dung trình bày A: Cl2; B: H2S; C: SO2; D: NH3; E: S; F: Al(OH)3 Các PTHH: 1( 1điểm) t MnO2 + 4HCl  → MnCl2 + Cl2 ↑ + 2H2O FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S ↑ K2SO3 + 2NaHSO4 → K2SO4 + Na2SO4 + SO2 ↑ + H2O NH4HCO3 + 2NaOH → Na2CO3 + NH3 ↑ + 2H2O H2S + 2FeCl3 → 2FeCl2 + S ↓ + 2HCl CO2 + NaAlO2 + 2H2O → Al(OH)3 + NaHCO3 Lấy mỗi dung dịch làm mẫu thử, nhúng quỳ tím vào các mẫu thử: - Mẫu làm quỳ tím hóa đỏ là H2SO4 - Hai mẫu làm quỳ hóa xanh là: Ba(OH)2 và KOH (nhóm I) 2(1điểm) - Hai mẫu không làm quỳ đổi màu la: NaCl và Na2SO4 (nhóm II) Nhỏ H2SO4 vào các mẫu ở nhóm I: mẫu có kết tủa là Ba(OH)2 mẫu còn o lại là KOH: H2SO4 + Ba(OH)2 → BaSO4 + 2H2O Điểm 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Lấy Ba(OH)2 nhỏ vào các mẫu ở nhóm II: mẫu có kết tủa là Na2SO4 mẫu còn lại là NaCl: Ba(OH)2 + Na2SO4 → BaSO4 + 2NaOH 0,25 Câu (2 điểm) Phần Nội dung trình bày Vì n(H2 dùng để khử) > n(H2 sinh ra)  Kim loại có nhiều hóa trị Gọi CTHH của kim loại, oxit, muối tương ứng là: M, MxOy, MCln MxOy + yH2 → xM + yH2O (1) 2M + 2nHCl → 2MCln + nH2 (2) Điểm 0,25 0,25 Từ (1): số mol của O(trong oxit) = n(H2) = 0,12 mol 1.(1,25 điểm)  mM = moxit – m(O oxit) = 6,4 – 0,12 16 = 4,48 gam 0,25 Từ (2): nM = 2.n(H2) /n = 2.0,08/n = 0,16/n (mol) Vậy: M = 4,48 : 0,16/n Suy ra: M = 28n ( có n = 2, M = 56 của sắt là phù hợp) 0,25 Vậy M là Fe: n(Fe) = 0,16/2 = 0,08 mol  CTHH oxit: FexOy: x/y = n(Fe) : n(O) = 0,08 : 0,12 = :3 (0,75điểm) Vậy CTHH của oxit là: Fe2O3 Gọi V (l) là thể tích của bình cầu: n(HCl) = V/22,4 (mol) Suy ra: m(HCl) = 36,5V/22,4 (g) Vì khối lượng riêng của nước cất là (g/ml)  m(H2O) = 1000V (g) Khối lượng dung dịch sau HCl tan hết = 36,5V/22,4 + 1000V (g) 0,25 0,25 0,25 Vậy: C%(HCl) = [(36,5V/22,4) : (36,5V/22,4 + 1000V)] 100% = 0,163% 0,25 Câu (2,25 điểm) Phần Nội dung trình bày Gọi x, y, z tương ứng la số mol của Mg, Al, Fe có 14,7 g hỗn hợp A: - Hoà tan NaOH dư: Điểm 0,25 Al + NaOH + H2O → NaAlO2 + 1,5H2 y 1,5y 1,5y = 3,36/22,4 = 0,15  y = 0,1 - Hòa tan HCl dư: Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 x x 0,25 Al + 3HCl → AlCl3 + 1,5H2 y 1,5y 1(1,25 điểm) 2(1 điểm) Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 z z Theo đề và trên, ta có: 24x + 27y + 56z = 14,7 (1) x + 1,5y + z = 10,08/22,4 = 0,45 (2) y = 0,1 (3) Giải hệ (1, 2, 3), ta được: x = z = 0,15; y = 0,1 Vậy % khối lượng: m (Mg) = 24.0,15 = 3,6 (g) chiếm 24,49% m (Al) = 27.0,10 = 2,7 (g) chiếm 18,37% m (Fe) = 56.0,15 = 8,4 (g) chiếm 57,14% - Cho ddB + NaOH dư, nung kết tủa không khí thu rắn gồm (MgO, Fe2O3) m = 18 gam Cho A + dd CuSO4 dư: Giả sử cho 14,7 gam A tác dụng với CuSO4 dư: Mg + CuSO4 → MgSO4 + Cu (1) 0,15 0,15 2Al + 3CuSO4 → Al2(SO4)3 + 3Cu (2) 0,1 0,15 Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu (3) 0,15 0,15 Số mol khí NO: 26,88/22,4 = 1,2 mol 3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O (4) (1,2 3/2= 1,8) mol 1,2 mol 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Theo (1, 2, 3): Cứ 0,45 mol Cu giải phóng ra, khối lượng hỗn hợp A phải có 14,7 gam Vậy theo (4): 1,8 mol Cu bị hòa tan bởi HNO3 thì khối lượng hỗn hợp A là: mA = 14,7 1,8/ 0,45 = 58,8 gam 0,25 Câu (2,25 điểm) Phần 1(1 điểm) Nội dung trình bày Sơ đồ các quá trình phản ứng: - (Cu, Fe) + O2  → (CuO, FeO, Fe2O3, Fe3O4) - (CuO, FeO, Fe2O3, Fe3O4) + H2SO4  → Muối sunfat + H2O Từ quá trình => số mol H2SO4 phản ứng = số mol oxi oxit BTKL: moxi = 39,2 – 29,6 = 9,6(g) => nO = 9, = 0, 6(mol ) 16 0,25 0,25 => số mol H2SO4 phản ứng = 0,6 (mol) BTKL và BTNT: Khối lượng muối = khối lượng kim loại + khối lượng gốc sunfat => mmuối = 29,6 + 96 0,6 = 87,2 (g) Trong A: gọi a là số mol của SO  5a là số mol không khí (trong đó có 0,25 a mol O2 và 4a mol N2): nA = 6a mol Gọi a1 là số mol SO2 pư 0,25 2SO2 + O2 → 2SO3 Trước pư: Pư: 2(1,25 điểm) Điểm a 0,25 0,25 a a1 0,5 a1 a1 Sau pư khí B gồm: 0,25 SO2(a-a1) mol, O2(a-0,5a1) mol, SO3(a1) mol, N2(4a) mol: nB = (6a – 0,5 a1) mol BTKL: mA = mB Mặt khác : dA/B = 0,93  nB = 0,93nA 0,25 0,25  (6.a – 0,5.a1) = 0,93 6.a a1 = 0,84.a  h = a1.100%/a = 84% Câu (1,5 điểm) Phần 1.(1 điểm) Nội dung trình bày Gọi x, y tương ứng là số mol của Fe và H2SO4: Theo đề x = 0,375y Nếu H2SO4 loãng  có pư: Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 Theo pư: n(Fe) : n(H2SO4) = : trái với đề bài ( = 0,375)  Loại Vậy H2SO4 là đặc, nóng: 2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (1) Điểm 0,25 Fe + 2H2SO4 → FeSO4 + SO2 + 2H2O Có thể có: (2) ( có thể viết: Fe + Fe2(SO4)3 → 3FeSO4 ) Theo (1) : n(Fe) : n(H2SO4) = 1/3 Theo (2) : n(Fe) : n(H2SO4) = 1/2 Theo đề : n(Fe) : n(H2SO4) = 0,375  1/3 < 0,375 < 1/2  Xảy cả pư (1, 2), dung dịch có muối 0,25 Theo (1,2): số mol SO2 = số mol gốc SO4 muối Theo đề có y mol gốc SO4 axit tạo muối và tạo khí SO2 BTNT(S)Số mol gốc SO4 muối = số mol SO2 = y/2 = 0,5y 0,25 (mol) m(muối) = m(Fe) + m(gốc SO4) = 0,375y 56 + 0,5y 96 = 8,28  y = 0,12 (mol)  n(Fe) = 0,375.y = 0,045mol; n(SO 2) = 0,06 0,25 mol Vậy: m(Fe) = 0,045 56 = 2,52 gam Ta thấy: số mol H2SO4 phản ứng = 0,6 (mol) BTKL và BTNT: Khối lượng muối = khối lượng kim loại + khối lượng gốc sunfat => mmuối = 29, 6... N2(4a) mol: nB = (6a – 0,5 a1) mol BTKL: mA = mB Mặt khác : dA/B = 0 ,93  nB = 0 ,93 nA 0,25 0,25  (6.a – 0,5.a1) = 0 ,93 6.a a1 = 0,84.a  h = a1.100%/a = 84% Câu (1,5 điểm) Phần 1.(1 điểm)... 2, 3), ta được: x = z = 0,15; y = 0,1 Vậy % khối lượng: m (Mg) = 24.0,15 = 3,6 (g) chiếm 24, 49% m (Al) = 27.0,10 = 2,7 (g) chiếm 18,37% m (Fe) = 56.0,15 = 8,4 (g) chiếm 57,14% - Cho ddB +