SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Đề thi thức Đề thi có trang KỲ THI HỌC SINH GIỎI LỚP CẤP THÀNH PHỐ KHĨA THI NGÀY: 29.3.2018 Mơn thi: HĨA HỌC Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian phát đề) Câu 1: (5 điểm) 1.1 Xăng sinh học (xăng pha etanol), (etanol hay gọi rượu etylic) coi giải pháp thay cho xăng truyền thống Xăng pha etanol xăng pha lượng etanol theo tỉ lệ nghiên cứu như: xăng E85 (pha 85% etanol), E10 (pha 10% etanol), E5 (pha 5% etanol), - Tại xăng pha etanol gọi xăng sinh học ? Viết phương trình hóa học để chứng minh - Tại xăng sinh học coi giải pháp thay cho xăng truyền thống ? Biết đốt cháy kg xăng truyền thống cần 3,22 kg O2 1.2 Hình vẽ bên mơ tả thí nghiệm điều chế khí H2 phòng thí nghiệm, cho biết: - Hóa chất bình cầu (Y) bình thủy tinh (Z)? - Viết phương trình hóa học minh họa - Khí H2 thu phương pháp gì? Phương pháp dựa tính chất H2 ? 1.3 Có hidrocacbon A, B, C, D có cơng thức phân tử C4 H8 - A, B làm màu dung dịch brom nhanh, C làm chậm màu dung dịch brom, D khơng Biết A, B cộng H2 cho sản phẩm G Xác định CTPT A, B, C, D Câu 2: (6 điểm) 2.1 Từ dung dịch H2SO4 98% (khối lượng riêng 1,84 g/ml), dung dịch HCl 5M, nước cất dụng cụ cần thiết khác, trình bày cách pha chế 300ml dung dịch chứa hỗn hợp H2SO4 1M HCl 1M 2.2 Có chất rắn đựng lọ riêng biệt, nhãn là: Na2CO3, Na2SO4, MgCO3, BaCO3, BaSO4, CuSO4 Chỉ dùng thêm thuốc thử, nhận biết chất rắn phương pháp hóa học (viết phương trình hóa học phản ứng xảy ra) 2.3 - Một học sinh A dự định làm thí nghiệm pha lỗng H2SO4 sau Lấy lượng H2SO4 đặc cho vào cốc thủy tinh, sau đổ nước vào cốc khuấy đũa thủy tinh Cách làm thí nghiệm dự định học sinh A gây nguy hiểm nào? Hãy đưa cách làm giải thích - Nêu tượng xảy giải thích làm thí nghiệm sau: Cho đường kính trắng vào cốc thủy tinh, nhỏ từ từ 1-2 ml H2SO4 đặc vào Câu 3: (4 điểm) 3.1 Hỗn hợp X gồm Na, Ba, Na2O BaO Hòa tan 43,8 gam vào nước dư, thu 2,24 lít khí H2 (đktc) dung dịch Y, có chứa 41,04 gam Ba(OH)2 Hấp thụ hồn tồn 13,44 lít CO2 (đktc) vào dung dịch Y thu m gam kết tủa Tính m? 3.2 Hỗn hợp A gồm Fe, M MO (M kim loại có hóa trị cao 2, hydroxyt M khơng lưỡng tính) Chia 57,6 gam hỗn hợp A thành hai phần - Phần 1: Cho khí CO dư qua hỗn hợp A nung nóng để khử hồn tồn oxyt thành kim loại, thu hỗn hợp khí B, chất rắn C Dẫn B qua dung dịch nước vôi gam kết tủa dung dịch D Cho dung dịch NaOH 1M vào dung dịch D để đạt lượng kết tủa lớn lượng dung dịch NaOH cần dùng 20 ml Hòa tan chất rắn C dung dịch H2SO4 lỗng dư lại 16 gam chất rắn khơng tan - Phần 2: Hòa tan dung dịch HCl Sau thời gian thu dung dịch E, khí G chất rắn F gồm kim loại Cho dung dịch E tác dụng với dung dịch KOH dư, sau phản ứng hoàn toàn thu 17,1 gam kết tủa Hòa tan chất rắn F dung dịch H2SO4 đặc nóng, dư thu 5,936 lít khí SO2 (đktc, sản phẩm khử nhất) Xác định kim loại M? Câu 4: (5 điểm) 4.1 Cho bình chứa hỗn hợp khí X gồm metan (CH4), etilen (C2 H4) axetilen (C2 H2) Hãy trình bày phương pháp hóa học để tách riêng khí X 4.2 Đốt cháy 7,8 gam hidrocacbon A thu 13,44 lít CO2 (đktc) Biết tỷ khối A H2 39 Mặt khác 7,8 gam A tác dụng với AgNO3/ NH3 dư thu 29,2 gam kết tủa Tìm cơng thức cấu tạo A, biết A có mạch thẳng 4.3 Hỗn hợp X gồm ankin A (công thức CnH2n-2) anken B (có cơng thức CmH2m) Biết A, B có mạch thẳng Chia 11 gam X làm phần - Phần 1: Đốt cháy hoàn tồn thu 8,96 lít khí CO2 (đktc) - Phần 2: Hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch brom, thấy cần 200ml dung dịch Brom 1M a Tìm cơng thức phân tử A, B b Xác định công thức cấu tạo A, B biết A không phản ứng với dung dịch AgNO3/NH3 cho kết tủa HẾT Cho khối lượng nguyên tử nguyên tố: H =1; C = 12; O = 16; Na = 23; Mg = 24; S =32; Ca = 40; Fe = 56; Cu = 64; Br = 80; Ba = 137 Học sinh không phép sử dụng bảng tuần hồn ngun tố hóa học bảng tính tan HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ THI HSG HĨA HỌC LỚP 9, TP HỒ CHÍ MINH Năm học 2017-2018 -Câu 1.1 - Xăng pha etanol gọi xăng sinh học nguyên liệu sản xuất etanol để pha vào xăng có nguồn gốc từ thực vật (nhờ phản ứng lên men để sản xuất lượng lớn etanol) Loại thực vật thường trồng sử dụng để sản xuất etanol là: ngơ, lúa mì, đậu tương, củ cải đường,… Các phương trình hóa học: t ,Axit nC6 H12O6 (C6 H10O5 ) n nH 2O t ,Axit C12H22O11 + 2H2O C6H12O6 (glucozo)+ C6H12O6 (fructozo) men rỵu 2C2H5OH + 2CO2 C6H12O6 (glucozo) - Giả sử đốt kg etanol: t C2H6O2 + 3O2 2CO2 + 3H2O 46 3.32 kg 3.32 1 mO = 2, 087 kg < 3,22 kg 46 Như cháy 1kg etanol tiêu tốn lượng O2 đốt 1kg xăng truyền thống, đồng nghĩa với lượng khí thải (CO2) hơn, hạn chế đáng kể tình trạng nhiễm mơi trường Mặt khác, nguồn ngun liệu để sản xuất etanol lượng lớn không bị hạn chế trữ lượng xăng dầu truyền thống bị hạn chế Từ ưu điểm cho thấy dùng xăng sinh học giải pháp cần nhân rộng đời sống sản xuất để thay cho xăng truyền thống 1.2 Bình cầu (Z) chứa dung dịch HCl H2SO4 lỗng Chất rắn bình thủy tinh (Z) kim loại đứng trước hidro dãy hoạt động hóa học kim loại Ví dụ: Zn, Al Zn + 2HCl ZnCl2 + H2 Zn + H2SO4 loãng ZnSO4 + H2 -Phương pháp thu khí hình vẽ phương pháp đẩy nước (hay gọi dời chỗ nước) Khí H2 thu phương pháp đẩy nước dựa vào tính chất H2 tan nước 1.3 Các CTCT có C4H8 CH2=CH–CH2–CH3 (1) CH3–CH=CH–CH3 (2) (Chất đồng phân cis-trans, khơng xét) CH3 –C(CH3)=CH2 (3) H2 C CH2 CH2 (5) (4) H2 C CH2 H2C CH CH3 A, B làm màu d.dịch brom nhanh có sản phẩm cộng H2 nên A, B tương ứng với (1),(2) D không làm màu dung dịch brom D tương ứng với cấu tạo (4) C làm màu chậm dung dịch brom nên C tương ứng với cấu tạo (5) Câu 2.1 Số mol chất tan 300ml dung dịch hỗn hợp điều chế được: n H SO n HCl 0,3.1 0,3 mol 0,3 0,06 lít = 60ml 0,3.98.100 VddH SO 98% (cần lấy) = 16,3ml 98.1,84 Cách pha chế: - Cho 100ml nước cất vào cốc thủy tinh có vạch chia thể tích - Dùng dụng cụ hút lấy 60ml dung dịch HCl 5M cho từ từ vào cốc, khuấy cho tan hết Sau dùng dụng cụ hút lấy 16,3ml dung dịch H2SO4 98% cho từ từ vào cốc đó, khuấy cho tan - Thêm từ từ nước cất vào dung dịch hỗn hợp chạm vạch 300ml thu 300ml dung dịch H2SO4 1M HCl 1M 2.2 Trích mẫu chất rắn để làm thí nghiệm - Nung nóng chất rắn phân biệt nhóm chất + Nhóm có khí BaCO3 MgCO3 (Nhóm A) VddHCl 5M (cần lấy) = t BaCO3 BaO + CO2 t MgCO3 MgO + CO2 + Nhóm lại BaSO4, Na2CO3, CuSO4, Na2SO4 (Nhóm B) - Hòa tan sản phẩm nung nhóm A vào nước dư, sản phẩm tan chất ban đầu BaCO3, sản phẩm khơng tan chất ban đầu MgCO3 BaO + H2O Ba(OH)2 - Hòa tan chất nhóm B vào nước dư, mẫu không tan BaSO4 Mẫu tan thành dung dich màu xanh CuSO4, mẫu tan thành dung dịch không màu Na2CO3 Na2SO4 (nhóm C) - Thử dung dịch nhóm C dung dịch Ba(OH)2, lọc kết tủa làm khơ nung nóng Nếu có khí mẫu ban đầu Na2CO3, mẫu lại Na2SO4 Ba(OH)2 + Na2CO3 BaCO3 + 2NaOH Ba(OH)2 + Na2SO4 BaSO4 + 2NaOH t BaCO3 BaO + CO2 Lưu ý: Có thể dùng dung dịch H2SO4 loãng dư để thử lượng nhỏ mẫu + Mẫu không tan BaSO4 + Mẫu có khí xuất kết tủa mẫu BaCO3 + Mẫu xuất dung dịch màu xanh CuSO4 (tan vật lý) + Mẫu tạo dung dịch khơng màu khơng có khí mẫu Na2SO4 (tan vật lý) + Các mẫu có khí mà khơng có kết tủa MgCO3, Na2CO3 Phương trình hóa học: BaCO3 + H2SO4 lỗng BaSO4 + H2O + CO2 MgCO3 + H2SO4 loãng MgSO4 + H2O + CO2 Na2CO3 + H2SO4 loãng Na2SO4 + H2O + CO2 - Đem mẫu lại nung nóng, mẫu có khí MgCO3 Mẫu lại Na2CO3 t0 BaCO3 BaO + CO2 2.3 - Cách làm thí nghiệm theo dự định học sinh A bị bỏng axit Vì H2SO4 tan mạnh nước tỏa nhiều nhiệt Nếu ta rót nước vào H2SO4, làm nước sơi đột ngột gây tượng giọt axit bắn xung quanh gây nguy hiểm Đề xuất cách làm đúng: Cho vào cốc thủy tinh lượng nước đủ lớn, sau cho từ từ H2SO4 đặc vào cốc nước, dùng đũa thủy tinh khuấy nhẹ Vì làm lúc cốc có lượng nước lớn nhiều so với lượng axit, nhiệt tỏa hòa tan bị nước hấp thu, nước không bị sôi đột ngột nên khơng có tượng bắn giọt axit - Cho 1-2 ml H2SO4 đặc vào cốc chứa đường kính trắng màu trắng đường chuyển dần sang màu vàng, sau hóa nâu cuối có chất rắn xốp màu đen Có bọt khí sinh đẩy khối chất rắn màu đen lên miệng cốc Giải thích: H2SO4 đặc hút nước (bằng cách tách H O từ phân tử đường) nên lại cacbon (màu đen, xốp) Cacbon tác dụng với H2SO4 đặc tạo hỗn hợp khí gây sủi bt v y than lờn trờn H SO4 đặc C12H22O11 12C + 11H2O C + 2H2SO4 đặc 2SO2 + CO2 + 2H2O Câu 3: 2, 24 13, 44 41,04 0,1(mol) ; n Ba(OH) 0, 6(mol) 3.1 n H 0, 24 mol ; n CO 2 22, 22, 171 Phản ứng X với H2O Na2O + H2O 2NaOH BaO + H2O Ba(OH)2 2Na + 2H2O 2NaOH + H2 Ba + 2H2O Ba(OH)2 + H2 Gọi x số mol NaOH x 0, 24.2 0,1.2 Bt mol H n H O (phản ứng) = (n NaOH 2n Ba(OH) n H ) (0,5x 0,34) mol 2 2 BTKL 43,8 + 18.(0,5x + 0,34) = 41,04 + 40x + 0,1.2 x = 0,28 mol (Ngoài cách em giải nhiều cách: Quy đổi X gồm chất, phân tích hệ số, sử dụng cơng thức trung bình, sử dụng quy tắc hóa trị ) Vì n Ba(OH) n NaOH 0,52 n CO 0, n OH 0, 76 Kết tủa BaCO3 bị tan phần 2 Các muối sau phản ứng gồm BaCO3, Ba(HCO3)2, NaHCO3 CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O 0,24 0,24 0,24 mol CO2 + NaOH NaHCO3 0,28 0,28 mol CO2 + H2O + BaCO3 Ba(HCO3)2 (0,6 – 0,52) 0,08 mol m = (0,24 – 0,08).197 = 31,52 gam 3.2 Mỗi phần A có khối lượng 28,8 gam -Phần 1: n NaOH 0, 02 mol ; nCaCO (lần 1) = 0,06 mol Khí B: CO2, CO dư ; rắn C gồm Fe M t CO + MO M + CO2 CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O 2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 Ca(HCO3)2 + NaOH CaCO3 + NaHCO3 + H2O Theo pư: n O (oxit kim loại) n CO n CaCO (lần 1) + 2n NaOH = 0,06 + 0,02.2 = 0,1 mol C + H2SO4 loãng dư lại 16 gam chất rắn khơng tan n Fe 28,8 16 0,1.16 0,2 mol 56 -Phần 2: nSO 0, 265 mol F gồm kim loại (Fe M) MO phản ứng hết MCl2 Mặt khác, kết tủa gồm chất kết tủa Fe(OH)2 toàn MCl2 bị Fe phản ứng hết MO + 2HCl MCl2 + H2O Fe + MCl2 FeCl2 + M Fe + 2HCl FeCl2 + H2 FeCl2 + 2KOH Fe(OH)2 + 2KCl 17,1 mol 0,19 90 t0 2Fe + 6H2SO4 đặc Fe2 (SO4)3 + 6H2O + 3SO2 (0,2-0,19) 0,015 (mol) t M + 2H2SO4 đặc MSO4 + 2H2O + SO2 0,25 (0,265 – 0,015) mol 16 Ta có: M = 64 (Cu) 0, 25 Câu 4: 4.1 Sơ đồ tách: C2 H2 ddBr ddAgNO / NH d 3 C H CH d C H , CH dd HCl C2 Ag C2 H2 CH Zn, ®un nãng C2 H 4Br2 C2H4 (Thực tế khí khỏi bình dung dịch AgNO3/NH3 lẫn NH3, muốn loại bỏ khí cần loại bỏ NH3 dung dịch H2SO4 loãng) 7,8 4.2 n A 0,1 mol ; n CO 0, 6mol n H 7,8 – 0,6.12 = 0,6 mol = nC 78 A: CnHn 13n = 78 n = CTPT A: C6H6 NH3 2C6H6 + aAg2O 2C6H6 – aAga + aH2O 0,1 0,1 mol 29, Ta có: 78 + 107a = 292 a = 0,1 1mol A với mol AgNO3/ NH3 A có liên kết ba CC đầu mạch CTCT A: CH C–CH2 –CH2 –CCH 4.3 Mỗi phần có khối lượng 5,5 gam -Phần 1: n CO 0, mol BT mol H n H 2O 5,5 – 0,4.12 n H 2O 0,35 mol 3n t0 O2 nCO2 + (n-1)H2O (1) n CO n H O n A 2 3m t0 CmH2m + O2 (2) n CO n H O mCO2 + mH2O 2 Từ (1,2) n ankin A n CO n H O 0, 05 mol CnH2n-2 + 2 -Phần 2: n Br 0,2 mol CnH2n-2 + 2Br2 CnH2n-2Br4 0,05 0,1 (mol) CmH2m + Br2 CmH2mBr2 0,1 (0,2-0,1) mol a Ta có 0,05n + 0,1m = 0,4 n + 2m = (*) điều kiện: n, m nguyên dương; n 2; m - Trường hợp 1: n = ; m = CTPT A, B là: C2 H2 , C3H6 - Trường hợp 2: n = ; n = CTPT A,B là: C4 H6, C2H4 b Vì A không phản ứng với dung dịch AgNO3/NH3 nên A khơng có liên kết ba đầu mạch trường hợp thỏa mãn CTCT A: CH3–CC–CH3 CTCT B: CH2 =CH2 -HẾT ĐÁP ÁN - ... sử dụng bảng tuần hồn ngun tố hóa học bảng tính tan HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ THI HSG HÓA HỌC LỚP 9, TP HỒ CHÍ MINH Năm học 2017 -2018 -Câu 1.1 - Xăng pha etanol gọi xăng sinh học nguyên liệu sản... 0,24 mol CO2 + NaOH NaHCO3 0 ,28 0 ,28 mol CO2 + H2O + BaCO3 Ba(HCO3)2 (0,6 – 0,52) 0,08 mol m = (0,24 – 0,08).197 = 31,52 gam 3.2 Mỗi phần A có khối lượng 28, 8 gam -Phần 1: n NaOH 0,... điều kiện: n, m nguyên dương; n 2; m - Trường hợp 1: n = ; m = CTPT A, B là: C2 H2 , C3H6 - Trường hợp 2: n = ; n = CTPT A,B là: C4 H6, C2H4 b Vì A khơng phản ứng với dung dịch AgNO3/NH3