Đề thi HSG Hóa 9 (Khánh hòa 2008-2009)

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH KHÁNH HÒA NĂM HỌC 2008 – 2009 MÔN THI : HÓA HỌC – CẤP THCS (Bảng A) ĐỀ THI CHÍNH THỨC Ngày thi : 20 – 3 – 2009 (Đề thi này có 2 trang) Thời gian làm bài : 150 phút (không kể thời gian phát đề) Câu 1 : 5,00 điểm 1) Cho sơ đồ sau : A B Ca(OH) 2 D C Chọn các chất A, B, C, D thích hợp và viết các phương trình hóa học để minh họa. 2) Có các bình mất nhãn đựng riêng biệt các chất khí : CO, CO 2 , H 2 , N 2 , C 2 H 4 ,CH 4 . Bằng phương pháp hóa học hãy chỉ ra bình nào đựng chất khí gì, viết phương trình hóa học minh họa. Câu 2 : 5,00 điểm 1) Khi nung hoàn toàn chất A thì thu được chất rắn B màu trắng và khí C không màu. Chất B phản ứng mãnh liệt với nước tạo thành chất D, dung dịch D làm đỏ phenolphtalein. Khí C làm vẫn đục dung dịch D. Khi cho chất rắn B tác dụng với cacbon ở nhiệt độ cao thì thu dược chất E và giải phóng khí F. Cho E tác dụng với nước thì thu được D và khí không màu G. Khí G cháy cho nước và khí C. Hãy xác định các chất A, B, C, D, E, F, G và viết các phương trình phản ứng xảy ra. 2) Hòa tan hoàn toàn một miếng bạc kim loại vào một lượng dư dung dịch HNO 3 15,75% thu được khí NO duy nhất và a gam dung dịch X. Trong dung dịch X nồng độ C% của AgNO 3 bằng nồng độ C% của HNO 3 dư. Thêm một lượng a gam dung dịch HCl 1,46% vào dung dịch X. Hãy xác định % lượng AgNO 3 tác dụng với HCl. Câu 3 : 5,00 điểm 1) Một hỗn hợp X gồm 2 kim loại A, B (có hóa trị II trong hợp chất). a) Nếu cho X tác dụng với dung dịch HCl vừa đủ rồi cô cạn dung dịch, thu được a gam hỗn hợp muối khan; nếu lấy cùng lượng X như trên cho tác dụng với dung dịch H 2 SO 4 loãng, vừa đủ, rồi cô cạn dung dịch thì thu được b gam hỗn hợp muối khan. Lập biểu thức tính tổng số mol của X theo a, b. b) Cho biết hai kim loại trong hỗn hợp X : A là Mg ; B là Zn ; b = 1,225a. Tính thành phần phần trăm về khối lượng của 2 kim loại trong X. 2) Một hỗn hợp Y gồm FeCl 3 và CuCl 2 hòa tan trong nước được dung dịch Y. Chia Y thành 2 phần bằng nhau. Phần 1 : Cho tác dụng với 0,3 lít dung dịch AgNO 3 1M tạo ra 31,57 gam kết tủa và dung dịch B. Phần 2 : Cho tác dụng với một lượng dung dịch NaOH 0,4M vừa đủ để kết tủa hết 2 hyđroxit. Kết tủa đem nung đến khối lượng không đổi tạo ra chất rắn nặng 7,2 gam. trang 1/2 a) Viết các phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra. Trong dung dịch B có chứa muối clorua không ? b) Tính khối lượng FeCl 3 , CuCl 2 trong hỗn hợp Y và thể tích dung dịch NaOH đã dùng. Câu 4 : 5,00 điểm 1) Đốt cháy hoàn toàn 3,08 gam hỗn hợp A gồm benzen và chất hữu cơ X có công thức C n H 2n+1 OH (n là số nguyên dương) trong V lít (đktc) không khí (dư). Sau phản ứng thu được 3,24 gam H 2 O và 65,744 lít (đktc) hỗn hợp khí Y. Cho Y qua dung dịch NaOH dư thấy còn lại 62,16 lit (đktc) hỗn hợp khí Z. Cho rằng không khí chỉ gồm có O 2 và N 2 . a) Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra và tìm công thức phân tử của X. b) Tính thành phần phần trăm về khối lượng của hỗn hợp A và tìm V. 2) Trung hòa x gam hỗn hợp 2 axit hữu cơ có công thức chung C n H 2n+1 COOH có tính chất tương tự axit axetic, cần V ml dung dịch NaOH nồng độ C (%), khối lượng riêng d(gam/ml). Đốt cháy hoàn toàn x gam hỗn hợp 2 axit trên thu được m gam CO 2 . a) Viết phương trình hóa học của các phản ứng trên và tính x theo V, C, d, m. b) Nếu V = 160 ; C = 20 ; d = 1,225 ; m =108,24. Tính giá trị của x. c) Biết khối lượng mol phân tử của 2 axit trên khác nhau 14 gam và các giá trị V, C, d, m như câu (b). Hãy tìm công thức phân tử của 2 axit. ------------------------------HẾT------------------------ Ghi chú : 1) Thí sinh được sử dụng máy tính cá nhân và bảng HTTH các nguyên tố hóa học. Giáo viên coi thi không giải thích gì thêm. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH trang 2/2 KHÁNH HÒA NĂM HỌC 2008 – 2009 MÔN THI : HÓA HỌC – CẤP THCS (Bảng A) ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHÍNH THỨC Ngày thi : 20 – 3 – 2009 Câu 1 : 5,00 điểm 1) Cho sơ đồ sau : A B Ca(OH) 2 D C Chọn các chất A, B, C, D thích hợp và viết các phương trình hóa học để minh họa. 2) Có các bình mất nhãn đựng riêng biệt các chất khí : CO, CO 2 , H 2 , N 2 , C 2 H 4 , CH 4 . Bằng phương pháp hóa học hãy chỉ ra bình nào đựng chất khí gì, viết phương trình hóa học minh họa. Giải câu 1 : Câu 1.1 Nội dung trả lời Điểm Chọn A : Ca(HCO 3 ) 2 , B : CaCl 2 , C : Ca(NO 3 ) 2 , D : CaCO 3 (Học sinh có thể chọn chất thích hợp khác) Các phương trình hóa học : Ca(OH) 2 + 2CO 2 → Ca(HCO 3 ) 2 Ca(OH) 2 + 2HCl → CaCl 2 + 2H 2 O Ca(OH) 2 + 2HNO 3 → Ca(NO 3 ) 2 + 2H 2 O Ca(OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 + H 2 O Ca(HCO 3 ) 2 + 2HCl → CaCl 2 + 2H 2 O + 2CO 2 CaCl 2 + 2AgNO 3 → Ca(NO 3 ) 2 + 2AgCl Ca(NO 3 ) 2 + Na 2 CO 3 → CaCO 3 + 2NaNO 3 CaCO 3 + H 2 O + CO 2 → Ca(HCO 3 ) 2 2,00 Câu 1.2 Dẫn lần lượt các khí qua dung dịch Ca(OH) 2 , trường hợp tạo thành kết tủa trắng là bình đựng khí CO 2 Ca(OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 + H 2 O 0,50 Dẫn từng khí còn lại qua dung dịch Br 2 , trường hợp làm mất màu dd B 2 là C 2 H 4 : C 2 H 4 + B 2 dd → C 2 H 4 Br 2 0,50 Đốt cháy các khí còn lại, khí không cháy là N 2 0,50 Khí cháy được mà sản phẩm không làm mờ tấm kính và làm đục dung dịch nước vôi trong là CO : 2CO + O 2 → 2CO 2 0,50 Khí cháy được mà sản phẩm làm mờ tấm kính và làm đục dung dịch nước vôi trong là CH 4 : CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O Ca(OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 + H 2 O 0,50 Khí cháy được mà sản phẩm làm mờ tấm kính và không làm đục dung dịch nước vôi trong là H 2 : 2H 2 + O 2 → 2H 2 O 0,50 Câu 2 : 5,00 điểm trang 3/2 1) Khi nung hoàn toàn chất A thì thu được chất rắn B màu trắng và khí C không màu. Chất B phản ứng mãnh liệt với nước tạo thành chất D, dung dịch D làm đỏ phenolphtalein. Khí C làm vẫn đục dung dịch D. Khi cho chất rắn B tác dụng với cacbon ở nhiệt độ cao thì thu dược chất E và giải phóng khí F. Cho E tác dụng với nước thì thu được D và khí không màu G. Khí G cháy cho nước và khí C. Hãy xác định các chất A, B, C, D, E, F, G và viết các phương trình phản ứng xảy ra. 2) Hòa tan hoàn toàn một miếng bạc kim loại vào một lượng dư dung dịch HNO 3 15,75% thu được khí NO duy nhất và a gam dung dịch X. Trong dung dịch X nồng độ C% của AgNO 3 bằng nồng độ C% của HNO 3 dư. Thêm một lượng a gam dung dịch HCl 1,46% vào dung dịch X. Hãy xác định % lượng AgNO 3 tác dụng với HCl. Giải câu 2 : Câu 2.1 Nội dung trả lời Điểm Xác định các chất : A : CaCO 3 , B : CaO, C : CO 2 , D : Ca(OH) 2 , E : CaC 2 , F : CO , G : C 2 H 2 1,00 Các phương trình hóa học : CaCO 3 0 t C → CaO + 2CO 2 (1) CaO + 2H 2 O → Ca(OH) 2 (2) Ca(OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 + H 2 O (3) CaO + 3C 0 t C → CaC 2 + CO (4) CaC 2 + 2H 2 O → Ca(OH) 2 + C 2 H 2 (5) C 2 H 2 + 2,5O 2 → 2CO 2 + H 2 O (6) 1,50 Câu 2.2 Giả sử có 100 gam dung dịch HNO 3 → số mol HNO 3 = 0,25 mol 0,25 Gọi số mol Ag phản ứng là x (mol) , ta có : 3Ag + 4HNO 3 → 3AgNO 3 + NO + 2H 2 O (1) x 4x/3 x x/3 0,25 Khối lượng dung dịch sau phản ứng là : a = 100 + 108x - 30x/3 = ( 98x + 100) gam 0,25 Do C% HNO 3 dư = C%AgNO 3 trong dung dịch X, nên : 4x (0,25 ) 170x.100 3 .63.100 98x 100 98x 100 − = + + Giải được : x = 0,062 (mol) → a = 106,076 (gam) 0,75 Khi thêm HCl vào dung dịch X, xảy ra phản ứng : HCl + AgNO 3 → AgCl + HNO 3 (2) 0,25 nHCl = 1,46 . 106,076/36,5 . 100 = 0,0424 (mol) Vậy % AgNO 3 phản ứng với HCl là : 0,0424 x 100/0,062 ; 68,39% 0,75 Câu 3 : 5,00 điểm 1) Một hỗn hợp X gồm 2 kim loại A, B (có hóa trị II trong hợp chất). a) Nếu cho X tác dụng với dung dịch HCl vừa đủ rồi cô cạn, thu được a gam hỗn hợp muối khan; nếu lấy cùng lượng X như trên cho tác dụng với dung dịch H 2 SO 4 loãng, vừa đủ, rồi cô cạn thì thu được b gam muối khan. Lập biểu thức tính tổng số mol của X theo a, b. b) Cho biết hai kim loại trong X : A là Mg ; B là Zn ; b = 1,225a. Tính thành phần phần trăm về khối lượng của 2 kim loại trong X. 2) Một hỗn hợp Y gồm FeCl 3 và CuCl 2 hòa tan trong nước được dung dịch Y. Chia Y thành 2 phần bằng nhau. trang 4/2 Phần 1 : Cho tác dụng với 0,3 lít dung dịch AgNO 3 1M tạo ra 31,57 gam kết tủa và dung dịch B. Phần 2 : Cho tác dụng với một lượng dung dịch NaOH 0,4M vừa đủ để kết tủa hết 2 hyđroxit. Kết tủa đem nung đến khối lượng không đổi tạo ra chất rắn nặng 7,2 gam. a) Viết các phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra. Trong dung dịch B có chứa muối clorua không ? b) Tính khối lượng FeCl 3 , CuCl 2 trong hỗn hợp Y và thể tích dung dịch NaOH đã dùng. Giải câu 3 : Câu 3.1 Nội dung trả lời Điểm 3.1a Gọi khối lượng mol nguyên tử của A, B lần lượt là M A (gam) , M B (gam) và số mol tương ứng trong hỗn hợp X là x , y. * Ta có sơ đồ phản ứng : A (hoặc B) → ACl 2 ( hoặc BCl 2 ) Cứ x (mol) A tạo ra x (mol) ACl 2 hay (M A + 71)x (gam) ACl 2 y (mol) B tạo ra y (mol) BCl 2 hay (M B + 71)y (gam) BCl 2 Ta có : (M A + 71)x + (M B + 71)y = a (I) * Ta có sơ đồ phản ứng : A (hoặc B) → ASO 4 ( hoặc BSO 4 ) Cứ x (mol) A tạo ra x (mol) ASO 4 hay (M A + 96)x (gam) ASO 4 y (mol) B tạo ra y (mol) BSO 4 hay (M B + 96)x (gam) BSO 4 Ta có : (M A + 96)x + (M B + 96)y = b (II) Giải hệ (I) và (II) ta có : x + y = (b – a)/25 (III) 0,25 0,50 0,50 0,25 3.1b Thay giá trị b = 1,225a vào (III) ta có : x + y = (1,225a – a)/25 = 0,009a (IV) Thay giá trị M A = 24 ; M B = 65 vào (I) ta có : 95x + 136y = a (V) Giải (IV) và (V), tìm ra : x = 0,224a/41 ; y = 0,145a/41 Thành phần phần trăm về khối lượng của 2 kim loại là : %Mg = 0,224a.24 .100 (0,224a.24 0,145a.65)+ = 36,32% %Zn = 100% - 36,32% = 63,68% 1,00 Câu 3.2 3.2a * Các phương trình phản ứng : FeCl 3 + 3AgNO 3 → Fe(NO 3 ) 3 + 3AgCl (1) CuCl 2 + 2AgNO 3 → Cu(NO 3 ) 2 + 2AgCl (2) FeCl 3 + 3NaOH → Fe(OH) 3 + 3NaCl (3) CuCl 2 + 2NaOH → Cu(OH) 2 + 2NaCl (4) 2Fe(OH) 3 0 t C → Fe 2 O 3 + 3H 2 O (5) 2Cu(OH) 2 0 t C → CuO + H 2 O (6) * Số mol AgNO 3 = 0,3.1 = 0,3 (mol) (I) Số mol AgCl kết tủa = 31,57/143,5 = 0,22 (mol) (II) Theo (1) và (2) : số mol AgNO 3 = Số mol AgCl kết tủa Từ (I) và (II) , suy ra trong dung dịch B có AgNO 3 dư = 0,08 mol. Vậy dung dịch B không còn chứa muối clorua ở dạng dung dịch. 0,75 0,75 3.2b Gọi số mol FeCl 3 và CuCl 2 trong từng phần lần lượt là x, y. Theo (1), (2) ta có : 3x + 2y = 0,22 (III) Theo (3), (4), (5), (6) thì khối lượng chất = khối lượng Fe 2 O 3 + khối lượng CuO = 7,2 gam → 160x/2 + 80y = 7,2 (IV) Giải (III), (IV) được : x = 0,04 ; y = 0,05 Vậy khối lượng FeCl 3 =162,5.0,04.2 = 13 (gam) trang 5/2 Vậy khối lượng CuCl 2 =135.0,05.2 = 13,5 (gam) 0,75 Số mol NaOH đã dùng : 3x + 2y = 3.0,04 + 2.0,05 = 0,22 Thể tích dung dịch NaOH : 0,22/04 = 0,55 lit = 550ml 0,25 Câu 4 : 5,00 điểm 1) Đốt cháy hoàn toàn 3,08 gam hỗn hợp A gồm benzen và chất hữu cơ X có công thức C n H 2n+1 OH (n là số nguyên dương) trong V lít (đktc) không khí (dư). Sau phản ứng thu được 3,24 gam H 2 O và 65,744 lít (đktc) hỗn hợp khí Y. Cho Y qua dung dịch NaOH dư thấy còn lại 62,16 lit (đktc) hỗn hợp khí Z. Cho rằng không khí chỉ gồm có O 2 và N 2 . a) Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra và tìm công thức phân tử của X. b) Tính thành phần phần trăm về khối lượng của hỗn hợp A và tìm V. 2) Trung hòa x gam hỗn hợp 2 axit hữu cơ có công thức chung C n H 2n+1 COOH có tính chất tương tự axit axetic, cần V ml dung dịch NaOH nồng độ C (%), khối lượng riêng d(gam/ml). Đốt cháy hoàn toàn x gam hỗn hợp 2 axit trên thu được m gam CO 2 . a) Viết phương trình hóa học của các phản ứng trên và tính x theo V, C, d, m. b) Nếu V = 160 ; C = 20 ; d = 1,225 ; m =108,24. Tính giá trị của x. c) Biết khối lượng mol phân tử của 2 axit trên khác nhau 14 gam và các giá trị V, C, d, m như câu b). Hãy tìm công thức phân tử của 2 axit. Giải câu 4 : Câu 4.1 Nội dung trả lời Điểm 4.1a Số mol H 2 O = 3,24/18 = 0,18 (mol) Số mol hỗn hợp Y = 65,744/22,4 = 2,935 (mol) Số mol hỗn hợp khí Z = 62,16/22,4 = 2,775 (mol) Phương trình hóa học : C 6 H 6 + 7,5O 2 → 6CO 2 + 3H 2 O (1) C n H 2n+1 OH + 3n/2O 2 → nCO 2 + (n+1)H 2 O (2) CO 2 + 2NaOH → Na 2 CO 3 + H 2 O (3) Gọi số mol C 6 H 6 , C n H 2n+1 OH lần lượt là x, và y. Ta có : 78x + (14n + 18)y = 3,08 (I) Theo (1) và (2), ta có : Số mol H 2 O = 3x + (n+1)y = 0,18 (II) Số mol CO 2 = 6x + ny Số mol O 2 phản ứng = 7,5x + 1,5ny * Hỗn hợp khí Y gồm : CO 2 ; O 2 (dư) ; N 2 không phản ứng. Hỗn hợp Z gồm : O 2 (dư) ; N 2 không phản ứng. Số mol CO 2 = 2,935 - 2,775 = 0,16 = 6x + ny (III) Giải hệ, tìm được n = 2 Vậy công thức của hợp chất hữu cơ X là : C 2 H 5 OH → x = 0,01 ; y = 0,05 0,25 0,50 0,50 0,25 4.1b Thành phần % về khối lượng của hỗn hợp A là : %C 6 H 6 = 0,01.78.100/3,08 = 25,32% %C 2 H 5 OH = 0,05.46.100/3,08 = 74,68% Số mol O 2 phản ứng là : 7,5.0,01 + 1,5.2.0,05 = 0,225 mol Thể tích không khí V = thể tích O 2 phản ứng + thể tích O 2 dư + thể tích N 2 = 0,225.22,4 + thể tích Z = 6,72 + 62,16 = 67,2 lít. 1,00 trang 6/2 Câu 4.2 4.2a Gọi công thức tương đương của 2 axit là : C n H 2n+1 COOH Và P là số mol tương ứng với x gam hỗn hợp. Khối lượng axit = x = (14n + 46)P (I) C n H 2n+1 COOH + NaOH → C n H 2n+1 COONa + H 2 O (1) Theo (1), số mol axit = số mol NaOH → P = V.C.d/4000 (II) C n H 2n+1 COOH + (3n+1)/2O 2 → (n+1)CO 2 + (n+1)H 2 O (2) Theo (2), khối lượng CO 2 : m = [(n+1)P].44 = 44nP + 44P → 44nP = m – 44P → n = 1 44 m P − (III) Thay (III) vào (I) : x = [14(m/44P-1) + 46P] = (14m/44) – 14P + 46P = (7m/22) + 32P Thay (II) vào ta có : x = (7m/22) + (32V.C.d/4000) = (7m/22) + 0,008 V.C.d. 1,25 4.2b Thay các giá trị V = 160 ; C = 20 ; d = 1,225, m = 108,24 vào ta có : x = (7.108,24/22) + 0,008.160.20.1,225 = 65,8 gam 0,50 4.2c Khối lượng mol phân tử của 2 axit trên khác nhau 14 gam, chứng tỏ phân tử hơn kém nhau 1 nhóm CH 2 Theo (2) suy ra : 108,24.(14n + 46) = 65,8.44(n+1) Giải ra : n = 1,51. như vậy, hai axit có số nguyên tử C trong góc hiđrocacbon là 1 và 2 Vậy công thứcphân tử của 2 axit là : CH 3 COOH và C 2 H 5 COOH 0,75 trang 7/2 . KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH KHÁNH HÒA NĂM HỌC 2008 – 20 09 MÔN THI : HÓA HỌC – CẤP THCS (Bảng A) ĐỀ THI CHÍNH THỨC Ngày thi : 20 – 3 – 20 09 (Đề thi. KHÁNH HÒA NĂM HỌC 2008 – 20 09 MÔN THI : HÓA HỌC – CẤP THCS (Bảng A) ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHÍNH THỨC Ngày thi : 20 – 3 – 20 09 Câu 1 : 5,00 điểm 1) Cho sơ đồ sau