Nguyễn Đình Hành ( ST) SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANHHÓAĐề chính thức KỲ THI HỌC SINH GIỎI TỈNH NĂM HỌC 2009 - 2010 Môn thi: HÓA HỌC Lớp 9 - THCS Thời gian: 150 phút (Không kể thời gian giao đề) Câu 1: (5,5 điểm) 1. Hoàn thành sơ đồ chuyển hóa sau: (Mỗi mũi tên là một phương trình hóa học) Fe → FeCl 3 € FeCl 2 → Fe(OH) 2 → Fe(OH) 3 → Fe 2 O 3 → Fe 3 O 4 → FeSO 4 2. Có một hỗn hợp bột gồm các oxit: K 2 O, Al 2 O 3 , BaO. Bằng phương pháp hóa học hãy tách riêng từng kim loại ra khỏi hỗn hợp trên. 3. Dung dịch A chứa a mol CuSO 4 và b mol FeSO 4 . Xét ba thí nghiệm sau: Thí nghiệm 1: Thêm c mol Mg vào dung dịch A, sau phản ứng thu được dung dịch 3 muối. Thí nghiệm 2: Thêm 2c mol Mg vào dung dịch A, sau phản ứng thu được dung dịch 2 muối. Thí nghiệm 3: Thêm 3c mol Mg vào dung dịch A, sau phản ứng thu được dung dịch 1 muối. a. Tìm mối quan hệ của a, b, c trong từng thí nghiệm. b. Nếu a = 0,2; b = 0,3 và số molo của Mg là 0,4 thì khối lượng chất rắn thu được sau phản ứng là bao nhiêu? Câu 2: (5,5 điểm). 1. Một hợp chất hữu cơ có công thức dạng C x H y O z (x ≤ 2) tác dụng với NaOH. Hãy xác định công thức cấu tạo và viêt phương tình hóa học xảy ra giữa các chất trên với NaOH. 2. Trình bày phương pháp hóa học phân biệt các bình khí sau: H 2 , CH 4 , C 2 H 4, CO 2 , SO 2 . Viêt phương trình hóa học xảy ra. 3. Axit A là chất rắn, màu trắng, dễ tan trong nước. Oxit B tác dụng với dung dịch nước của A tạo nên hợp chất C màu trắng, không tan trong nước. Khi nung C với cát và than ở nhiệt độ cao thu được đơn chất có trong thành phần của A. Xác định công thức của A, B, C và viêt phương trình hóa học xảy ra. Câu 3: (4,5 điểm). Hỗn hợp X gồm hai muối cacbonat của hai kim loại nhóm IIA thuộc 2 chu kỳ kế tiêp nhau trong bảng tuần hoàn. Hòa tan 3,6 gam hỗn hợp X bằng dung dịch HNO 3 dư, thu được khí Y. cho toàn bộ lượng khí Y hấp thụ hết bởi dung dịch Ba(OH) 2 dư thu được 7,88 gam kết tủa. a. Hãy xác định công thức của hai muối và tính thành phần % về khối lượng mỗi muối trong X. b. Cho 7,2 gam hỗn hợp X và 6,96 gam FeCO 3 vào một bình kín chứa 5,6 lit không khí (đktc). Nung bình ở nhiệt độ cao để phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được hỗn hợp khí Z. Tính thành phần % theo số mol các chất trong Z. c. Tính thể tích dung dịch HNO 3 2M tối thiểu cần dùng đểhòa tan hết hỗn hợp chất rắn thu được sau khi nung. Giả sử trong không khí oxi chiếm 1/5 và nitơ chiếm 4/5 về thể tích. Câu 4: (4,5 điểm). 1. Đốt cháy hoàn toàn 9,2 gam hợp chất hữu cơ A chứa C, H, O rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy đi qua bình đựng H 2 SO 4 đặc và bình 2 đựng nước vôi trong dư. Sau khi kết thúc thí nghiệm thấy khối lượng bình 1 tăng 10,8 gam và bình 2 tăng 17,6 gam. Xác định công thức phân tử của A và viết công thức cấu tạo có thể có của A. 2. A là rượu đa chức có công thức R(OH) n (R là gốc hidrocacbon). cho 12,8 gam dung dịch rượu A (trong nước) có nồng độ 71,875% tác dụng với Na dư thu được 5,6 lit H 2 (ở đktc). Xác định công thức phân tử của A, biết khối lượng phân tử của A là 92 đ.v.C. Cho: H = 1; C = 12; N = 14; O = 16; Na = 23; Mg = 24; S = 32; Ba =137; Fe = 56; Cu = 64 ------ HẾT ----- 1 Nguyễn Đình Hành ( ST) SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANHHOÁ HƯỚNG DẪN CHẤM (Đề chính thức) Kú thi häc sinh giái tØnh Năm học: 2009-2010 Môn thi: HÓA HỌC Lớp 9 - THCS Ngày thi: 24/03/2010 NỘI DUNG Điểm Câu 1 5,5 1. Viết đúng 1 pthh được 0,25 điểm . 2. Cho từ từ dung dịch KOH dư vào hỗn hợp trên thu được hỗn hợp dung dịch muối và kiềm dư (A) K 2 O +2H 2 O → 2KOH BaO + 2H 2 O → Ba(OH) 2 Al 2 O 3 + 2KOH → 2KAlO 2 + H 2 O Ba(OH) 2 + Al 2 O 3 → Ba(AlO 2 ) 2 + H 2 O Thổi khí CO 2 dư vào A CO 2 + KOH → KHCO 3 CO 2 + Ba(OH) 2 → Ba(HCO 3 ) 2 CO 2 + KAlO 2 + 2H 2 O → Al(OH) 3 + KHCO 3 2CO 2 + Ba(AlO 2 ) 2 + 4H 2 O → 2Al(OH) 3 + Ba(HCO 3 ) 2 Lọc lấy Al(OH) 3 nung đến hoàn toàn rồi điện phân nóng chảy nhôm oxit thu được nhôm 2Al(OH) 3 0 t c → Al 2 O 3 + 3H 2 O 2Al 2 O 3 dpnc → 4Al +3O 2 …………………………………………… . Cho KOH dư vào dung dịch chứa các muối KHCO 3 , Ba(HCO 3 ) 2 KHCO 3 + 2KOH → K 2 CO 3 + H 2 O Ba(HCO 3 ) 2 + 2KOH → K 2 CO 3 + BaCO 3 ↓ + 2H 2 O Lọc lấy kết tủa cho phản ứng với dung dịch HCl dư cô cạn dung dịch rồi điện phân nóng chảy được Ba BaCO 3 + 2HCl → BaCl 2 + H 2 O + CO 2 BaCl 2 dpnc → Ba + Cl 2 . Cho dung dịch còn lại phản ứng với dung dịch HCl dư cô cạn dung dịch rồi điện phân nóng chảy được K K 2 CO 3 + 2HCl → 2KCl + H 2 O 2KCl dpnc → 2 K + Cl 2 3. TN 1 : Thu được 3 muối nên CuSO 4 còn dư: Mg + CuSO 4 → MgSO 4 + Cu c a => c < a: dung dịch chứa CuSO 4 , MgSO 4 , FeSO 4 TN 2 : Thu được 2 muối: Mg + CuSO 4 → MgSO 4 + Cu 2 c a Khi a = 2c: dung dịch có 2 muối là MgSO 4 và FeSO 4 Mg + FeSO 4 → MgSO 4 + Fe 2c-a b Khi b > 2c-a thì dung dịch có 2 muối MgSO 4 và FeSO 4 dư 2,0 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 2 Nguyễn Đình Hành ( ST) Vậy a ≤ 2c < a+b TN 3 : Thu được 1 muối Khi 3c ≥ a+b dung dịch chỉ có 1 muối MgSO 4 …………………………… Mg + CuSO 4 → MgSO 4 + Cu 0,2 0,2 0,2 Mg + FeSO 4 → MgSO 4 + Fe 0,2 0,2 0,2 mchất rắn = 64.0,2 + 0,2.56 = 24 gam …………………………………… 0,5 0,5 Câu 2 5,5 1. Các chất hữu cơ là: HCOOH, CH 3 COOH, HOOC-COOH, O=CH-COOH, HO-CH 2 -COOH, HCOOCH 3 . Viết đúng 1 pthh được 0,125 điểm . 2. - Cho các chất khí trên tác dụng vơí dung dịch nước brom ta nhận biết được SO 2 và C 2 H 4 : (làm mất màu dung dịch nước brom) 2SO 2 + 2H 2 O +Br 2 → H 2 SO 4 + 2HBr C 2 H 4 +Br 2 → C 2 H 4 Br 2 - Lấy sản phẩm thu được tác dung với dung dịch BaCl 2 ; nhận được SO 2 do H 2 SO 4 tạo kết tủa với BaSO 4 , còn lại là C 2 H 4 BaCl 2 + H 2 SO 4 → BaSO 4 + 2HCl - Cho 3 khí H 2 , CH 4 , CO 2 còn lại tác dụng với dung dịch Ca(OH) 2 dư thì: + Khí tạo kết tủa là: CO 2. …………………………… . + khí không có hiện tượng là: H 2 ,CH 4 Ca(OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 + H 2 O + Đốt 2 khí còn lại rồi dẫn sản phẩm qua dung dịch nước vôi trong, nếu tạo kết tủa trắng nhận biết được khí đầu là CH 4 còn lại là H 2 CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O 2H 2 + O 2 → 2H 2 O Ca(OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 + H 2 O . 3. A: H 3 PO 4 ; B: CaO; C: Ca 3 (PO 4 ) 2 Các pthh: 3CaO + 2H 3 PO 4 → Ca 3 (PO 4 ) 2 + 3H 2 O Ca 3 (PO 4 ) 2 + 3SiO 2 +5C → 2P + 3CaSiO 3 + 5CO . 0,75 0,75 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 1,0 Câu 3 4,5 a. Đặt công thức chung của 2 muối là: MCO 3 MCO 3 + 2HNO 3 → M(NO 3 ) 2 + H 2 O + CO 2 Số mol 2 muối trong X bằng số mol khí Y. số mol BaCO 3 = 0,04 Khi Y vào dung dịch Ba(OH) 2 dư chỉ tạo ra BaCO 3 CO 2 + Ba(OH) 2 → BaCO 3 + H 2 O KLPT trung bình 2 muối là 3,6: 0,04 = 90 => M = 90 – 60 = 30. Suy ra hai kim loại là Mg (M = 24) và Ca (M = 40). ……………………… Đặt số mol MgCO 3 và CaCO 3 lần lượt là x, y mol x + y = 0,04 (a) 84x + 100y = 3,6 (b) Giải (a)(b) được: x = 0,025; y = 0,015 Tính được MgCO 3 = 58,33%; CaCO 3 = 41,67% 1,0 1,0 3 Nguyễn Đình Hành ( ST) b. Số mol FeCO 3 = 6,96: 116 = 0,06; số mol O 2 = 0,05; số mol N 2 = 0,2 Khi nung bình ở nhiệt độ cao thì 3 muối bị phân hủy: MgCO 3 0 t → MgO + CO 2 (1) CaCO 3 0 t → CaO + CO 2 (2) Số mol CO 2 do A tạo ra = số mol X tức là bằng 0,08 mol FeCO 3 cùng bị phân hủy thành FeO và CO 2 sau đó FeO bị oxi hóathành Fe 2 O 3 . 4FeCO 3 + O 2 0 t → 2Fe 2 O 3 + 4CO 2 (3) Vì O 2 dư nên FeCO 3 biết hết thành Fe 2 O 3 Theo (3): nCO 2 sinh ra = 0,08 mol Tổng số mol khí trong bình sau phản ứng là: nC = 0,035 + 0,2 + 0,06 + 0,08 = 0,1875 mol Trong đó: Số mol O 2 dư = 0,05 – 0,0015 = 0,035 mol %O 2 = 9,33% . Số mol CO 2 = 0,06 + 0,08 = 0,14 mol %CO 2 = 37,33% . Số mol N 2 = 0,2 %N 2 = 53,34% c. Hòa tan hỗn hợp sau khi nung MgO + 2HNO 3 Mg(NO 3 ) 2 + H 2 O CaO + 2HNO 3 Ca(NO 3 ) 2 + H 2 O Fe 2 O 3 + 6HNO 3 2Fe(NO 3 ) 3 + 3H 2 O . Số mol HNO 3 cần dùng là 2.0,08 + 6.0,03 = 0,34 mol Vậy thể tích HNO 3 cần dùng ít nhất là 0,34: 2 = 0,17 (lít) . 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Câu 4 4,5 1.Khối lượng tăng lên ở bình H 2 SO 4 là khối lượng của H 2 O, tăng lên ở bình đựng nước vôi trong là khối lượng của CO 2 Ta có : nCO 2 = 0,4 mC= 4,8 gam nH 2 O = 0,6 mH= 1,2 gam Vậy mO = 9,2 – 4,8 -1,2 = 3,2 gam . Ta có tỉ lệ: n C : n H : n O = 12 8,4 : 1 2,1 : 16 2,3 = 0,2: 0,6: 0,1 = 2: 6: 1 Công thức thực nghiệm của D là C 2n H 6n O n . . Ta có: 6n ≤ 2×2n + 2⇔ n ≤ 1 và n nguyên dương ⇒ n = 1 ⇒ Công thức phân tử của D là C 2 H 6 O . ⇒ Công thức cấu tạo có thể có của D: CH 3 -CH 2 OH; CH 3 -O-CH 3 . 2. M R > 0; n > 0; nguyên. m A = 9,2 gam; n A = 0,1 mol mH 2 O = 3,6 gam; nH 2 O = 0,2 mol. Phản ứng hoá học: 2H 2 O + 2Na → 2NaOH + H 2 (1) 2 R(OH) n + 2nNa → R(ONa) n + nH 2 (2) . Từ (1), (2): nH 2 = 0,1+ 0,05n = 0,25 mol. Giải ra ta có: n =3. Ta có: M A = M R + 17n = 92 M R = 41. Gọi công thức của R là: C x H y (x, y > 0; nguyên) M R = 12x + y = 41. Thỏa mãn: x = 3, y = 5. 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 4 Nguyễn Đình Hành ( ST) Vậy công thức A: C 3 H 5 (OH) 3 . . 0,5 Ghi chú: - Thí sinh làm các cách khác nếu đúng thì cho điểm tối đa ứng với các phần tương đương đương. - Trong phương trình hoá học nếu sai công thức không cho điểm; nếu không cân bằng hoặc thiếu điều kiện phản ứng thì trừ 1/2 sổ điểm của phương trình đó. Với bài toán dựa vào phương trình hoá học để giải , nếu cân bằng phương trình sai thì không cho điểm bài toán kể từ khi sai. 5 . ĐÀO TẠO THANH HÓA Đề chính thức KỲ THI HỌC SINH GIỎI TỈNH NĂM HỌC 20 09 - 2010 Môn thi: HÓA HỌC Lớp 9 - THCS Thời gian: 150 phút (Không kể thời gian giao. DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ HƯỚNG DẪN CHẤM (Đề chính thức) Kú thi häc sinh giái tØnh Năm học: 20 09- 2010 Môn thi: HÓA HỌC Lớp 9 - THCS Ngày thi: 24/03/2010