Đề thi học sinh giỏi thành phố lớp 9 năm học 2013-2014 - Sở GD&ĐT Hà Nội

Ở GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO KÌ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ - LỚP HÀ NỘI Năm học 2013 -2014 Mơn thi: Hóa học Ngày thi: 31-3-2014 Thời gian làm bài: 150 phút ( Đề gồm trang) Câu I ( 4.0 đ): I/ Cho +X + H2O +Xsơ đồ biến hóa: A B D P +Y D X Q +Y R Biết: - Các chất A, B, D, Y hợp chất natri Các chất P, Q, R hợp chất bari, chất Q không tan nước tan dung dịch HCl bền với nhiệt độ R không tan axit, không tan kiềm không bị phân hủy nhiệt độ - X chất khí khơng mùi dẫn khí X vào dung dịch Ca(OH) dư thấy kết tủa màu trắng Hãy chọn chất thích hợp viết PTHH theo sơ đồ 2/ Khi trộn lượng dung dịch AlCl3 13,35% với lượng dung dịch Al2(SO4)3 17,1% thu 350g dung dịch A số nguyên tử clo 1,5 lần số nguyên tử lưu huỳnh Khi thêm 81,515 gam bari vào dung dịch A sau phản ứng thu m gam chất kết tủa Tính m Câu II (3,0 đ) 1/ Có muối A, B, C bền nhiệt độ Biết : - Muối A phản ứng với dung dịch HCl dung dịch NaOH có chất khí - Muối B tạo sản phẩm khí với dung dịch HCl tạo chất kết tủa trắng với dung dịch NaOH - Muối C có màu tím đem phản ứng với dung dịch HCl thấy sing chất khí màu vàng - Tổng phân tử khối A, B, C 383 Hãy lựa chọn muối A, B, C phù hợp viết PTHH phản ứng xảy 2/ Hòa tan 32 gam CuO dung dịch H 2SO4 nồng độ 20% vừa đủ nung nóng, sau phản ứng thu dung dịch X Làm nguội dung dịch X đến 80 0C thấy tách m gam tinh thể CuSO4.5H2O (rắn) Biết độ tan CuSO4 800C 17,4 gam.Tính giá trị m Câu III ( 4,5đ) : 1/ Dùng phương pháp hóa học để phân biệt chất khí riêng biệt CO 2, SO2, C2H4 , CH4, H2, N2 ( trình bày theo phương pháp kẻ bảng viết phương trình hóa học minh họa) 2/ Hòa tan 6,58 gam chất A vào 100 gam nước thu dung dịch B chứa chất tan X Cho lượng muối BaCl2 khan vào dung dịch B thấy tạo 4,66 gam chất kết tủa trắng khơng tan axit, khơng có khí ra, lọc bỏ phần kết tủa thu dung dịch C Cho lượng Zn dư vào dung dịch C thấy 1,792 lít khí H2 (đktc) cịn lại dung dịch D a/ Xác định cơng thức phân tử chất A b/ Tính nồng độ phần trăm chất tan có dung dịch D c/ Cần thêm gam chất A vào 100 gam dung dịch chứa chất tan X có nồng độ 20% để thu dung dịch có nồng độ chất tan 49% Câu IV (4,5 đ) 1/ Khi cho 1,2 mol khí A gồm metan, etilen, axetilen hiđro dung dịch brom dư thấy có 80 gam brom phản ứng cịn lại 20,16 lít hỗn hợp khí B (đktc), tỉ khối hỗn hợp B so với H 16/9 Mặt khác nung 1,2 mol hỗn hợp A với bột niken làm xúc tác, sau thời gian phản ứng thu hỗn hợp khí D, phương pháp thích hợp tách hỗn hợp D thành hỗn hợp X (gồm chất không làm màu dung dịch brom) hỗn hợp Y ( gồm chất phản ứng làm màu dung dịch nước brom) Biết khối lượng hỗn hợp X nhiều khối lượng hỗn hợp Y 0,48 gam phân tử khối trung bình hỗn hợp Y 26,8 Tính thành phẩn phần trăm theo thể tích khí có hỗn hợp D 2/ Hỗn hợp X gồm 0,15 mol CH4, 0,09 mol C2H2 0,2 mol H2 Nung nóng hỗn hợp X với xúc tác niken sau thời gian phản ứng thu hỗn hợp khí Y gồm CH 4, C2H4, C2H6, C2H2 dư H2 dư Dẫn toàn hỗn hợp khí Y qua bình đựng dung dịch brom dư thấy khối lượng bình đựng dung dịch brom tăng 0,82 gam cịn lại V lít hỗn hợp khí Z (đktc) thoát Tỉ khối Z so với H2 a/ Tính giá trị V b/ Tính thành phần phần trăm theo thể tích khí có hỗn hợp Y Câu V (4,0đ) 1/ Hịa tan hồn toàn 4,88 gam hỗn hợp bột X gồm Fe xOy Cu lượng dư dung dịch H 2SO4 đặc nóng Sau phản ứng thu 1,088 lít khí SO (sản phẩm khí đktc) dung dịch chứa 13,2 gam hỗn hợp hai muối sunfat Tìm cơng thức oxit sắt tính khối lượng chất có hỗn hợp X 2/ Đốt 40,6 gam hỗn hợp X gồm Al Zn bình đựng khí clo Sau thời gian phản ứng thu 65,45 gam hỗn hợp Y gồm bốn chất rắn Cho toàn lượng hỗn hợp Y tan hết dung dịch HCl thu V lít H2 (đktc) Dẫn V lít khí qua ống đựng 80 gam CuO nung nóng, sau phản ứng thấy ống cịn lại 72,32 gam chất rắn có 80% lượng H phản ứng Tính thành phần phần trăm theo khối lượng kim loại có hỗn hợp X Cho: H = 1, C = 12, O = 16, Al = 27, S = 32, Cl = 35,5, Fe = 56, Cu = 64, Zn = 65, Br = 80, Ba = 137 Hết -ĐÁP ÁN Câu I 1/ A: NaOH, B: Na2CO3, D: NaHCO3, P: Ba(HCO3)2, R: BaSO4, Q: BaCO3, X: CO2 Các PTHH: NaOH + CO2 Na2CO3 + H2O NaOH + CO2 NaHCO3 NaHCO3 Na2CO3 + CO2  + H2O Na2CO3 + HCl NaCl + CO2  + H2O NaHCO3 + Ba(OH)2 BaCO3  BaCO3 + 2NaHSO4 BaSO4  + Na2SO4 + CO2  + H2O Ba(HCO3)2 + Na2SO4 NaHCO3 + BaSO4  + NaOH + H2O 2/ndd AlCl3 = a (mol) : nddAl2SO4 = b (mol) Ta có số nguyên tử clo 1,5 lần số nguyên tử lưu huỳnh =>3a = 1,5.3b => 3a = 4,5b (1) =>mct = 133,5.a + 342b Ta có phương trình khối lượng dung dịch A: 133,5a.100 342b.100 + = 350 (2) 13,35 17,1 Từ (1) (2) ta có hệ phương trình: Giải ta được: a = 0,15 (mol) ; b = 0,1(mol) nBa = 81,515 : 137 = 0,595 (mol) PTHH: Ba + 2H2O Ba(OH)2 + H2  nBa(OH)2 = nBa = 0,595 (mol) 3Ba(OH)2 + Al2(SO4)3 PTHH(mol): ĐB 0,1 (mol): 0,595 3BaSO4  + 2Al(OH)3  => dư Al2(SO4)3 =>nBaSO4 = nBa(OH)2 = 0,595(mol); nAl(OH)3 = 2/3nBa(OH)2 = 0,519.2/3 = 1,19/3 => m = 0,595 233 + 1,19/3.78 = 169,575(g) Câu 2: 1/ A: NH4HCO3 B: Mg(HCO3)2 C: KMnO4 PTHH: NH4HCO3 + HCl NH4Cl + CO2  + H2O NH4HCO3 + NaOH NaHCO3 + NH3  + H2O Mg(HCO3)2 + 2HCl MgCl2 Mg(HCO3)2 + Mg(OH)2  + NaHCO3 NaOH + 2CO2  + 2H2O 2KCl + 2MnCl2 + Cl2  + 4H2O 2KMnO4 + 8HCl 2/nCuO = 0,4 (mol) PTHH: CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O (mol) : 0,4 0,4 => mddCuSO4 = 0,4 0,4.98.100 = 196 (g) 20 => mddsau p.ư = 196 + 32 = 228 (g) mCuSO4 = 0,4.160 = 64 (g) Trong m (g) tinh thể CuSO4.5H2O mCuSO4 = mH2O = 160.m = 0,64m (g) 250 5.18.m = 0,36m (g) 250 Xét dung dịch sau làm nguội dd X: mCuSO4 = 64 – 0,64m mH2O = 164 – 0,36m Độ tan CuSO4 800C 17,4(g) => Ta có phương trình: (64  0,64m).100 = 17,4 164  0,36m Giải m = 61,424 (g) Câu 3: 1/- Sục khí qua dd Ca(OH)2: Khí làm đục nước vơi trong: SO2, CO2 (nhóm I) PTHH: Khơng có tượng gì: C2H4, CH4, H2, N2 (nhóm II) NB nhóm I: Dẫn khí nhóm I qua dd nước Brom Khí làm màu dd Brom: khí SO2 PTHH: Khí khơng làm màu dd Brom cịn lại nhóm I CO2 Nb khí nhóm (II): Sục khí nhóm II qua dd nước Brom: Khí làm màu dd brom: khí C2H4 Các khí cịn lại khơng làm màu dd brom: CH4, H2, N2 - Đốt khí + Khí khơng cháy: N2 + Cháy với lửa màu xanh: CH4, H2 Dẫn hai khí qua bột CuO nung nóng Trường hợp thấy có chất rắn màu đỏ tạo thành, nhận biết H2 PTHH: Chất khí cịn lại CH4 2/a, A là: R2(SO4)n, R(HSO4)n, H2SO4, H2SO4.nSO3 - A R2(SO4)n dd C thu khơng phản ứng với Zn - Với A H2SO4: BaSO4  H2SO4 + BaCl2 + 2HCl nBaSO4 = 0,02 (mol) = > nH2SO4 = 0,02 (mol) nH2SO4 dư = 6,58 - 0,02 = 0,047 (mol) 98 DD C: 0,04 mol HCl, 0,047 mol H2SO4 Khi cho dd C phản ứng với HCl dư => Thể tích khí thu khác với 1,792 lít (loại) - Với A R(HSO4)n 2R(HSO4)n + nBaCl2 R2(SO4)n + nBaSO4  + 2nHCl + Trường hợp dung dịch C: gồm 0,04 mol HCl BaCl2 dư Cho dd C tác dụng với Zn dư => nH2 = 0,04 mol => VH2 = 0,04 22,4 # 1,72 (l) Nên trường hợp loại + Trường hợp dd C gồm 0,04 mol HCl R(HSO4)n dư nH2 = 1,782 : 22,4 = 0,08 (mol) Zn (mol) + 2HCl 0,04 ZnCl2 + H2  0,02 nZn + 2R(HSO4)n R2(SO4)n + nZnSO4 + nH2  0,12 n (mol) nR(HSO4)n tham gia phản ứng với dd BaCl2 : Vậy nR(HSO4)n ban đầu: 0.04 n 0,12 0.04 0,16 + = (mol) n n n Ta có phương trình khối lượng R(HSO4)n: ( R + 97n) 0,16 = 6,58 n Giải R < (loại) Trường hợp A oleum : H2SO4.nSO3  (mol) SO3 + H2 O H2SO4 H2SO4 + BaCl2 BaSO4  + 2HCl 0,02 0,02 0,04 - Loại trường hợp dd C gồm HCl BaCl2 dư VH2 sinh tác dụng với Zn dư khác 1,792 l - dd C gồm : HCl H2SO4 dư Zn + 2HCl (mol) ZnCl2 + 0,04 Zn + H2SO4 (mol): H2  0,02 ZnSO4 + H2  0,06 0,06 nH2SO4 dd C = 0,06 (mol) => nH2SO4 dd B: 0,02 + 0,06 = 0,08 (mol) => Gọi nH2SO4.nSO3 = a (mol) Ta có: SO3 (mol) + H2 O an H2SO4 an Ta có phương trình tổng số mol H2SO4 dd B: a + an = 0,8 (1) Phương trình khối lượng Oleum: a ( 98 + 80n) = 6,58 (2) Từ (1) (2) ta có hệ phương trình Giải hệ n = 7, a = 0,01 (mol) Vậy CTPT A H2SO4.7SO3 b/mddB = 6,58 + 100 = 106,58 (g) mddC = mddB + mBaCl2 - 4,66 = 106,58 + 0,02 208 – 4,66 = 106,08 (g) mddD = mddC + mZn – mH2 = 106,08 + 0,08.65 – 0,08.2 = 111,12 (g) dd D gồm: 0,02 mol ZnCl2 0,06 mol ZnSO4 0,02.136 = > C%ddZnCl2 = 111,12 100% = 2,45% 0,06.161 => C%ddZnSO4 = 111,12 100% = 8,69% c/Gọi nH2SO4.7SO3 cần thêm vào = a ( mol) => nH2SO4 = 8a (mol) Ta có phương trình nồng độ phần trăm; 98.8a  20 49 = 658a  100 100 Giải a = 0,0628 (mol) mH2SO4.7SO3 = 0.0628 658 = 41,324 (g) Câu IV/ Hỗn hợp khí A: Ch4, C2H4, C2H2, H2 PTHH C2H2 + 2Br2 C2H2Br4 (1) C2H4 + Br2 C2H4Br2 (2) nBr2 phản ứng = 80 : 160 = 0,5 mol nCH4 + nH2 = 20,16 : 22,4 = 0,9 (mol) => nC2H2 + nC2H4 = 1,2 – 0,9 = 0,3mol Gọi nC2H2 : a mol, nC2H4: b mol Ta có phương trình số mol hỗn hợp khí: a + b = 0,3 Theo phương trình hóa học (1), (2) ta có phương trình số mol Br2: 2a + b = 0,5 Giải hệ phương trình: => a = 0,2 : b = 0,1 Khí B có tỉ khối so với H2 16 Gọi nCH4: x nH2: y Ta có PT: 16 x  y 16  x  y .2 = ; mặt khác có PT tổng số mol hh khí : x + y = 0,9 Giải được: x = 0,1: y= 0,8 Vậy hỗn hợp khí A: 0,1 mol CH4 ; 0,8 mol H2; 0,1 mol C2H4, 0,2 mol C2H2 Khi nung hỗn hợp khí A với Ni xúc tác PTHH: C2H4 + H2 (mol) a C2H6 a a C2H2 + 2H2 (mol) b 2b C2H6 b Hỗn hợp D: C2H6, CH4, C2H4, C2H2, H2 X: CH4 , C2H6, H2 Y: C2H4; C2H2 Gọi nC2H4 = a; nC2H2 = b Vậy D có: nC2H6 = a + b nC2H4 dư = 0,1 –a nC2H2 dư = 0,2 – b nH2 dư = 0,8 – (a + 2b) nCH4 = 0,1 => mX = 0,1.16 + (a + b).30 + [0,8 – ( a + 2b)].2 = 3,2 + 28 a +26b => mY = ( 0,1 – a).28 + (0,2 – b).26 = – 28a – 26b Ta có PT: 3,2 + 28a + 26b = 0,48 + – 28a – 26b  56a + 52b = 5,28 (1) Ta có phương trình phân tử khối trung bình hỗn hợp Y: (0,1  a ).28  (0,2  b).26 = 26,8 (2) 0,1  a  0,2  b Giải hệ phương trình (1), (2) => a = 0,02, b= 0,08 Vậy D có: 0,1 mol C2H6, 0,08 mol C2H4, 0,12 mol C2H2, 0,62 mol H2 0,1 mol CH4 Phần trăm theo thể tích khí phần trăm theo số mol 0,1 => % C2H6 = 1,02 100% = 2/ PTHH: C2H2 + H2 (mol): (mol) a C2H4 a a C2H2 + 2H2 C2H6 b b 2b Hỗn hợp Y gồm: 0,15 mol CH4, 0,09 mol C2H2, b mol C2H6 (0,09 - a – b) mol, C2H2; (0,2- a – 2b) mol H2 =>28a + (0,09 - a – b).26 = 0,82  26b – 2a = 1,52 Z: 0,15 mol CH4; b mol C2H6; (0,2 - a -2b)H2 Ta có phương trình tỉ khối Z so với H2 16.0,15  30b  0,4  2a  4b = 16 14a + 42b = 2,8 0,35  a  b Giải a = 0,02; b = 0,06 Hỗn hợp Z: 0,15 mol CH4, 0,06 mol C2H6, 0,06 molH2  V = (0,15 + 0,06 + 0,06).22,4 = 6,048 (l)  Hỗn hợp Y: 0,15 mol CH4; 0,02 mol C2H4, 0,06 mol C2H6: 0,01 mol C2H2; 0,06 mol H2  nY = 0,3 mol  Thành phần phần trăm khí hỗn hợp Y: Câu V 1/ Gọi nCu = a (mol); nFe = b (mol) , nSO2 = 1.008 : 22,4 = 0,045 (mol) 2FexOy + (6x – 2y) xFe2(SO4)3 + ( 3x – 2y)SO2 + (6x – 2y)H2O (mol) a ax/2 Cu + 2H2SO4 a.(3x – 2y)/2 CuSO4 + SO2 + 2H2O (mol) b b b Ta có hệ phương trình ax 400 + 160b = 13,2 a.(3x – 2y)/2 + b = 0,045 (56x + 16y).a + 64b = 4,88 x Giải hệ phương trình ta được: ax = 0,05 ; ay = 0,05 => y = Vậy CTHH oxit FeO => a = 0,05 mol => mFeO= 0,05 72 = 3,6 (g) => mCu = 4,88 -3,6 = 1,28 (g) 2/ 2Al + 3Cl2 (mol) a Zn (mol) b AlCl3 (1) 1,5a + Cl2 ZnCl2 (2) b Áp dụng ĐLBTKL : mCl2 = 65,45 – 40,6 = 24,85(g) => nCl2 = 24,85 : 71 = 0,35 Ta có phương trình số mol Cl2: 1,5a + b = 0,35 (*1) Sau phản ứng thu hỗn hợp Y gồm chất rắn dư kim loại Al, Zn Gọi số mol kim lợi dư c, d Cho Y tác dụng với HCl: 2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 (3) (mol) c Zn 1,5c + 2HCl ZnCl2 + H2 (4) (mol) d d Khí sinh sau phản ứng (3,4) H2 H2 + CuO Cu + H2O (5) mO CuO = 80 – 72,32 = 7,68 (g) => nO = nCu = nH2 = 7,68 : 16 = 0,48 (mol) Do phản ứng (5) có 80% H2 tham gia => nH2 (p.ư 3,4) = 0,48.100/80 = 0,8mol Ta có phương trình số mol H2: 1,5c + d = 0,8 (*2) Phương trình khối lượng hỗn hợp X: (a + c).27 + (b + d).65 = 40,6 (*3) Từ (*1), (*2), (*3) ta có hệ phương trình: 1,5a + b = 0,35 (*1) 1,5c + d = 0,8 (*2) (a + c).27 + (b + d).65 = 40,6 (*3) Giải hệ phương trình => (a + c) = 0,484 (mol) => nAl hỗn hợp X = a + c = 0,484 (mol) => mAl = 0,484 27 = 13,068 (g) => %Al = 32,19% => %Zn = 100% - 32,19% = 67,81% 10 ... 0,15 mol CH4, 0, 09 mol C2H2, b mol C2H6 (0, 09 - a – b) mol, C2H2; (0, 2- a – 2b) mol H2 =>28a + (0, 09 - a – b).26 = 0,82  26b – 2a = 1,52 Z: 0,15 mol CH4; b mol C2H6; (0,2 - a -2 b)H2 Ta có phương... Al2(SO4)3 =>nBaSO4 = nBa(OH)2 = 0, 595 (mol); nAl(OH)3 = 2/3nBa(OH)2 = 0,5 19. 2/3 = 1, 19/ 3 => m = 0, 595 233 + 1, 19/ 3.78 = 1 69, 575(g) Câu 2: 1/ A: NH4HCO3 B: Mg(HCO3)2 C: KMnO4 PTHH: NH4HCO3 + HCl... H2SO4.nSO3 - A R2(SO4)n dd C thu khơng phản ứng với Zn - Với A H2SO4: BaSO4  H2SO4 + BaCl2 + 2HCl nBaSO4 = 0,02 (mol) = > nH2SO4 = 0,02 (mol) nH2SO4 dư = 6,58 - 0,02 = 0,047 (mol) 98 DD C: 0,04