Đề thi chọn đội Vòng 2 tuyển học sinh giỏi môn Hóa học Lớp 9

Nội dung text: Đề thi chọn đội Vòng 2 tuyển học sinh giỏi môn Hóa học Lớp 9

1. PHÒNG GD − ĐT BÙ ĐĂNG đề 36 ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HSG LỚP 9 - VÒNG 2 Môn thi: Hóa học Thời gian: 150 phút Câu 1: (3 điểm) 1. Từ các chất Na2O, CaO, H2O, CuSO4, FeCl3 . Viết các phương trình hóa học điều chế các hiđroxit tương ứng. 2. Có 5 gói bột trắng là KNO 3, K2CO3, K2SO4, BaCO3, BaSO4. Chỉ được dùng thêm nước, khí cacbon đioxit và các dụng cụ cần thiết. Hãy nhận biết từng chất bột trắng nói trên. Câu 2: (4 điểm) 1. Cho hỗn hợp gồm 3 chất rắn: Al 2O3, SiO2 và Fe2O3 vào dung dịch chứa một chất tan A thì thu được một chất kết tủa B duy nhất. Hãy cho biết A, B có thể là những chất gì? Cho ví dụ và viết phương trình hóa học minh họa. 2. Đơn chất của hai nguyên tố X, Y ở điều kiện thường là chất rắn. Số mol X trong 8,4 gam nhiều hơn số mol Y trong 6,4 gam là 0,15mol. Biết khối lượng mol của X nhỏ hơn khối lượng mol của Y là 8 gam. a. Xác định nguyên tố X, Y b. Các nguyên tố X, Y có thể tạo nên những loại hợp chất nào? Cho ví dụ minh họa. Câu 3: (3 điểm) Xác định các chất A, B, C, D, E và viết phương trình hóa học thực hiện dãy chuyển đổi hóa học sau: A (6) D (7) C (8) A (5) (1) (2) (4) FeS2  A  B  H2SO4 (10) (3) (9) E  BaSO 4 C Câu 4: (4 điểm) A là dung dịch H2SO4, B là dung dịch NaOH. 1. Trộn 50 ml dung dịch A với 50 ml dung dịch B được dung dịch C. Cho quỳ tím vào dung dịch C thấy có màu đỏ. Thêm từ từ dung dịch NaOH 0,1M vào dung dịch C đến khi quỳ trở lại màu tím thì thấy hết 20 ml dung dịch NaOH. 2. Trộn 50ml dung dịch A với 100ml dung dịch B thu được dung dịch D. Cho quỳ tím vào dung dịch D thấy có màu xanh. Thêm từ từ dung dịch HCl 0,1M vào dung dịch D đến khi quỳ trở lại màu tím thấy hết 20 ml dung dịch HCl. Tính nồng độ mol của các dung dịch A và B. Câu 5: (6 điểm) Hòa tan hỗn hợp kim loại Na và Ba (có số mol bằng nhau) vào nước thu được dung dịch A và 6,72 lít khí (đktc). 1. Cần dùng bao nhiêu ml dung dịch HCl 0,1M để trung hòa 10% dung dịch A. 2. Cho 56 ml CO2 (đktc) hấp thụ hết vào 10% dung dịch A. Tính khối lượng kết tủa thu được. 3. Thêm m gam NaOH vào 10% dung dịch A ta được dung dịch B. Cho dung dịch B tác dụng với 100 ml dung dịch Al2(SO4)3 0,2M thu được kết tủa C. Tính m để cho khối lượng kết tủa C là lớn nhất, bé nhất. Tính khối lượng kết tủa lớn nhất, bé nhất. Cho biết: H = 1; S = 32; O = 16; Mg = 24; Na = 23; Ba = 137; Cl = 35,5; Al = 27 (Thí sinh được sử dụng máy tính theo quy định của Bộ Giáo dục & đào tạo)
2. PHÒNG GD & ĐT BÙ ĐĂNG HƯỚNG DẪN CHẤM BÀI THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HSG HÓA 9 VÒNG 2 CÂU ĐÁP ÁN ĐIỂM 1. 1,5 điểm Na2O + H2O → 2NaOH CaO + H2O → Ca(OH)2 CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ + Na2SO4 CuSO4 + Ca(OH)2 → Cu(OH)2↓ + CaSO4 FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3↓+ 3NaCl 2FeCl3 + 3Ca(OH)2 → 2Fe(OH)3↓+ 3CaCl2 2. 1,5 điểm - Lấy mẫu thử 1 - Hòa tan lần lượt các mẫu thử vào nước: Hai mẫu không tan là BaCO3 và BaSO4, ba mẫu tan là KNO3, K2CO3 và K2SO4. - Sục khí CO2 vào 2 ống nghiệm chứa 2 mẫu không tan: Mẫu tan là BaCO3 mẫu không tan là BaSO4: BaCO3 + CO2 + H2O → Ba(HCO3)2 - Lấy dung dịch Ba(HCO3)2 thu được cho vào 3 mẫu muối kali tan: Dung dịch không tạo kết tủa trắng là KNO3: K2CO3 + Ba(HCO3)2 → BaCO3 ↓ + 2KHCO3 K2SO4 + Ba(HCO3)2 → BaSO4 ↓ + 2KHCO3 - Sục khí CO2 vào 2 ống nghiệm có kết tủa trên: kết tủa nào tan ra thì muối ban đầu là K2CO3. Muối kia là K2SO4. 1. 2 điểm Ta thấy hỗn hợp gồm: Fe 2O3 là oxit bazo, SiO2 là oxit axit, Al2O3 là oxit lưỡng tính, nên khi cho vào dung dịch chứa một chất tan A thu được một chất rắn duy nhất B sẽ xảy ra hai trường hợp sau: * Trường hợp 1: A là kiềm (VD: NaOH), Al 2O3 và SiO2 tan còn chất rắn không tan là Fe2O3 (Chất B). PTHH: Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O SiO2 + 2NaOH → Na2SiO3 + H2O * Trường hợp 2: Chất A là axit (VD: dd HCl), Al 2O3 và Fe2O3 tan còn 2 SiO2 không tan (Chất B). PTHH: Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O 2. a) Đặt khối lượng mol của nguyên tố X là x Khối lượng mol của nguyên tố Y là x + 8 8,4 6,4 Ta có: 0,15 x x 8 1 điểm Giải PT trên ta được: x = 24 X là Magie (Mg) KL mol của nguyên tố Y = 24 + 8 = 32 Y là Lưu huỳnh (S)
3. b) Mg và S tạo được các loại hợp chất: - Oxit bazo: MgO , Oxit axit: SO2, SO3 - Bazo: Mg(OH)2 - Axit: H SO , H SO 2 3 2 4 1 điểm - Muối: MgS, MgSO3, MgSO4 * A: SO2 C: Na2SO3 E: Na2SO4 B : SO3 D: H2SO3 0,5 điểm * PTHH: t O (1) 8FeS2 + 11O2  4Fe2O3 + 8SO2↑ O t V 2O 5 2,5 điểm (2) 2SO2 + O2  2SO3 (3) SO3 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O 3 (4) SO3 + H2O → H2SO4 (5) H2SO4 + Na2SO3 → Na2SO4 + H2O + SO2↑ (6) SO2 + H2O → H2SO3 (7) H2SO3 + 2NaOH →Na2SO3 + 2H2O (8) Na2SO3 + 2HCl → 2NaCl + SO2↑ + H2O (9) H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O (10) Na2SO4 + BaCl2 → BaSO4 ↓+ 2NaCl Đặt nồng độ mol của dd H2SO4 là x, của dd NaOH là y. 1. Theo gt: Số mol H2SO4 = 0,05x 1,5 điểm Số mol NaOH = 0,05y PTHH: H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O (1) 0,025y 0,05y Theo PTHH (1) : Số mol H2SO4 dư = 0,05x – 0,025y Số mol NaOH trung hòa axit dư = 0,1. 0,02 = 0,002 mol Số mol H2SO4 dư = 0,002 : 2 = 0,001 mol 0,05x – 0,025 y = 0,001 2. Theo gt: Số mol H2SO4 = 0,05x 1,5 điểm Số mol NaOH = 0,1y PTHH: H2SO4 + 2NaOH →Na2SO4 + 2H2O (1) 4 0,05x 0,1x Theo PTHH(1): Số mol NaOH dư = 0,1y – 0,1x PTHH: HCl + NaOH → NaCl + H2O (2) 0,002 mol Số mol HCl trong hòa NaOH dư = 0,1 . 0,02 = 0,002 mol 0,1y – 0,1x = 0,002 Ta có hệ PT: 1 điểm 0,05x – 0,025 y = 0,001 0,1y – 0,1x = 0,002 Giải hệ PT ta được: x = 0,06 ; y = 0,08 Nồng độ dung dịch H2SO4 là 0,06M Nồng độ dung dịch NaOH là 0,08M 1. 1,5 điểm PTHH: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑ (1) x x x/2 Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2↑ (2) y y y
4. NaOH + HCl → NaCl + H2O (3) x/10 x/10 Ba(OH)2 + 2HCl → BaCl2 + 2H2O (4) y/10 y/5 Đặt số mol Na và Ba trong hỗn hợp lần lượt là x và y Theo PTHH (1): Số mol H2 = x/2 Theo PTHH (2): Số mol H2 = y Ta có hệ PT: x – y = 0 x 6, 72 y 2 22, 4 Giải hệ PT ta được: x = y = 0,2 Theo PTHH (1): n NaOH = nNa = 0,2 mol Theo PTHH (2): n Ba(OH)2 = nBa = 0,2 mol Theo PTHH (3): nHCl = nNaOH = x/10= 0,02 mol Theo PTHH (4): nHCl = 2nBa(OH)2 = 2.y/10 = y/5 = 0,04 mol Tổng số mol HCl = 0,02 + 0,04 = 0,06 mol Thể tích dd HCl 0,1M = 0,06 : 0,1 = 0,6 lít = 600 ml 5 2. 1,5 điểm Theo gt: nCO2 = 0,056 : 22,4 = 0,0025 mol nNaOH + nBa(OH)2 = 0,02 + 0,02 = 0,04 mol > 2.nCO2 Cho nên kiềm dư và xảy ra các phản ứng hóa học sau: CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O (5) (0,0025-x) (0,0025-x) CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + H2O (6) x x x Ba(OH)2 + Na2CO3 → BaCO3↓ + 2 NaOH (7) (0,0025 - x) (0,0025 - x) Đặt số mol CO2 (6) là x Số mol CO2(5) = 0,0025 – x Theo (5): nNa2CO3 = 0,0025 – x Theo (6): nBaCO3 = x nBa(OH)2 dư = 0,02 – x > nNa2CO3 Theo (7): nBaCO3 = 0,0025 – x nBaCO3 (6) + nBaCO3 (7) = x + 0,0025 – x = 0,0025 mol Vậy khối lượng BaCO3 = 0,0025 . 197 = 0,4925 gam 3. PTHH: Al2(SO4)3 + 6NaOH → 2Al(OH)3 ↓ + 3Na2SO4 (8) 1 điểm 0,02 0,08 (0,02 - ) 0,08 mol mol 3 3 Al2(SO4)3 + 3Ba(OH)2 → 2Al(OH)3 ↓ + 3BaSO4 ↓ (9) 0,02 0,04 mol 0,02 mol mol 0,02mol 3 3 Theo gt: nAl2(SO4)3 = 0,1 . 0,2 = 0,02 mol
5. 0,02 0,01 Nếu: nNaOH = 0,02 mol n Al2(SO4)3 (8) = mol 6 3 0,02 nBa(OH)2 = 0,02mol n Al2(SO4)3 (9) = mol 3 n Al2(SO4)3 (8) + (9) = 0,01 mol < 0,02 mol (nAl2(SO4)3 theo gt) Al2(SO4)3 phản ứng hết Vậy: - Khối lượng kết tủa C lớn nhất khi Al(OH)3 kết tủa hoàn toàn. - Khối lượng kết tủa nhỏ nhất khi Al(OH)3 tan hoàn toàn. * Khối lượng kết tủa C lớn nhất khi Al(OH)3 kết tủa hoàn toàn: khi Al2(SO4)3 phản ứng hết với dung dịch B và kiềm không dư: 1 điểm 0,02 Theo PTHH (9): nAl2(SO4)3 = mol 3 0,02 0,04 n Al2(SO4)3 (8) = 0,02 - = mol 3 3 0,04 Theo PTHH (8): nNaOH = .6 = 0,08 mol 3 Vậy số mol NaOH thêm vào là: 0,08 – 0,02 = 0,06 mol Khối lượng NaOH thêm vào m = 0,06 . 40 = 2,4 gam 0,08 Theo PTHH (8): nAl(OH)3 = mol 3 0,04 Theo PTHH (9): nAl(OH)3 = mol 3 nAl(OH)3 (9) = 0,04 mol Khối lượng kết tủa C lớn nhất thu được (gồm Al(OH)3 và BaSO4) bằng: 0,04 . 78 + 0,02 . 233 = 7,78 gam * Khối lượng kết tủa nhỏ nhất khi Al(OH)3 tan hoàn toàn: NaOH dư hòa tan hết Al(OH)3 1 điểm PTHH: Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O (10) 0,04 mol 0,04 mol Theo PTHH (10): nNaOH = 0,04 mol Số mol NaOH trong dung dịch B = 0,08 + 0,04 = 0,12 mol Số mol NaOH thêm vào = 0,12 – 0,02 = 0,1 mol Khối lượng NaOH thêm vào m = 0,1 . 40 = 4 gam Khối lượng kết tủa C bé nhất thu được (chỉ có BaSO4) m BaSO4 = 0,02 . 233 = 4,66 gam Chú ý: Học sinh làm cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa