Đề thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh môn Hóa học Lớp 9 - Năm học 2012-2013 - Sở giáo dục và đào tạo Bắc Giang

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh môn Hóa học Lớp 9 - Năm học 2012-2013 - Sở giáo dục và đào tạo Bắc Giang

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VĂN HOÁ CẤP TỈNH BẮC GIANG NĂM HỌC 2012-2013 MÔN THI: HÓA HỌC; LỚP: 9 PHỔ THÔNG ĐỀ THI CHÍNH THỨC Ngày thi: 30/3/2013 Đề thi có 01 trang Thời gian làm bài 150 phút, không kể thời gian giao đề Câu 1. (2,0 điểm) Viết các phương trình hóa học để hoàn thành sơ đồ sau: (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) Fe  Fe3O4  CO2  NaHCO3  NaCl  Cl2  FeCl3  Fe(NO3 )3  NaNO3 Câu 2. (2,0 điểm) a. Không dùng chất chỉ thị màu, chỉ dùng một hóa chất hãy nhận biết các dung dịch loãng đựng trong các lọ mất nhãn riêng biệt sau: BaCl2, NaCl, Na2SO4, HCl. Viết các phương trình hóa học. b. Nêu hiện tượng và viết các phương trình hóa học trong hai trường hợp sau: - Sục từ từ khí cacbonic vào dung dịch bari hiđroxit đến dư. - Cho từ từ dung dịch HCl đến dư vào dung dịch NaOH loãng có chứa một lượng nhỏ phenolphtalein. Câu 3. (2,0 điểm) a. Từ tinh bột và các chất vô cơ cần thiết khác, điều kiện có đủ, hãy viết các phương trình hóa học điều chế etanol, axit axetic, etyl axetat. b. Bằng phương pháp hóa học, hãy nhận biết các khí sau đựng trong các lọ riêng biệt: cacbonic, etilen, metan, hiđro. Viết các phương trình hóa học. Câu 4. (2,0 điểm) Nung a gam một hiđroxit của kim loại R trong không khí đến khối lượng không đổi, thấy khối lượng chất rắn giảm đi 9 lần, đồng thời thu được một oxit kim loại. Hòa tan hoàn toàn lượng oxit trên bằng 330ml dung dịch H2SO4 1M, thu được dung dịch X. Cho X tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư, sau khi phản ứng hoàn toàn thu được m gam kết tủa. Tính a, m, biết lượng axit đã lấy dư 10% so với lượng cần thiết để phản ứng với oxit. Câu 5. (2,0 điểm) Hỗn hợp X gồm Al, Fe, Cu. Lấy 3,31 gam X cho vào dung dịch HCl dư, thu được 0,784 lít H 2 (đktc). Mặt khác, nếu lấy 0,12 mol X tác dụng với khí clo dư, đun nóng thu được 17,27 gam hỗn hợp chất rắn Y. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn, tính thành phần % về khối lượng của các chất trong X. Câu 6. (2,0 điểm) Dung dịch X và Y chứa HCl với nồng độ mol tương ứng là C1, C2 (M), trong đó C1 > C2. Trộn 150 ml dung dịch X với 500ml dung dịch Y được dung dịch Z. Để trung hòa 1/10 dung dịch Z cần 10ml dung dịch hỗn hợp NaOH 1M và Ba(OH)2 0,25M. Mặt khác lấy V1 lít dung dịch X chứa 0,05 mol HCl trộn với V 2 lít dung dịch Y chứa 0,15 mol axit được 1,1 lít dung dịch. Hãy xác định C1, C2, V1, V2. Câu 7. (2,0 điểm) Đốt cháy hoàn toàn 12 gam một chất hữu cơ A (chứa C, H, O), toàn bộ sản phẩm cháy thu được đem hấp thụ hết vào dung dịch Ca(OH) 2 thu được 20 gam kết tủa và dung dịch B, đồng thời thấy khối lượng dung dịch kiềm tăng 4,8 gam. Đun nóng B đến khi phản ứng kết thúc thu được 10 gam kết tủa nữa. a. Xác định công thức phân tử của A, biết tỉ khối của A so với metan là 3,75. b. Biết dung dịch của A làm đổi màu quỳ tím sang đỏ. Viết các phương trình hóa học khi cho A tác dụng với CaCO3, KOH, Na, BaO. Câu 8. (2,0 điểm) Dẫn 4,48 lít (đktc) hỗn hợp khí Z gồm metan, etilen, axetilen qua bình đựng dung dịch brom dư thấy khối lượng bình tăng 2,7 gam. Mặt khác, nếu đốt cháy hoàn toàn 1,12 lít (đktc) hỗn hợp Z, toàn bộ sản phẩm được dẫn qua bình đựng H2SO4 đặc thấy khối lượng bình axit tăng 1,575 gam. Xác định thành phần % thể tích mỗi khí trong Z. Câu 9. (2,0 điểm) Cho kim loại Na dư vào hỗn hợp T gồm etanol và glixerol, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thấy khối lượng khí thoát ra bằng 2,5% khối lượng hỗn hợp T. Xác định thành phần % khối lượng mỗi chất trong T. Câu 10. (2,0 điểm) Nêu phương pháp và vẽ hình mô tả quá trình điều chế khí clo trong phòng thí nghiệm? Viết phương trình hóa học minh họa và giải thích quá trình để thu được khí clo tinh khiết. Cho nguyên tử khối của các nguyên tố: H = 1; C = 12; O = 16; Na = 23; Al = 27; S = 32; Cl = 35,5; Ca = 40; Fe = 56; Cu = 64; Br = 80; Ba = 137. Hết Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm. Họ và tên thí sinh Số báo danh: Giám thị 1 (Họ tên và ký) Giám thị 2 (Họ tên và ký)
2. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM BẮC GIANG BÀI THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VĂN HOÁ CẤP TỈNH NGÀY THI: 30/3/2013 ĐỀ CHÍNH THỨC MÔN THI: HÓA HỌC LỚP 9 Bản hướng dẫn chấm có 5 trang Câu Đáp án Điểm o 1 (1) 3Fe+2O t Fe O Mỗi (2đ) 2 3 4 phương to (2) Fe3O4 4CO  3Fe 4CO2 trrình 0,25đ (3) CO2 NaOH NaHCO3 (4) NaHCO3 HCl NaCl CO2  H2O đpdd (5) 2NaCl+2H2O c.m.ngăn 2NaOH Cl2  H2  to (6) 3Cl2 2Fe  2FeCl3 (7) FeCl3 3AgNO3 3AgCl  Fe(NO3 )3 (8) Fe(NO3 )3 3NaOH Fe(OH)3  3NaNO3 2 a. - Trích mẫu thử: Lấy ở mỗi lọ một lượng nhỏ ra ống nghiệm để nhận biết. 1,0đ (2đ) - Lấy dung dịch Na2CO3 cho vào mỗi ống trên: (Mỗi + Xuất hiện kết tủa trắng Nhận biết được BaCl2. chất BaCl2 + Na2CO3 BaCO3 + 2NaCl. nhận + Có khí bay lên Nhận biết được HCl: biết được 2HCl + Na2CO3 2NaCl + CO2 + H2O. 0,25 + Hai ống nghiệm không có hiện tượng gì chứa NaCl và Na2SO4. điểm). - Dùng BaCl2 vừa nhận biết được ở trên cho vào hai mẫu chứa NaCl và Na2SO4: + Xuất hiện kết tủa trắng Nhận biết được Na2SO4. Na2SO4 + BaCl2 BaSO4 + 2NaCl. + Còn lại là NaCl. b. Khi sục khí cacbonic vào dung dịch Ba(OH)2 đến dư, ban đầu xuất hiện kết tủa trắng, 0,25 sau tan dần. CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O 0,25 CO2 + BaCO3 + H2O Ba(HCO3)2. * Cho từ từ dung dịch HCl đến dư vào dung dịch NaOH loãng có chứa một lượng nhỏ 0,25 phenolphtalein: dung dịch có màu hồng, sau nhạt dần đến mất hẳn. HCl + NaOH NaCl + H2O. 0,25 3 a. Phương trình hóa học: 1,0đ o (2đ) (C H O ) nH O axit, t nC H O (Mỗi 6 10 5 n 2 6 12 6 phương C H O men r­îu 2C H OH 2CO 6 12 6 30 32o C 2 5 2 trình C H OH O men giÊm CH COOH H O 0,25 2 5 2 3 2 điểm). H2SO4đ CH3COOH C2H5OH  CH3COOC2H5 H2O to b. + CO2: Nhận biết bằng dung dịch nước vôi trong vẩn đục. 1,0đ + Etilen làm mất màu vàng của dung dịch brom. (Nhận Đốt cháy hai khí còn lại, đem sản phẩm qua dung dịch nước vôi trong thấy vẩn đục biết Nhận biết được metan, còn lại là H2. được CH2 = CH2 + Br2 BrCH2 – CH2Br mỗi to chất CH + 2O  CO + 2H O 4 2 2 2 0,25đ) CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O 2H2 + O2 2H2O
3. * 4 Đặt công thức của hiđroxit là R(OH)n, công thức oxit là R2Om (1≤n≤m≤3; n, m N ) (2đ) m n o 2R(OH) O t R O nH O (1) n 2 2 2 m 2 0,25 Khối lượng chất rắn giảm đi 9 lần a a 8a 9 mgiảm đi = m a m m 9 R2Om 9 9 R(OH)n 8 R2Om m 2(R 17n) 9 R(OH)n R 136n 72m 0,25 m 2R 16m 8 R2Om n 1 1 1 2 2 3 m 1 2 3 2 3 3 0,25 R 64 -8 -80 128 56 192 Kết Loại Loại Loại Loại Thỏa mãn Loại luận 0,25 Kim loại R là sắt, công thức hiđroxit: Fe(OH)2. to 4Fe(OH)2 O2  2Fe2O3 4H2O (2) 10 Gọi x là số mol của H2SO4 phản ứng với oxit x  x 0,33.1 x 0,3(mol) 100 10 n 0,3 0,03(mol) 0,25 H2SO4 d­ 100 Phương trình hóa học: Fe2O3 3H2SO4 Fe2 (SO4 )3 3H2O (3) Mol : 0,1 0,3 0,1 0,25 Fe2 (SO4 )3 3Ba(OH)2 2Fe(OH)3  3BaSO4  (4) Mol: 0,1 0,2 0,3 H2SO4 Ba(OH)2 BaSO4 2H2O (5) Mol : 0,03 0,03 Kết tủa thu được gồm: Fe(OH)3 0,2 mol; BaSO4 0,33 mol m m m 0,2.107 0,33.233 98,29 (gam). Fe(OH)3 BaSO4 0,25 Theo sự bảo toàn nguyên tố Fe n 2n 2.0,1 0,2(mol) Fe(OH)2 Fe2O3 a = 0,2.90=18 (g). 0,25 5 Gọi số mol của Al, Fe, Cu trong 3,31 gam X lần lượt là x, y, z (2đ) 27x + 56y + 64z = 3,31 (I) 0,25 Phương trình hóa học: 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 Mol: x 1,5x 0,25 Fe 2HCl FeCl2 H2 Mol: y y 0,784 n 1,5x y 0,035(mol) (II). 0,25 H2 22,4 Gọi số mol của Al, Fe, Cu trong 0,12 mol X lần lượt là kx, ky, kz. kx + ky + kz = 0,12 (III). 0,25 Khi cho X tác dụng với clo dư, phương trình hóa học là to 2Al 3Cl2  2AlCl3 Mol : kx kx 0,25 to 2Fe 3Cl2  2FeCl3 Mol : ky ky
4. to Cu + Cl2  CuCl2 Mol : kz kz mY 133,5kx 162,5ky 135kz 17,27(IV). 0,25 x y z 0,12 Từ (III) và (IV) 1,25x-2,23y+1,07z 0 (V). 133,5x 162,5y 135z 17,27 27x 56y 64z 3,31 x 0,01 0,25 Kết hợp (I), (II), (V) ta có hệ phương trình: 1,5x y 0,035 y 0,02 1,25x 2,23y 1,07z 0 z 0,03 Trong 3,31 gam X: mAl = 0,01.27 =0,27 (gam); mFe = 0,02.56 = 1,12 (gam); mCu = 1,92 (gam). 0,25 0,27 %m 100% 8,16%. Al 3,31 1,12 %m 100% 33,84%. Fe 3,31 %mCu 100% 8,16% 33,84% 58,00% 6 n 0,01.1 0,01 (mol); n 0,01.0,25 0,0025 (mol). 0,25 NaOH Ba(OH)2 (2đ) Phương trình hóa học: HCl NaOH NaCl H O (1) 2 0,25 Mol : 0,01 0,01 2HCl+Ba(OH)2 BaCl2 2H2O (2) Mol : 0,005 0,0025 0,15C1 0,5C2 10.(0,01 0,005) 0,15 C2 0,3 0,3C1 (*) 0,25 Mặt khác, ta có: V1 + V2 = 1,1 (lít) 0,05 0,15 0,05 0,15 V1 ; V2 1,1 0,25 C1 C2 C1 C2 Thay (*) vào ( ) ta được: 0,05 0,15 1,1 0,25 C1 0,3 0,3C1 0,33C2 0,195C 0,015 0 1 1 0,25 C1 0,5M hoặc C1 = 1/11 M. * Với C1 = 0,5 M C2 = 0,3 – 0,3.0,5=0,15 (M) (thỏa mãn vì C1 > C2) 0,25 0,05 0,15 V 0,1 (lít); V 1 (lít). 1 0,5 2 0,15 0,25 * Với C1 = 1/11 M C2 = 0,3 – 0,3.1/11 = 3/11 (loại vì khi đó C1 < C2). 7 a. Đặt công thức phân tử của A là CxHyOz (điều kiện: x, y, z nguyên, dương, y 2x+2) (2đ) y z o y C H O (x )O t xCO H O (1) x y z 4 2 2 2 2 2 CO2 Ca(OH)2 CaCO3  H2O (2) 20 Mol : 0,2  0,25 100 2CO2 Ca(OH)2 Ca(HCO3 )2 (3) Mol : 0,2  0,1 0,25
5. to Ca(HCO3 )2  CaCO3  CO2 H2O (4) 10 Mol : 0,1  0,25 100 n 0,2 0,2 0,4(mol) . CO2 m = m m m dd tăng CO2 H2O CaCO3 (2) m m m + mdd tăng = 20 + 4,8 = 24,8. CO2 H2O CaCO3 (2) 0,25 m 24,8 m 24,8 0,4.44 7,2(gam) H2O CO2 7,2 n 0,4(mol) n 0,8(mol) 0,25 H2O 18 H 6,4 mO = mA – mC - mH = 12 – 0,4.12 – 0,8.1 = 6,4 (gam) nO 0,4(mol) 16 0,25 x : y : z = 0,4 : 0,8 : 0,4 = 1 : 2 : 1 Công thức phân tử của A có dạng (CH2O)n. MA = 30n = 3,75.16 n = 2 Công thức phân tử của A là C2H4O2. b. A có hai nguyên tử oxi, làm đổi màu quỳ tím sang đỏ A là axit hữu cơ Công thức cấu tạo của A là CH3 – COOH. 0,25 2CH3COOH CaCO3 (CH3COO)2 Ca H2O CO2  CH COOH KOH CH COOK H O 3 3 2 2CH3COOH 2Na 2CH3COONa H2  0,25 2CH3COOH BaO (CH3COO)2 Ba H2O 8 Gọi số mol của CH4, C2H4, C2H2 trong 4,48 lít Z lần lượt là x, y, z . (2đ) 4,48 x y z 0,2 (I). 22,4 0,25 Khi cho Z qua dung dịch brom dư, C H và C H bị giữ lại 28y + 26z = 2,7 (II). 2 4 2 2 0,5 x CH : (mol) 4 4 y 0,25 Trong 1,12 lít Z C2H4 : (mol) 4 z C2H2 : (mol) 4 Đốt cháy 1,12 lít Z 2x 2y z 1,575 n 2n 2n n 2x 2y z 0,35 (III) 0,5 H2O CH4 C2H4 C2H2 4 4 4 18 x 0,1 0,25 Giải hệ (I), (II), (III) y 0,05 z 0,05 0,05 %V %V 100% 25% %V 50%. C2H4 C2H2 0,2 CH4 0,25 9 Gọi x và y lần lượt là số mol của etanol, glixerol. (2đ) 2C2H5OH 2Na 2C2H5ONa H2 Mol : x 0,5x 0,25 2C3H5 (OH)3 6Na 2C3H5 (ONa)3 3H2 Mol : y 1,5y 0,25 m 2(0,5x 1,5y) x 3y H2 mT 46x 92y 0,5 2,5 2,5 14y m m x 3y (46x 92y) x H2 100 T 100 3 0,5
6. 14y 46 46x %m 3 100% 70%. C2H5OH 14y 0,5 46x 92y 46 92y 3 %m 100% 70% 30%. C3H5 (OH)3 10 - Phương pháp điều chế clo trong phòng thí nghiệm: Đun nóng nhẹ dung dịch HCl đậm 0,25 (2đ) đặc với chất oxi hóa mạnh như MnO2 (hoặc KMnO4). to MnO2 + 4HCl  MnCl2 + Cl2 + 2H2O 0,25 1 Để thu được khí clo tinh khiết: - Bình H2SO4 đặc có tác dụng làm khô khí clo. - Clo nặng hơn không khí Thu bằng cách đẩy không khí. 0,5 - Bông tẩm xút: tránh để clo độc bay ra ngoài. Lưu ý khi chấm bài: - Đối với phương trình hóa học nào mà cân bằng hệ số sai hoặc thiếu cân bằng (không ảnh hưởng đến giải toán) hoặc thiếu điều kiện thì trừ đi nửa số điểm dành cho nó. Trong phương trình hóa học, nếu có từ một công thức trở lên viết sai thì phương trình đó không được tính điểm. Trong bài toán, nếu phương trình viết sai hoặc không cân bằng thì không cho điểm phần giải toán từ sau phương trình đó. - Nếu thí sinh làm bài không theo cách nêu trong đáp án mà vẫn đúng thì cho điểm tối đa.