Đề thi chọn học sinh giỏi môn Hóa học Khối 9 - Năm học 2014-2015

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi môn Hóa học Khối 9 - Năm học 2014-2015

1. SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC KỲ THI CHỌN HSG LỚP 9 NĂM HỌC 2014-2015 ĐỀ THI MƠN: HỐ HỌC ĐỀ CHÍNH THỨC (Thời gian làm bài: 150 phút, khơng kể thời gian giao đề) Câu 1 (2,0 điểm): 1. X là hỗn hợp của hai kim loại gồm kim loại R và kim loại kiềm M. Lấy 9,3 gam X cho vào nước dư thu được 4,48 lít khí H2 (đktc). Đem 1,95 gam kali luyện thêm vào 9,3 gam X ở trên, thu được hỗn hợp Y cĩ phần trăm khối lượng kali là 52%. Lấy tồn bộ hỗn hợp Y cho tác dụng với dung dịch KOH dư thu được 8,4 lít khí H 2 (đktc). Biết các phản ứng xảy ra hồn tồn. Xác định kim loại M và R. 2. Cho 500 gam dung dịch CuSO4 nồng độ 16% (dung dịch X). Làm bay hơi 100 gam H 2O khỏi dung dịch X thì thu được dung dịch bão hịa (dung dịch Y). Tiếp tục cho m gam CuSO 4 vào dung dịch Y thấy tách ra 10 gam CuSO4.5H2O kết tinh. Xác định giá trị của m. Câu 2 (1,5 điểm): Bằng phương pháp hĩa học hãy nhận biết các dung dịch riêng biệt trong các trường hợp sau: 1. Dung dịch AlCl3 và dung dịch NaOH (khơng dùng thêm hĩa chất). 2. Dung dịch Na2CO3 và dung dịch HCl (khơng dùng thêm hĩa chất). 3. Dung dịch NaOH 0,1M và dung dịch Ba(OH)2 0,1M (chỉ dùng thêm dung dịch HCl và phenolphtalein). Câu 3 (1,5 điểm): 1. Viết phương trình phản ứng và giải thích các hiện tượng hĩa học sau: a) Trong tự nhiên cĩ nhiều nguồn tạo ra H2S nhưng lại khơng cĩ sự tích tụ H2S trong khơng khí. b) Trong phịng thí nghiệm, khi nhiệt kế thủy ngân bị vỡ người ta dùng bột lưu huỳnh rắc lên nhiệt kế bị vỡ. c) Trong phịng thí nghiệm bị ơ nhiễm khí Cl2, để khử độc người ta xịt vào khơng khí dung dịch NH3. 2. Cho hình vẽ mơ tả thí nghiệm điều chế khí Cl2 từ MnO2 và dung dịch HCl. a) Hãy viết phương trình phản ứng điều Dung dịch HCl chế khí Cl2 (ghi rõ điều kiện). Bông tẩm dung dịch NaOH b) Giải thích tác dụng của bình (1) (đựng dung dịch NaCl bão hịa); bình (2) (đựng dung dịch H2SO4 đặc) và nút bơng tẩm dung dịch NaOH ở bình (3). MnO2 Bình (1) Bình (2) Bình (3) Câu 4 (1,5 điểm ): Hịa tan hết 24,16 gam hỗn hợp X gồm Cu và Fe 3O4 trong dung dịch HCl lỗng dư thấy cịn lại 6,4 gam Cu khơng tan. Mặt khác hịa tan hết 24,16 gam hỗn hợp trên trong 240 gam dung dịch HNO 3 31,5% (dùng dư) thu được dung dịch Y (khơng chứa NH4NO3). Cho 600 ml dung dịch NaOH 2M vào dung dịch Y. Lọc bỏ kết tủa, cơ cạn dung dịch nước lọc sau đĩ nung tới khối lượng khơng đổi thu được 78,16 gam chất rắn khan. Biết các phản ứng xảy ra hồn tồn. 1. Tính khối lượng mỗi chất trong X. 2. Tính nồng độ % của Cu(NO3)2 cĩ trong dung dịch Y. (5) Câu 5 (1,0 điểm): Xác định các chất E Polietilen A (1) (4) hữu cơ A, D, Y, E, G, H, I và viết các (7) (8) (3) (6) G H Cao su buna phương trình phản ứng (ghi rõ điều CH4 Y (9) kiện của phản ứng, nếu cĩ) trong dãy (2) (10) D I Poli(vinyl clorua) biến hĩa sau: Câu 6 (2,5 điểm ): 1. Hiđrocacbon X là chất khí (ở nhiệt độ phịng, 250C). Nhiệt phân hồn tồn X (trong điều kiện khơng cĩ oxi) thu được sản phẩm gồm cacbon và hiđro, trong đĩ thể tích khí hiđro thu được gấp đơi thể tích khí X (đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất). Xác định cơng thức phân tử và viết cơng thức cấu tạo mạch hở của X. 2. Cho 0,448 lít hỗn hợp khí X (đktc) gồm hai hiđrocacbon mạch hở (thuộc các dãy đồng đẳng ankan, anken, ankin) lội từ từ qua bình chứa 0,14 lít dung dịch Br 2 0,5M. Sau khi phản ứng hồn tồn, số mol Br2 giảm đi một nửa và khơng thấy cĩ khí thốt ra. Mặt khác nếu đốt cháy hồn tồn 0,448 lít X (đktc), lấy tồn bộ sản phẩm cháy cho hấp thụ hết vào 400 (ml) dung dịch Ba(OH)2 0,1M thu được 5,91 gam kết tủa. Xác định cơng thức phân tử của hai hiđrocacbon. (Cho biết: H = 1; Li = 7; C = 12; N = 14; O = 16; Na = 23; Mg = 24; P = 31; S = 32; Cl = 35,5; K = 39; Ca = 40; Fe = 56; Cu = 64; Br = 80; Ba = 137) Hết Họ và tên thí sinh: Số báo danh: Thí sinh được dùng bảng tuần hồn, giám thị coi thi khơng giải thích gì thêm.
2. SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 NĂM HỌC 2014-2015 HƯỚNG DẪN CHẤM MƠN: HỐ HỌC (Hướng dẫn chấm cĩ 04 trang) Câu NỘI DUNG ĐÁP ÁN Điểm Câu 1 1. Xác định kim loại M, R 2,0đ 4,48 8,4 n = 0,2 (mol); n = 0,375 (mol). H2 (1) 22,4 H2 (2) 22,4 Khi thêm 1,95 gam K vào 9,3 gam X, nếu trong X khơng cĩ K thì 1,95 0,25 %m = .100 17,33% M chính là K K 1,95 9,3 - Vậy X ( chứa K, R) + Nếu R tan trực tiếp trong nước, hoặc khơng tan trong dung dịch KOH, thì khi cho Y tác dụng với KOH so với X cĩ thêm 0,025 mol H2, do cĩ phản ứng 1 K + H O  KOH + H  2 2 2 0,05 0,025 0,25 n 0,2 0,025 0,225 n =>  H2 (2) (mol) R khơng tan trực tiếp trong nước nhưng tan trong dd KOH Đặt số mol của K và R lần lượt là x,y ta cĩ: 0,52.(9,3 1,95) x = = 0,15mol => m = yR = 9,3 - 0,1.39 = 5,4 gam (I) 39 R Y tác dụng với dung dịch KOH cĩ phản ứng (TN2): 1 K + H O  KOH + H  2 2 2 0,15 0,15 0,075 n R + (4-n)KOH + (n-2)H O  K RO + H  2 (4-n) 2 2 2 ny y dư 0,25 2 n.y => n = 0,075 + = 0,375 => ny = 0,6 (II) H2 (2) 2 27n Từ (I,II) => R = => n = 3; R = 27 (Al) 0,25 3 2. m = m 80 gam CuSO4 /X CuSO4 /Y 80.100% m = 500 - 100 = 400 gam → C = = 20 (%) Y %(CuSO4 )/Y 400 0,25 Sau khi CuSO4.5H2O tách ra khỏi Y, phần cịn lại vẫn là dung dịch bão hịa nên khối 20 lượng CuSO4 và H2O tách ra khỏi Y cũng phải theo tỉ lệ như dung dịch bão hịa bằng 0,25 80 Trong 10 gam CuSO4.5H2O cĩ 6,4 gam CuSO4 và 3,6 gam H2O Khối lượng CuSO4 tách ra khỏi Y là 6,4 - m (gam) 0,25 6,4 - m 20 → = → m = 5,5 gam 3,6 80 0,25 Câu 2 1. Trích mỗi dung dịch một ít làm mẫu thử đánh số mẫu 1, mẫu 2: 1,5đ - Nhỏ từ từ đến dư mẫu 1 vào mẫu 2 + Nếu thấy ban đầu cĩ kết tủa keo sau đĩ tan tạo dung dịch trong suốt thì mẫu 1 là NaOH, mẫu 2 là AlCl3; 2
3. + Nếu ban đầu khơng cĩ kết tủa sau đĩ mới cĩ kết tủa thì, mẫu 1 là AlCl3; mẫu 2 là NaOH Ptpư: AlCl3 + 3NaOH  Al(OH)3 + 3NaCl 0,25 Al(OH)3 + NaOH  NaAlO2 + 2H2O AlCl3 + 4NaOH  NaAlO2 + 3NaCl+ 2H2O 0,25 AlCl3 + 3NaAlO2 + 6H2O 4Al(OH)3 + 3NaCl 2. Trích mẫu thử, đánh số 1, 2 Nhỏ từ từ 1 vào 2 nếu cĩ khí bay ra luơn thì 1 là Na2CO3 và 2 là HCl; ngược lại nếu khơng cĩ khí bay ra ngay thì 1 là HCl và 2 là Na2CO3, vì - Khi nhỏ từ từ dung dịch HCl vào dung dịch Na2CO3 thì cĩ phản ứng Na CO + HCl NaHCO + NaCl 2 3 3 0,25 NaHCO3 + HCl NaCl + CO2 + H2O. - Khi nhỏ từ từ dung dịch Na2CO3 vào dung dịch HCl cĩ phản ứng Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + CO2 + H2O 0,25 3. Trích mẫu thử; đong lấy hai thể tích NaOH và Ba(OH)2 ( sao cho thể tích bằng nhau, đều bằng V); cho vào 2 ống nghiệm, nhỏ vài giọt phenolphtalein cho vào 2 ống nghiệm, đánh số 1, 2; Sau đĩ lấy dung dịch HCl nhỏ từ từ vào từng ống nghiệm đến khi bắt đầu mất màu hồng thì dừng lại: Đo thể tích dung dịch HCl đã dùng; với ống nghiệm 1 cần V1(l) dd HCl; với 2 cần V2(l) dd HCl 0,25 + Nếu V2> V1 => Ống 1 đựng Ba(OH)2; ống 2 đựng NaOH + Nếu V2 Ống 2 đựng Ba(OH)2; ống 1 đựng NaOH Giải thích: HCl + NaOH NaCl + H2O 0,1V  0,1V 2HCl + Ba(OH)2 BaCl2 + 2H2O 0,25 0,2V  0,1V Câu 3 1. a. Vì H2S phản ứng với O2 trong khơng khí ở điều kiện thường: 0,25 1,5 đ 2H2S+ O2  2S + 2H2O b. Vì Hg dễ bay hơi, độc; S tác dụng với Hg ở điều kiện thường tạo ra HgS khơng bay hơi, 0,25 dễ xử lý hơn. Hg + S  HgS 0,25 c. 2NH3 + 3Cl2  N2 + 6HCl; NH3 (k)+ HCl(k)  NH4Cl (tt) 2. Thí nghiệm điều chế clo. t0 -Ptpư điều chế: MnO2 + 4HCl (đặc)  MnCl2 + Cl2  + 2H2O - Bình NaCl hấp thụ khí HCl, nhưng khơng hịa tan Cl2 nên khí đi ra là Cl2 cĩ lẫn hơi nước 0,25 Bình H2SO4 đặc hấp thụ nước, khí đi ra là Cl2 khơ. H2SO4 + nH2O H2SO4.nH2O 0,25 Bơng tẩm dung dịch NaOH để giữ cho khí Cl2 khơng thốt ra khỏi bình (độc) nhờ phản ứng 0,25 Cl2 + 2NaOH NaCl + NaClO + H2O Câu 4 1. Đặt số mol Cu và Fe3O4 phản ứng tương ứng là a, b 1,5đ => 64a+ 232b = 24,16 (1) Ptpư: Fe3O4+ 8HCl 2 FeCl3 + FeCl2 + 4H2O (1) b 8b 2b b Cu + 2FeCl3 CuCl2 + 2 FeCl2 (2) 0,25 a 2a a 2a => (2) Vừa đủ nên 2a= 2b (II) Từ I,II => a = b= 0,06 0,25 Vậy trong 24,16 gam X cĩ: 0,16 mol Cu; 0,06 mol Fe3O4 m = 0,16.64 = 10,24 (gam); m = 0,06.232 = 13,92 (gam). Cu Fe3O4 2.Tác dụng với dung dịch HNO : n = 1,2 mol 3 HNO3 (bđ) 3
4. Sơ đồ: + 1,2(mol) NaOH dd Y X + HNO3 Nung x(mol) Khí NaOH NaOH dd y(mol) NaNO3 NaNO2 Ta cĩ: Nếu NaOH hết, chất rắn chỉ riêng: NaNO2 = 1,2 mol.69 = 82,8 gam> 78,16  NaOH phải dư: theo sơ đồ trên ta cĩ: 0,25 x+y = 1,2; 40x+69y =78,16 =>x= 0,16; y = 1,04 0,25 X + HNO3  Fe(NO3)3 + Cu(NO3)2 + Khí + H2O (2) 24,16 k 0,18 0,16 k/2 k= số mol HNO phản ứng với X; n = 0,16.2 + 0.18.3 +nHNO dư = 1,04 3 NaNO2 3 => n dư = 0,18 mol HNO3 0,25  n (*) = 1,2 - 0,18 = 1,02 (mol) = k HNO3 pư Theo bảo tồn khối lượng: mkhí =24,16 + 63.1,02 –( 0,18.242+ 0,16.188+ 18.1,02/2) = 5,6 gam 0,16.188 => C% (Cu(NO3)2) = 11,634% 240 24,16 5,6 0,25 Câu 5 1,0 đ A D Y E G H I CH3COONa C4H10 C2H2 C2H4 C4H4 C4H6 CH2=CHCl (Butan) CaO,toCao (1) CH3COONa(r) + NaOH(r)  CH4(k) + Na2CO3 Crackinh (2) CH3- CH2-CH2-CH3  3CH4 + CH3-CH=CH2 (3) 2CH Lạnhnhanh C H + 3H 4 15000 C 2 2 2 o Pd.PbCO3 ,t (4) CH ≡ CH + H2  H2C = CH2 xt,t0 ,p 0,1 (5) nCH2 = CH2  (-CH2 – CH2 -)n *10 = 0 CuCl2 /NH4Cl,t (6) 2CH ≡ CH  CH2 = CH – C ≡ CH 1,0đ o Pd.PbCO3 ,t (7) H2C = CH –CH ≡ CH + H2  H2C = CH – CH = CH2 xt,t0 ,p (8) nH2C = CH – CH = CH2  (- CH2 – CH = CH – CH2 -)n xt,t0 (9) HC ≡ CH + HCl  H2C = CHCl 0 -CH -CH- (10) nH C = CHCl xt,t ,p 2  2 Cl n Câu 6 1. Gọi cơng thức phân tử của X: CxHy ( x ≤ 4) 2,5 đ t0 y CxHy  xC + H2 2 y Theo bài ra ta cĩ = 2 y= 4. 0,25 2 Vậy X cĩ dạng CxH4 0,25*2 các cơng thức phân tử thỏa mãn điều kiện X là: CH4, C2H4, C3H4, C4H4. - CTCT: CH4; CH2=CH2; CH3-CCH; CH2=C=CH2; CH2=CH-CCH. 0,25 4
5. 0,448 2.Ta cĩ n = = 0,02 (mol) ; n ban đầu = 0,14 0,5 = 0,07 (mol hh X 22,4 Br2 0,07 n phản ứng = = 0,035 (mol); 0,25 Br2 2 Vì khơng cĩ khí thốt ra nên 2 hiđrocacbon khơng no ( anken; ankin) mBình Br2 tăng 6,7 gam là khối lượng của 2 hiđrocacbon khơng no. Đặt cơng thức chung của 2 hiđrocacbon là CnH2n 2 2k (k là số liên kết trung bình) CnH2n 2 2k + k Br2  CnH2n 2 2kBr2k 0,02 0,02 k Từ phản ứng: n = 0,02k = 0,035 mol 1 x+2y =0,035 (I) - Tổng số mol 2 khí: x + y = 0,02 (II) 0,25 - Phản ứng cháy, theo btnt (C): nCO2 = nx+my (*) TH1: Nếu Ba(OH)2 dư => nCO2 = nBaCO3 = 0,03mol, theo (*)=> nx+my=0,03 (III) Từ (I,II,III) => n+3m = 6; do m 2, n 2 => Khơng cĩ n, m thỏa mãn. 0,25 TH2: Nếu Ba(OH)2 tạo 2 muối: Theo btnt C, Ba: => nCO = nBaCO + 2nBa(HCO ) = nBaCO + 2(nBa(OH) -nBaCO ) 2 3 3 3 2 3 0,25 = 0,03+2(0,04-0,03)=0,05 mol; Từ (*) => nx+my = 0,05 (III)’ Từ (I,II,III’) 0,25  y=0,015; x= 0,005; n+3m = 10 (n 2, m 2) + Với m= 2; n= 4 thì thỏa mãn. Vậy hai hiđrocacbon đĩ là: C2H2 và C4H8. Ghi chú: Thí sinh cĩ cách giải khác,đúng vẫn cho điểm tối đa. Hết 5