Đề thi chọn học sinh giỏi môn Hóa học Lớp 9 - Năm học 2020-2021 - Sở giáo dục và đào tạo Quảng Trị

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi môn Hóa học Lớp 9 - Năm học 2020-2021 - Sở giáo dục và đào tạo Quảng Trị

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI HỌC SINH GIỎI VĂN HÓA LỚP 9 THCS QUẢNG TRỊ NĂM HỌC: 2020 - 2021 (Khóa ngày 25 tháng 3 năm 2021) ĐỀ CHÍNH THỨC MÔN THI: HÓA HỌC Thời gian làm bài: 150 phút, không kể thời gian giao đề Câu 1. (5,0 điểm) 1. Dự đoán hiện tượng và viết phương trình phản ứng xảy ra trong các thí nghiệm sau: a) Sục khí SO2 vào dung dịch nước Br2. b) Cho Na2SO3 vào dung dịch chứa KMnO4 và NaHSO4. c) Cho FeCl2 vào dung dịch chứa hỗn hợp dư gồm H2SO4 loãng và KMnO4. 2. Hỗn hợp rắn gồm Al, Fe 2O3, Cu và Al2O3. Trình bày phương pháp hóa học để tách riêng các chất mà không làm thay đổi khối lượng của mỗi chất. Viết các phương trình phản ứng xảy ra. 3. Cho hỗn hợp gồm Mg và Cu tác dụng với dung dịch hỗn hợp chứa 0,06 mol AgNO3 và 0,05 mol Cu(NO3)2, thu được dung dịch A và chất rắn B. Cho dung dịch A tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc lấy kết tủa, nung trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được 6,0 gam hỗn hợp hai oxit. Cho B tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nóng, dư, thu được 0,04 mol khí SO2. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Viết các phương trình phản ứng và tính số mol của Mg và Cu trong hỗn hợp ban đầu. 4. Cho FeCO3 tác dụng vừa đủ với dung dịch HNO3, thu được dung dịch A1 và 16,2 gam hỗn hợp khí CO2 và NO. Cho m gam Cu tan hết trong dung dịch A1, thu được dung dịch B1 chứa ba chất tan có tỉ lệ nồng độ mol là: 1 : 2 : 3. Viết các phương trình phản ứng và tính giá trị của m. Câu 2. (4,5 điểm) 1. Có năm chất rắn đựng trong 5 lọ riêng biệt không nhãn là: Na2CO3, NaCl, NH4Cl, NaOH, hỗn hợp NaCl và Na2CO3. Hãy phân biệt chất đựng trong mỗi lọ bằng phương pháp hoá học và viết các phương trình phản ứng xảy ra. 2. Cho 3,31 gam hỗn hợp X gồm Al, Fe và Cu tác dụng hoàn toàn với dung dịch HCl, thu được 0,035 mol H2. Mặt khác, nếu cho 0,12 mol hỗn hợp X tác dụng hoàn toàn với Cl2 dư, đun nóng, thu được 17,27 gam chất rắn Y. Viết các phương trình phản ứng và tính số mol mỗi chất trong 3,31 gam X. 3. Cho dung dịch chứa 19 gam muối clorua của một kim loại (hóa trị II) tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa 22 gam muối sunfua, thu được 11,6 gam kết tủa. Viết các phương trình phản ứng và xác định công thức hai muối. Câu 3. (4,5 điểm) 1. Cho lần lượt các chất rắn gồm FeS 2, NaCl, NaBr và NaI phản ứng với dung dịch axit H 2SO4 đặc, nóng, dư. Viết các phương trình phản ứng xảy ra. 2. Trộn lẫn các cặp chất sau chứa trong dung dịch riêng biệt: natri cacbonat, amoni hiđrosunfat, nhôm clorua, bari clorua, natri hiđroxit. Viết các phương trình phản ứng xảy ra. 3. Cho m gam hỗn hợp Y gồm FexOy, Cu và CuO tác dụng với dung dịch HCl, kết thúc phản ứng, thu được dung dịch Z (chỉ chứa muối) và còn lại 3,2 gam kim loại. Chia dung dịch Z thành hai phần bằng nhau. Phần 1 phản ứng vừa đủ với 500 ml dung dịch NaOH 0,5M. Phần 2 tác dụng hết với dung dịch AgNO3 dư, thu được 43,975 gam kết tủa. Viết các phương trình phản ứng và tính số mol mỗi nguyên tố trong Y. Câu 4. (6,0 điểm) 1. Hoàn thành các phương trình phản ứng theo sơ đồ chuyển hóa sau: CH3COONa CH4 X Y Z T Cao su Buna. 2. Khi đốt cháy hoàn toàn m gam chất A (C xHyOz) cần dùng vừa đủ một khối lượng O 2 bằng 8 lần khối lượng oxi có trong A, thu được mCO2 : mH2O = 22 : 9. Biết A đơn chức và tác dụng với Na. Xác định công thức cấu tạo của A và viết các phương trình phản ứng xảy ra. 3. Chia 44,8 gam hỗn hợp gồm axit axetic, glixerol và etyl axetat thành ba phần. Phần 1 tác dụng hết với Na, thu được 0,06 mol H2. Phần 2 tác dụng vừa đủ với 500 ml dung dịch NaOH 0,4M, đun nóng. Phần 3 có khối lượng bằng phần 2 đem tác dụng hết với NaHCO 3, thu được 0,12 mol CO2. Viết các phương trình phản ứng và tính số mol mỗi chất có trong phần 2. 4. Đốt cháy hoàn toàn 2,54 gam este E, mạch hở, thu được 0,12 mol CO2 và 0,07 mol H2O. Biết rằng 0,1 mol E tác dụng vừa đủ với 200 ml dung dịch NaOH 1,5M, đun nóng, thu được một ancol (rượu) và 28,2 gam một muối của axit cacboxylic đơn chức. Xác định công thức phân tử và công thức cấu tạo của E. Cho: H=1; C=12; N=14; O=16; Na=23; Mg=24; Al=27; Cl=35,5; K=39; Fe=56; Cu=64; Ag=108. HẾT Thí sinh được phép sử dụng bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học và bảng tính tan
2. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO QUẢNG TRỊ HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC HSG VĂN HÓA LỚP 9 THCS NĂM HỌC: 2020 – 2021 Môn thi: HÓA HỌC (Hướng dẫn chấm có 4 trang) Câu Ý Nội dung Điểm Câu 1 a) Màu vàng nâu nhạt dần: SO2 + Br2 + 2H2O 2HBr + H2SO4 b) Dung dịch mất màu tím: t0 1 5Na2SO3 + 2KMnO4 + 6NaHSO4  8Na2SO4 + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O 1,5 c) Xuất hiện khí màu vàng lục, dung dịch mất màu tím. 10FeCl2 + 6KMnO4 + 24H2SO4 5Fe2(SO4)3 + 10Cl2 + 3K2SO4 + 6MnSO4 + 24H2O - Cho hỗn hợp tác dụng với Cl2, lấy chất rắn sau phản ứng cho vào H2O dư, lọc chất không tan là Al2O3 và Fe2O3, dung dịch chứa AlCl3 và FeCl3 - Cho hỗn hợp Al2O3 và Fe2O3 tác dụng hoàn toàn với dung dịch NaOH dư, lọc lấy Fe2O3. Dung dịch chứa NaAlO2 và cho NaOH cho tác dụng với CO2 dư, lọc kết tủa, nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được Al2O3 - Cho hỗn hợp AlCl 3 và CuCl2 tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc kết tủa, nung đến khối lượng không đổi, rồi khử bằng H2 dư, thu được Cu, dung dịch thu đượccho tác dụng với CO 2 dư, lọc kết tủa nung đến khối lượng không đổi, rồi điện phân nóng chảy, thu được Al 2Al + 3Cl2 2AlCl3 2 1,5 Cu + Cl2 CuCl2 CuCl2 + 2NaOH Cu(OH)2 + 2NaCl to Cu(OH)2  CuO + H2O to CuO + H2  Cu + H2O 2AlCl3 + 6NaOH 2Al(OH)3 + 6NaCl Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O NaAlO2 + CO2 + 2H2O Al(OH)3 + NaHCO3 to 2Al(OH)3  Al2O3 + 3H2O Ñieän phaân, maøng ngaên 2Al2O3 ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾® 4Al + 3O2 Do tính khử Mg>Cu và tính oxi hóa Ag+>Cu2+ nên thứ tự phản ứng: Mg + 2AgNO3 Mg(NO3)2 + 2Ag (1) Cu + 2AgNO3 Cu(NO3)2 + 2Ag (2) Mg(NO3)2 + 2NaOH Mg(OH)2 + 2NaNO3 (3) t0 Mg(OH)2  MgO + H2O (4) Cu(NO3)2 + 2NaOH Cu(OH)2 + 2NaNO3 (5) t0 Cu(OH)2  CuO + H2O (6) 3 t0 1,0 2Ag + 2H2SO4 đặc  Ag2SO4 + SO2 + 2H2O (7) t0 Cu + 2H2SO4 đặc  CuSO4 + SO2 + 2H2O (8) Vì tạo hai oxit nên A chỉ chứa hai muối là Mg(NO3)2 và Cu(NO3)2 AgNO3 hết Nếu không có (2): m(2 oxit tối đa) = 0,03.40 + 0,05. 80 = 5,2 < 6 gam có (2) và Mg hết. Gọi nMg=x mol, nCu(2)=y mol, nCu(dư)=z mol 2 x 2 y 0, 06 x 0, 01 x = 0, 01 m ol 40 x 80 y 0, 05.80 6 y 0, 02 y z 0, 03 m ol 0, 03 z 0, 04 z 0, 01 3FeCO3 + 10HNO3 3Fe(NO3)3 + NO + 3CO2 + 5H2O (1) Gọi nNO = a mol nCO2=3a mol 30a + 3a.44 =16,2 a = 0,1 mol 4 Cu + 2Fe(NO3)3 2Fe(NO3)2 + Cu(NO3)2 1,0 NX: 2nCu(NO3)2 = nFe(NO3)2 nFe(NO3)3 (dư)=3nCu(NO3)2 Gọi n Cu(NO3)2= b 2b+3b=0,3 mol b=0,06 mol m = 64.0,06 =3,84 gam 1
3. Câu Ý Nội dung Điểm Câu 2 - Trích MT cho quỳ tím vào: không hiện tượng là NaCl, hóa đỏ là NH4Cl, xanh là NaOH, Na2CO3 và hỗn hợp NaCl và Na2CO3. - Trích MT còn lại cho tác dụng với dung dịch HNO 3 loãng: không tạo khí là NaOH, tạo khí là Na2CO3, hỗn hợp NaCl và Na2CO3 1 Na2CO3 + 2HNO3 2NaNO3 + H2O + CO2 1,5 - Lấy nước lọc trong mỗi ống nghiệm sau phản ứng với dung dịch HNO 3, cho tác dụng với dung dịch AgNO3. Nếu không tạo kết tủa trắng thì muối ban đầu là Na2CO3, tạo kết tủa trắng thì muối ban đầu là hỗn hợp hai muối NaCl và Na2CO3 NaCl + AgNO3 AgCl + NaNO3 Gọi x, y, z lần lượt là số mol của Al, Fe và Cu trong 3,31 gam X 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 (1) Fe 2HCl FeCl2 H2 (2) 2Al + 3Cl2 2AlCl3 (3) 2Fe + 3Cl2 2FeCl3 (4) 2 Cu + Cl2 CuCl2 (5) 1,5 x y z 0,12 Khi cho 3,31 gam X thì: 1,25x-2,23y+1,07z 0 133,5x 162,5y 135z 17,27 27x 56y 64z 3,31 x 0,01 Ta có hê: 1,5x y 0,035 y 0,02 1,25x 2,23y 1,07z 0 z 0,03 + Gọi MCl2 là muối clorua, X2Sn là công thức của muối sunfua TH1 : Tạo kết tủa muối sunfua nMCl2 + X2Sn  nMS↓ + 2XCln 19 19 → M 71 M 71 19 11,6 = M = 29,135 (loại) M 71 M 32 TH2 : Tạo kết tủa hiđroxit 3 1,5 nMCl2 + X2Sn + 2nH2O  nM(OH)2↓ + nH2S↑ + 2XCln 19 19 19 → M 71 (M 71)n M 71 19 11,6 = M = 24 (Magie) M 71 M 34 19 22 + Theo giả thiết và phản ứng ta cũng có : = (24 71)n 2X 32n X = 39n n = 1, X = 39 (kali) Công thức hai muối: MgCl2 và K2S Câu 3 2FeS2 + 14H2SO4 đặc, nóng → Fe2(SO4)3 + 15SO2 + 14H2O NaCl + H SO đặc, nóng → NaHSO + HCl 1 2 4 4 1,0 2NaBr + 2H2SO4 đặc, nóng → Na2SO4 + SO2 + Br2 + 2H2O 8NaI + 5H2SO4 đặc, nóng → 4Na2SO4 + H2S + 4I2 + 4H2O Na2CO3 + 2NH4HSO4 (NH4)2SO4 + Na2SO4 + CO2 + H2O 3Na2CO3 + 2AlCl3 + 3H2O 6NaCl + 2Al(OH)3 + 3CO2 Na2CO3 + BaCl2 2NaCl + BaCO3 2 NH4HSO4 + BaCl2 BaSO4 + NH4Cl + HCl 1,5 NH4HSO4 + 2NaOH NH3 + Na2SO4 + 2H2O AlCl3 + 3NaOH Al(OH)3 + 3NaCl Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O 2
4. Câu Ý Nội dung Điểm Ta có: nNaOH = 0,5.0,5 = 0,25 mol; nCu (dư) = 3,2/64 = 0,05 mol CuO + 2HCl CuCl2 + H2O (1) FexOy + 2yHCl xFeCl2y/x + yH2O (2) (y - x)Cu + xFeCl2y/x ( y - x)CuCl2 + xFeCl2 (3) Vì Cu dư nên dung dịch Z chỉ chứa CuCl2 và FeCl2 CuCl2 + 2NaOH Cu(OH)2 + 2NaCl ( 4) FeCl2 + 2NaOH Fe(OH)2 + 2NaCl (5) CuCl2 + 2AgNO3 Cu(NO3)2 + 2AgCl (6) Vì AgNO3 dư nên: FeCl2 + 3AgNO3 Fe(NO3)3 + 2AgCl + Ag (7) Theo (4, 5): nCl ( 2 muối CuCl và FeCl ) = nNaOH = 0,25 mol 3 2 2 2,0 1 1 nHCl (1, 2) = 2.0,25 = 0,5 mol nO ( Y) = .nHCl = .0,5 = 0,25 mol 2 2 Theo (6, 7): n = n = 0,25 mol AgCl Cl ( 2 muối CuCl2 và FeCl2 ) 43,975 143,5.0, 25 nAg = = 0,075 mol 108 n = 0,075 mol n = 2.0,075 = 0,15 mol FeCl2 (7) Fe (Y) nAgCl (7) = 2.0,075 = 0,15 mol nAgCl (6) = 0,25 - 0,15 = 0,1 mol 0,1 nCuCl (6) = = 0,05 mol nCu (Y) = 2.0,05 + 0,05 = 0,15 mol 2 2 Câu 4 CaO, t0 CH3COONa + NaOH  CH4 + Na2CO3 1500oC, laøm laïnh nhanh 2CH4  C2H2 + 3H2 Pd,t0 CH  CH + H2  CH2 = CH2 1 1,5 H ,t0 CH2 = CH2 + H2O  CH3CH2OH 0 Al2O3,t 2C2H5OH  CH2 = CH – CH = CH2 + H2 + 2H2O xt,t0 ,p nCH2 = CH – CH = CH2  (- CH2 = CH – CH = CH2-)n Phản ứng: CxHyOz + (x + y/4 – z/2) O2 xCO2 + y/2H2O (1) Ta có: m(CO2) : m(H2O) = 44x : 9y y = 2x m(O2) = 8mO(A) 32(x + y/4 –z/2) = 8.16z 3z = x CTPT của A là (C3H6O)n Do A đơn chức, tác dụng với Na 2 n =1: A là rượu đơn chức ; hay n=2 : A là axit đơn chức 1,5 TH1: A là CH2 = CH – CH2OH CH2 = CH – CH2OH + Na CH2 = CH – CH2ONa + 1/2H2 TH2: A: C6H12O2 C5H11COOH: C5H11COOH + Na C5H11COONa + 1/2H2 CH3CH2CH2CH2CH2COOH, CH3CH3CH3(CH3)CHCOOH, CH3CH2CH(CH3)CH2COOH, CH3CH2CH(CH3)CH2CH2COOH, CH3CH(CH3)CH2CH2CH2COOH, CH3CH2C(CH3)2COOH, CH3C(CH3)2CH2COOH, CH3CH(CH3)CH(CH3)COOH, 2CH3COOH + 2Na 2CH3COONa + H2 2C3H5(OH)3 + 6Na 2C3H5(ONa)3 + 3H2 CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O 3 CH3COOH + NaHCO3 CH3COONa + CO2 + H2O 1,5 t0 CH3COOC2H5 + NaOH  CH3COONa + C2H5OH * Xét phần 2: Đặt x là số mol C3H5(OH)3 n(NaOH)=0,2 mol nCH3COOH + nCH3COOC2H5=0,2 mol 3
5. Câu Ý Nội dung Điểm nCO2=nCH3COOH=0,12 mol nCH3COOC2H5=0,08 mol m2=(92x+60.0,12+88.0,08)=92x+14,24 m1=44,8–2(92x+14,24)=16,32-184x 16,32 184x 0,06 0,04 mol (Choïn) * Ta có tỉ lệ: x 92x 14,24 1,5x 0,06 -0,0113 (Loaïi) Trong phần 2: 0,12 mol CH3COOH, 0,08 mol CH3COOC2H5, 0,04 mol C3H5(OH)3 Đặt CTTQ A: CxHyOz (x, y, z nguyên dương) n = 0,12mol;n =0,07 mol mC= 1,44 gam; mH = 0,14 gam; mO=0,96 g CO2 H2O Ta có tỷ lệ: x: y: z = 6:7:3 CTPT của E: (C6H7O3)n Ta có: nE : nNaOH =1:3. Vậy E có 3 chức este, Suy ra E có 6 nguyên tử oxi (n=2) Công thức phân tử của E là C12H14O6 (M = 254) Vì E + NaOH 1 muối của axit cacboxylic đơn chức và một ancol E có công thức dạng: (RCOO)3R' 4 to 1,5 (RCOO)3R’+ 3NaOH  3RCOONa + R’(OH)3 0,1 0,3 0,3 (mol) 28,2 MRCOONa = = 94gam/mol MR = 27(C2H3)M R’ =254-213= 41 (C3H5) 0,3 CH2 = CH- COO- CH2 | Công thức cấu tạo của E là: CH2 = CH- COO- CH | CH2 = CH- COO- CH2 - Thí sinh có thể làm cách khác, nếu đúng vẫn đạt điểm tối đa. Làm tròn đến 0,25 điểm. - Nếu thiếu điều kiện, thiếu cân bằng hoặc thiếu cả hai thì trừ một nửa số điểm của PTHH đó. HẾT 4