Đề thi học sinh giỏi môn Hóa học Lớp 9 - Đề số 3 - Năm học 2017-2018 - Nguyễn Đình Hành

Nội dung text: Đề thi học sinh giỏi môn Hóa học Lớp 9 - Đề số 3 - Năm học 2017-2018 - Nguyễn Đình Hành

1. [ĐỀ THI HSG HỐ 9 NAM ĐỊNH 2017-2018] Câu 1: (3,5 điểm) 1. Nguyên tố X là một phi kim. Hợp chất khí của X với hidro là M (cĩ cơng thức H8- aX); oxit cao nhất của X là N (cĩ cơng thức X2Oa). Tỉ khối hơi của N so với M là 5,0137. a. Tìm X. b. Hợp kim của nguyên tố A cĩ nhiều ứng dụng trong đời sống. Đơn chất A, X và hợp chất của chúng tham gia vào các phản ứng theo sơ đồ sau: (1) A + X → E (5) A + O2 → F (2) A + B → C + H2 (6) F + B → C + E + H2O (3) E + A → C (7) C + X → E (4) F + H2 → A + H2O Xác định các chất A, B, C, D, E, F và viết phương trình hố học của các phản ứng xảy ra. 2. Cho các hố chất: KClO3, nước, quặng pirit (FeS2) và các điều kiện phản ứng cĩ đủ. Cĩ thể điều chế được những chất khí nào từ những hố chất đã cho? Viết phương trình hố học của các phản ứng. Hướng dẫn 1. 2X 16a a = (1 7) a7 a. Dễ cĩ 5,0137 X 6,973a13,309  Cl X 8 a X 35,5 b. Hợp kim là hỗn hợp các kim loại, trong cuộc sống hay gặp nhiều hợp kim của Fe. (1) 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3 (2) Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (3) 2FeCl3 + Fe → 3FeCl2 to (4) Fe3O4 + 4H2  3Fe + 4H2O (5) 3Fe + 2O2 → Fe3O4 (6) Fe3O4 + 8HCl → FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O (7) FeCl2 + 0,5Cl2 → FeCl3 2. to KClO3  KCl + 1,5O2 dpdd H2O  H2 + O2 to 4FeS2 + 11O2  2Fe2O3 + 8SO2 VO25 SO2 + 0,5O2  SO3 to Câu 2: (2,0 điểm) 1. Hình vẽ dưới đây là cách lắp đặt dụng cụ thí nghiệm, điều chế oxi trong phịng thí nghiệm. [Thầy Đỗ Kiên – 0948.20.6996] Page 1
2. [ĐỀ THI HSG HỐ 9 NAM ĐỊNH 2017-2018] a. Trong quá trình tiến hành thí nghiệm, để hạn chế ống nghiệm bị nứt vỡ thì cần phải làm gì? Hãy giải thích cách làm đĩ. b. Hãy giải thích vai trị của miếng bơng. 2. Nêu hiện tượng và viết phương trình hố học của phản ứng xảy ra trong thí nghiệm sau: a. Sục từ từ khí CO2 đến dư vào dung dịch bari hidroxit. b. Cho từ từ dung dịch HCl đến dư vào dung dịch NaOH lỗng cĩ chứa một lượng nhỏ phenolphtalein. Hướng dẫn 1. a. Để hạn chế ống nghiệm nứt vỡ thì trước tiên ta làm nĩng đều bề mặt ống nghiệm một lúc, sau đĩ mới cố định đèn cồn. Điều đĩ tránh ống nghiệm giãn nở do chênh lệch nhiệt độ cĩ thể gây vỡ ống nghiệm. b. Miếng bơng đặt ở đầu ống nghiệm nhằm tránh KMnO4 thốt ra ngồi mơi trường. 2. a. Lúc đầu: CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + H2O Khi sục khí CO2 vào dung dịch Ba(OH)2 ta thấy xuất hiện kết tủa trắng làm vẩn đục dung dịch. Sau đĩ: CO2 + BaCO3 + H2O → Ba(HCO3)2 Kết tủa tăng dần đến tối đa, sau đĩ sục tiếp CO2 đến dư thì ta thấy dung dịch dần trong suốt trở lại cho kết tủa bị hồ tan đến hết. b. Phenolphatalein nhỏ vào dung dịch NaOH sẽ chuyển màu hồng. HCl + NaOH → NaCl + H2O HCl sẽ trung hồ NaOH nên phenolphatalein sẽ dần mất màu hồng. Câu 3: (3,5 điểm) 1. A là nguyên tố kim loại cĩ trong thành phần chính của muối ăn và X, Y, Z, T là các hợp chất của A. Trong đĩ X tác dụng với cacbon ddioxxit tạo thành Y; X tác dụng với Y tạo thành Z. Nung Y ở nhiệt độ cao thu được cacbon dioxit. Cacbon dioxit tác dụng với Z thành Y; Y tác dụng với T thu được cacbon dioxit. Xác định X, Y, Z, T và viết phương trình hố học của các phản ứng xảy ra. [Thầy Đỗ Kiên – 0948.20.6996] Page 2
3. [ĐỀ THI HSG HỐ 9 NAM ĐỊNH 2017-2018] 2. Hồ tan 19,2 gam kim loại Cu bằng 40 ml dung dịch H2SO4 98% (D = 1,84g/ml), sau phản ứng thu được dung dịch A. Cho từ từ đến hết 536 ml dung dịch Ba(OH)2 1M vào dung dịch A, sau phản ứng thu được m gam kết tủa. Tìm giá trị của m. Hướng dẫn 1. to X : NaOH Y CO2 nên Y là: NaHCO3 Z:Na2 CO 3 T:NaHSO 4 2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O NaOH + NaHCO3 → Na2CO3 + H2O NaHCO3 + NaHSO4 → Na2SO4 + CO2 + H2O Cu : 0,3 2. H24 SO : 0,736 Tạo SO2: Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2↑ + 2H2O 0,3→ 0,6 Dư: 0,136 H SO : 0,136 Ba(OH) BaSO : 0,436 ddA2 4 2 4 :130,988g 0,536 CuSO42 : 0,3 Cu(OH) : 0,3 Tạo H2S: 4Cu + 5H2SO4 → 4CuSO4 + H2S↑ + 4H2O 0,3→ 0,375 Dư: 0,361 H SO : 0,361 Ba(OH) BaSO : 0,536 ddA2 4 2 4 :142,038g 0,536 CuSO42 : 0,3 Cu(OH) : 0,175 Vậy m nằm trong khoảng (130,988; 142,038). Câu 4: (4,0 điểm) 1. Nung 25,28 gam hỗn hợp gồm FeCO3 và FexOy trong khơng khí tới phản ứng hồn tồn, thu được khí A và 22,4 gam Fe2O3 duy nhất. Cho khí A hấp thụ hồn tồn vào 400 ml dung dịch Ba(OH)2 0,15M thu được 7,88 gam kết tủa. Tìm cơng thức phân tử của FexOy. 2. Chia 156,8 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 thành hai phần bằng nhau. Cho phần 1 tác dụng hết với dung dịch HCl dư được 155,4 gam muối khan. Phần 2 tác dụng vừa đủ với dung dịch Y là hỗn hợp gồm HCl và H2SO4 lỗng thu được 167,9 gam muối khan. a. Viết phương trình hố học của các phản ứng. b. Tính số mol của HCl trong dung dịch Y. Hướng dẫn Ba(OH) o 2 FeCO3 : x t CO  BaCO : 0,04 1.  230,06 Fe O : y 2n Fe23 O : 0,14 25,28g Khi CO2 tác dụng với Ba(OH)2 thu được kết tủa chưa tối đa thì cĩ 2TH TH1: kết tủa chưa bị hồ tan CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O 0,04 ←0,04 [Thầy Đỗ Kiên – 0948.20.6996] Page 3
4. [ĐỀ THI HSG HỐ 9 NAM ĐỊNH 2017-2018] TH2: kết tủa bị hồ tan một phần CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O 0,06 ←0,06→ 0,06 CO2 + BaCO3 + H2O → Ba(HCO3)2 0,02 ←0,02 Dư: 0,04 Suy ra: nCO2 = (0,04; 0,08) 116x (112 16n)y 25,28 BTNT.Fe 0,04;0,12;0,45 3,75 (ktm) hpt  x2y2.0,14  (x;y;ny) n 0,08;0,1;0,3 3 Fe23 O BTNT.C 0,04  x 0,08 Vậy oxit sắt là: Fe2O3. 2. Vì Fe3O4 = FeO + Fe2O3 → coi hỗn hợp chỉ cĩ FeO và Fe2O3 156,8 FeO : x 72x 160y x 0,2 2 nHCl 2(0,2 2.0,4) 2,8mol Fe23 O : y y 0,4 127x 325y 155,4 nHCl nHCl 2.nH SO 2,8 a 2b HCl : a (1) (1) 2 4 (2) H SO : b  167,9g m(Muối) mFe mCl mSO 167,9 56.1 35,5a 96b 24 4 a 1,8 b 0,5 Vậy mol HCl trong Y là 1,8 mol. Câu 5: (3,25 điểm) 1. Nêu hiện tượng trong các thí nghiệm sau, giải thích và viết phương trình hố học của các phản ứng xảy ra (nếu cĩ). a. Đưa bình đựng hỗn hợp khí metan và clo ra ánh sáng, sau một thời gian cho nước vào bình lắc nhẹ rồi cho vào một mẩu giấy quì tím. b. Xăng cĩ thành phần chính là hỗn hợp các hidrocacbon no, chủ yếu là các chất cĩ tính chất hố học tương tự metan. Để phát hiện nước cĩ lẫn trong xăng cĩ thể dùng CuSO4 khan. c. Cho dung dịch nước brom lỗng vào benzen và khuấy đều. 2. Từ nguyên liệu là canxi cacbua, các chất vơ cơ và điều kiện phản ứng cĩ đủ, viết phương trình hố học điều chế etan và 1,2- đibrom etan. 3. Khí gas dùng trong sinh hoạt cĩ thành phần phần trăm về khối lượng các chất như sau: butan 99,4%; cịn lại là propan. Khi đốt cháy 1 mol mỗi chất trên giải phĩng ra một lượng nhiệt là 3600 kJ và 2654 kJ. Tính khối lượng gas cần dùng để đun sơi 1 lít nước (D = 1g/ml) từ 250C lên 1000C. Biết để nâng nhiệt độ của 10 gam nước lên 1 cần 4,16J. Hướng dẫn 1. 2. [Thầy Đỗ Kiên – 0948.20.6996] Page 4
5. [ĐỀ THI HSG HỐ 9 NAM ĐỊNH 2017-2018] CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + CHCH Ni,to CHCH + 2H2  CH3-CH3 (etan) Pd,to CHCH + H2  CH2=CH2 CH2=CH2 + ddBr2 → CH2(Br)-CH2(Br) Chú ý: nếu brom hố etan thì thu được hỗn hợp 1,1 đibrometan và 1,2 ddibrometan. 3. m 1000g oo H2 O t 100 25 Q 4,16.1000.75 312 kJ 75o CH4 10 C4 H 10 : a  58a 0,994(58a 44b) Mol %m = 99,4% C H : b 38 3600a 2654b 312 a 0,08616 mGas 5,027g b 0,000686 Vậy khối lượng Gas cần dùng là: 5,027g. Câu 6: (3,75 điểm) 1. Đốt cháy hồn tồn hỗn hợp 2 hidrocacbon X và Y cĩ cơng thức chung là CnH2n+2 (n ≥ 1) rồi dẫn sản phẩm cháy lần lượt qua bình 1 đựng H2SO4 đặc, bình 2 chứa nước vơi trong dư thấy lượng bình 1 tăng 2,52 gam, khối lượng dung dịch ở bình 2 giảm 5,6 gam. Xác định cơng thức phẩn tử của X và Y nếu biết tỉ lệ khối lượng mX : mY = 1:3,625 và số mol mỗi chất đều vượt quá 0,015 mol. Hướng dẫn Khi đốt cháy: nAnkan = nH2O – nCO2. Bình 1 hấp thụ H2O nên mH2O = 2,52g → nH2O = 0,14 Bình 2 hấp thụ CO2 nên mCO2 = mCaCO m → nCO2 = 0,1 3 dd giảm 100nCO22 44nCO nH O nCO nCO CH4 → n(X,Y) = 2 2 Số C 2 2,5 X 0,04 n(X,Y) CH26 a b 0,04 CH : a 4 a bn 0,1 CH4 : 0,02 Ta cĩ C26 H : a  2a bn 0,1 C4 H 10 : 0,02 C H : b n 2n 2 16a.3,625 (14n 2)b 30a.3,625 (14n 2)b Vậy cơng thức phân tử của X, Y là: CH4 và C4H10. [Thầy Đỗ Kiên – 0948.20.6996] Page 5
6. [ĐỀ THI HSG HỐ 9 NAM ĐỊNH 2017-2018] 2. Phản ứng crackinh là phản ứng bẻ gãy phân tử hidrocacbon bằng nhiệt hoặc nhiệt cùng với xúc tác. Crackinh m gam butan thu được hỗn hợp khí A từ các phản ứng theo sơ đồ sau: crackinh (1) C4H10  C3H6 (X) + CH4 (2) C4H10 C2H4 + C2H6 (Y) Trong đĩ X cĩ tính chất hố học tương tự etilen, Y cĩ tính chất hố học tương tự metan. Dẫn tồn bộ khí A vào dung dịch brom dư thấy cĩ 36 gam brom tham gia phản ứng và thu được hỗn hợp khí B. Đốt cháy hồn tồn hỗn hợp B thu được 11,76 lít CO2 (đktc) và 14,49 gam H2O. a. Tìm giá trị của m. b. Tính hiệu suất của phản ứng crackinh. Hướng dẫn (1) C4H10 C3H6 (X) + CH4 (2) C4H10 C2H4 + C2H6 (Y) C2 H 4 ;C 3 H 6 : nBr 2 0,225 to CH  CH O 4 10 4 10 dư  2 CO H O 22 m(g) CH ;C H 4 2 6 0,525 0,805 n(C4H10, CH4, C2H6) = nH22 O nCO 0,28 n(CH CH) n(CH CH) n(CH4 C 2 H 6 ) : 0,225 nC 4 H 10 pứ : 0,225  4 2 6 2 4 3 6 nC4 H 10 dư : 0,055 m 16,24g nC4 H 10 b.đầu 0,28 H% 80,36% Vậy m = 16,24 gam và hiệu suất cracking là: 80,36%. [Thầy Đỗ Kiên – 0948.20.6996] Page 6
7. [ĐỀ THI HSG HỐ 9 NAM ĐỊNH 2017-2018] [Thầy Đỗ Kiên – 0948.20.6996] Page 7