Đề thi học sinh giỏi môn Hóa học Lớp 9 - Năm học 2015-2016

Nội dung text: Đề thi học sinh giỏi môn Hóa học Lớp 9 - Năm học 2015-2016

1. PHÒNG GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 HUYỆN HOẰNG HOÁ NĂM HỌC 2015-2016 MÔN THI: HÓA HỌC Ngày thi: 14/10/2015 Thời gian: 150 phút ( Không kể thời gian giao đề) Câu I: ( 2,0 điểm) 1. Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt cơ bản là 34, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 10 hạt. Xác định số hạt mỗi loại và cho biết tên, KHHH của nguyên tố X? 2. Bằng phương pháp hóa học, hãy phân biệt ba chất rắn đựng trong 3 lọ mất nhãn riêng biệt sau: K2O, CuO, P2O5. Câu II: (2,0 điểm) Nêu nguyên liệu, các công đoạn chính của quá trình sản xuất axit sunfuric Câu III: (2,0 điểm) Hoà tan hoàn toàn 24,2 gam hỗn hợp bột CuO và ZnO cần vừa đủ 200 ml dung dịch HCl 3M. 1. Tính phần trăm theo khối lượng của mỗi oxit trong hỗn hợp ban đầu. 2. Tính khối lượng dung dịch H2SO4 20% để hoà tan hoàn toàn hỗn hợp các oxit trên. Câu IV: (2,0 điểm)1. Hãy tính toán và nêu cách pha chế 500 ml dd NaCl 0,9% (d = 1,009g/cm3) (nước muối sinh lí) từ muối ăn nguyên chất và nước cất. 2. Nêu các cách điều chế NaOH và Mg(OH)2 từ những loại chất khác nhau và chỉ bằng một phản ứng Câu V: (3,0 điểm)1.Hòa tan m gam tinh thể Na2CO3.10H2O vào V ml dung dịch Na2CO3 C%( khối lượng riêng bằng D g/ml) thu được dung dịch X. Lập công thức tính nồng độ % của dung dịch X theo m, V, C% và D 2. Hòa tan hết 3,2 gam oxit M2Om ( M là kim loại ) trong một lượng vừa đủ dung dịch H2SO410%, thu được dung dịch muối có nồng độ 12,9%. Sau phản ứng đem cô bớt dung dịch và làm lạnh nó, thu được 7,868 gam tinh thể muối với hiệu suất kết tinh là 70%. Xác định công thức của tinh thể muối đó Câu VI: (3,0 điểm) Nung a gam Cu trong V lít khí O 2 đến phản ứng hoàn toàn thu được chất rắn A. Đun nóng A trong b gam dung dịch H 2SO4 98%( lượng vừa đủ) sau khi tan hết được dung dịch B chứa 19,2 gam muối và khí SO2. Cho khí SO2 hấp thụ hoàn toàn bởi 300ml dung dịch NaOH 0,1M thu được 2,3 gam hỗn hợp 2 muối. Tính a, b và V( ở đktc) Câu VII: (2,0 điểm) A là dung dịch H 2SO4 0,2M, B là dung dịch H2SO4 0,5M. Phải trộn A và B theo tỉ lệ thể tích như thế nào để được dung dịch H2SO4 0,3M Câu VIII: (2,0 điểm) Nêu hiện tượng hóa học xảy ra và viết PTHH khi hòa tan Fe bằng dung dịch HCl rồi cho thêm KOH vào dung dịch và để lâu ngoài không khí, người ta thu được kết tủa màu nâu đỏ. Câu IX: (2,0 điểm) Rót 400ml dung dịch BaCl 2 5,2% (D=1,003g/ml) vào 100ml dung dịch H2SO4 20% (D = 1,14g/ml). Xác định nồng độ % các chất trong dung dịch còn lại sau khi tách bỏ kết tủa. Cho biết: Ba = 137; C = 12; N = 14; O = 16; Na = 23; Mg = 24; Al = 27; S = 32; Cl = 35,5; Ca = 40; Fe = 56; Cu = 64; Zn = 65; H = 1. HẾT Họ tên thí sinh: Số báo danh:
2. PHÒNG GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 HUYỆN HOẰNG HOÁ NĂM HỌC 2015-2016 MÔN : HÓA HỌC Hướng dẫn chấm này có 4 trang Câu Nội dung Điểm I 1. Ta có hệ pt: 2p + n = 34 2p – n = 10 Giải hệ ta được: p = e = 11; n = 12. 0,75 0,25 Vậy X là natri (Na). b. - Trích mẫu thử. Cho nước dư vào từng mẫu thử và khuấy đều, thấy: 0,25 + 2 mẫu thử tan là K2O, P2O5 đều cho dd không màu. PTHH: K2O + H2O 2KOH ; P2O5 + 3H2O 2H3PO4 + 1mẫu thử không tan là CuO. 0,25 - Cho vào mỗi dd không màu ở trên 1 mẩu quỳ tím, nếu: + Quỳ tím chuyển sang màu xanh là dd KOH và chất ban đầu là K2O 0,25 + Quỳ tím chuyển sang màu đỏ là dd H3PO4 và chất ban đầu là P2O5 0,25 II - Nguyên liệu: lưu huỳnh (hoặc quặng pirit), nước và không khí. 0,5 - Các công đoạn sản xuất H2SO4: t 0 0,5 1, Sản xuất SO2 : S + O2  SO2 V O t 0 0,5 2 5 2, Sản xuất SO3: 2SO2 + O2 2SO3 0,5 3, Sản xuất H2SO4: SO3 + H2O H2SO4 III - Gọi x, y lần lượt là số mol của CuO, ZnO. PTHH. CuO + 2HCl  CuCl2 + H2O (1) ZnO + 2HCl  ZnCl2 + H2O (2) 0,25 - Ta có hệ phương trình sau: 80x + 81y = 24,2 2x + 2y = 0,6 0,25 Giải hệ pt ta được : x = 0,1(mol) ; y = 0,2mol %m CuO = (80.0,1 : 24,2).100% = 33,05% 0,5 %m ZnO =100% - 33,05% = 66,95%. b. PTHH: CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O (3) ZnO + H2SO4 ZnSO4 + H2O (4) 0,25 - Theo các PTHH ta có tổng số mol H2SO4 cần dùng bằng:
3. nH S O = 0,5n = 0,5 . 0,6 = 0,3 (mol). 2 4 HCl 0,25 - Nên m H 2 S O 4 = 0,3.98 = 29,4 (g). Khối lượng dd H2SO4 20% cần dùng là: mdd = (100.29,4):20 = 147 (gam) 0,5 H 2SO4 IV 1. * Tính toán: Khối lượng NaCl cần dùng: 500.1,009.0,9% = 4,54 gam 0,25 * Cách pha chế: -Cân lấy 4,54 gam NaCl rồi cho vào cốc thủy tinh có dung tích lớn hơn 500ml . - Đổ từ từ nước cất vào cốc chứa muối ở trên và đồng thời khuấy đều đến khi thể tích dung dịch đạt mức 500ml thì dừng lại ta thu được 500ml dung dịch NaCl theo yêu cầu 0,5 2. Điều chế NaOH và Mg(OH)2 - Cho kim loại tác dụng với nước: Chỉ điều chế NaOH 2Na + 2H2O  2NaOH + H2 0,25 - Oxit bazơ tác dụng với nước: điều chế NaOH Na2O + H2O  2NaOH 0,25 - Điện phân dung dịch muối clorua: điều chế NaOH dpdd 2NaCl + 2H2O mnx 2NaOH + Cl2 + H2 0,25 - Dung dịch bazơ tác dụng với dung dịch muối: điều chế được cả NaOH và Mg(OH)2 Ca(OH)2 + Na2CO3  CaCO3 + 2NaOH 2KOH + MgCl2  Mg(OH)2 + 2KCl 0,5 V 1. Theo đề ra ta có số mol Na2CO3 có trong m gam tinh thể Na2CO3.10H2O là: m m nNa2CO3 = nNa2CO3.10H2O = = (mol) 106 10.18 286 Do khối lượng dung dịch Na2CO3 = V.D 0,5 V.D.C số mol Na2CO3 có trong dung dịch Na2CO3 ban đầu là : 106.100 Vì vậy nồng độ của dung dịch X thu được là 0,25 m V.D.C 106 286 106.100 C%(ddX) = 100% m V.D 0,25
4. 2. PTHH: M2Om + mH2SO4  M2(SO4)m + mH2O Giả sử có 1 mol M2Om phản ứng thì số gam dung dịch H2SO4 10% là 980m 0,25 Khối lượng dung dịch thu được là: 2M + 996m Số gam muối là (2M + 96m) 0,25 2M 96m Ta có C% = 100% = 12,9% => M = 18,65m 2M 996m Nghiệm phù hợp là m = 3 và M = 56(Fe) Vậy oxit là Fe2O3 0,5 Fe2O3 + 3H2SO4  Fe2(SO4)3 + 3H2O 0,25 3,2 nFe2O3 = = 0,02 mol 160 Vì hiệu suất là 70% nên số mol Fe2(SO4)3 tham gia kết tinh là: 0,25 0,02.70% = 0,014 mol Nhận thấy số gam Fe2(SO4)3 = 0,014.400 = 5,6 Số mol CuSO4 sinh ra ở phản ứng (2) là 0,12 – 0,02 = 0,1 mol Theo(1) nCu = nCuO = 0,1 mol 1 nO2 = nCuO = 0,05 mol 2 0,5
5. Khối lượng của kim loại Cu ban đầu là: a = 0,12.64 = 7,68 gam Thể tích khí O2 đã dung là : V = 0,05.22,4 = 1,12 lit 0,25 Theo(2), (3)  n H2SO4 = 0,1 + 0,04 = 0,14 mol 0,25 0,25  mH2SO4 = 0,14.98 = 13,72 gam 13,72.100 Khối lượng dung dịch H2SO4 98% là : b = = 14 gam 98 0,25 VII Gọi x, y là thể tích (l) của các dung dịch A và B phải trộn(x, y > 0). 0,25 n(H2SO4)ddA = 0,2x mol; n(H2SO4)ddB = 0,5y mol. 0,25 n(H2SO4)dd trộn = (0,2x + 0,5y) mol 0,25 Mặt khác: n(H2SO4)dd trộn = 0,3 (x + y) mol 0,5 Ta có: 0,2x + 0,5y = 0,3(x + y) => x/y = 2/1 0,5 Vậy phải trộn 2 thể tích dung dịch A với 1 thể tích dung dịch B sẽ được dung dịch H2SO4 0,3M. 0,25 VIII Hòa tan Fe bằng dung dịch HCl: có khí không màu thoát ra 0,25 Fe + 2HCl FeCl2 + H2 0,25 Thêm KOH vào dung dịch: có kết tủa màu trắng xanh 0,25 FeCl2 + 2KOH Fe(OH)2 + 2KCl 0,5 Để lâu ngoài không khí: kết tủa chuyển màu nâu đỏ 0,25 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 4Fe(OH)3 0,5 IX Theo đề: mdd BaCl2 = 400.1,003 = 401 gam. 401.5,2 0,25 -> nBaCl2 = = 0,1 mol. 100.208 mdd H2SO4= 100.1,14 = 114 gam. 114.20 0,25 nH2SO4 = = 0,23 mol 100.98 PTHH: H2SO4 + BaCl2 BaSO4 + 2HCl 0,1 0,1 0,1 0,2 (mol) 0,25 Theo phương trình: nH2SO4 dư = 0,23 – 0,1 = 0,13 mol nBaSO4 = n(BaCl2) = 0,1 mol. 0,25 Trong dung dịch sau phản ứng có H2SO4 dư và HCl tạo thành: mH2SO4dư = 98.0,13 = 12,74 gam; m(HCl) = 36,5.0,2 = 7,3gam 0,25 Khối lượng dd sau phản ứng: mdd = 401 + 114 – 0,1.233 = 491,7 gam. 0,25 Nồng độ % các chất trong dung dịch: 12,74 0,5 C%dd H2SO4 = .100% = 2,6%; C%(dd HCl) = 1,5%. 491,7 Chú ý: Học sinh làm cách khác mà đúng vẫn cho điểm tối đa Hết