Đề thi học sinh giỏi môn Hóa học Lớp 9 - Năm học 2017-2018

Nội dung text: Đề thi học sinh giỏi môn Hóa học Lớp 9 - Năm học 2017-2018

1. [Đ THI HSG HỐ 9 PHÚ YÊN 2017-2018] Câu 1: (5,0 điểm) 1. Cho bảng giá trị khối lượng riêng (D g/cm3) và nồng độ phần trăm C% của axit sunfuric trong nước nguyên chất (ở nhiệt độ khoảng 15,50) như sau: C% D(g/ml) C% D(g/ml) C% D(g/ml) 0,00 0,999 50,87 1,406 90,60 1,822 10,77 1,073 60,75 1,509 97,00 1,842 21,07 1,149 81,30 1,745 98,00 1,842 a. Nu pha trộn 100 gam dung dịch H2SO4 21,07% với 50 gam dung dịch axit H2SO4 81,30%, thu được dung dịch H2SO4 cĩ nồng độ phần trăm và khối lượng riêng bằng bao nhiêu? b. Cho sẵn các dụng cụ gồm: cốc thuỷ tinh 500 ml; cốc thuỷ tinh 250 ml; ống đong 100 ml; ống đong 50 ml; phễu thuỷ tinh và đũa thuỷ tinh. Dung dịch axit H2SO4 21,07% và dung dịch axit H2SO4 81,30% được chứa trong hai bình thuỷ tinh khác nhau. Trình bày và giải thích v thao tác thí nghiệm khi tin hành pha trộn hai dung dịch với khối lượng như đã cho ở câu hỏi 1 nhằm đảm bảo an tồn nhất. Hướng dẫn a. 100.21,07% 50.81,30% C% .100%41,147% 100 50 m 100 50 D 1,2966(g / ml) V 100 50 1,149 1,745 b. 2. Người ta thực hiện thí nghiệm sau: đổ một lượng axit sunfuric 98% vào một cốc nước cĩ chứa một ít đường hạt ở trạng thái khan (loại đường mía kt tinh thường cĩ màu trắng hay được sử dụng trong sinh hoạt hằng ngày của các gia đình người Việt Nam). Sau một thời gian ngắn, đường bin thành màu nâu, sau đĩ chuyển sang màu đen và dường như khối lượng đường tăng lên rất nhiu và trào ra khỏi miệng cốc (xem hình dưới đây). Nu chạm nhẹ tay vào thành cốc ta thấy cốc nĩng lên. Hãy giải thích các hiện tượng của thí nghiệm, vit phương trình hố học minh hoạ. Hướng dẫn C6H12O6 + 12H2SO4 đặc,nĩng Ō 6CO2ŋ + 12SO2ŋ + 18H2Oŋ [Thầy Đỗ Kiên – 0948.20.6996] Page 1
2. [Đ THI HSG HỐ 9 PHÚ YÊN 2017-2018] Axit H2SO4 đặc, nĩng oxi hố rất mạnh đường thành C (than) màu đen, phản ứng toả nhiệt mạnh nên thành ống nghiệm khá nĩng. Mặt khác, quá trình OXH-K mạnh mẽ làm thể tích hỗn hợp khí, hơi sau phản ứng tăng nhanh chĩng (1mol đường tạo ra 36 mol hỗn hợp khí và hơi). Điu đĩ khin khối đường trào lên khỏi miệng cốc. 3. Cho các chất: CaO, Fe, Fe3O4, Mg(OH)2, BaCl2 và NaHCO3. Vit phương trình hố học (nu cĩ) khi cho lần lượt từng chất phản ứng với dung dịch axit H2SO4 10%. Hướng dẫn CaO + H2SO4 Ō CaSO4 + H2O Fe + H2SO4 Ō FeSO4 + H2ŋ Fe3O4 + H2SO4 Ō FeSO4 + Fe2(SO4)3 + H2O Mg(OH)2 + H2SO4 Ō MgSO4 + 2H2O BaCl2 + H2SO4 Ō BaSO4ō + 2HCl 2NaHCO3 + H2SO4 Ō Na2SO4 + 2CO2ŋ + 2H2O Câu 2: (5,0 điểm) 1. Hỗn hợp X gồm CuO và Fe2O3. Hồ tan hồn tồn 44 gam X bằng dung dịch HCl dư, sau phản ứng thu được dung dịch chứa 85,25 gam muối. Mặt khác, nu khử hồn tồn 22 gam X bằng CO dư và dẫn chậm hỗn hợp khí thu được sau phản ứng qua dung dịch Ba(OH)2 dư thì thu được m gam kt tủa. Vit phương trình hố học, xác định thành phần phần trăm khối lượng các chất cĩ trong X và giá trị của m. Hướng dẫn CuO : x 80x 160y 44 x 0,15 CuO : 0,075 Ta cĩ 22gX Fe2 O 3 : y 135x 325y 85,25 y 0,2 Fe2 O 3 : 0,1 nCO nO(Oxit) nCO 2 nO(X) 0,375  CO2 BaCO 3  0,375 73,875(g) Vậy giá trị kt tủa là: 73,875 gam. 2. Cho 100 ml dung dịch NaHSO4 0,8M vào 200 ml dung dịch chứa đồng thời Ba(HCO3)2 0,25M và BaCl2 0,1M. Phản ứng xong, thu được kt tủa cĩ khối lượng m gam, khí bay ra cĩ thể tích là V lít (đktc) và dung dịch X. a. Xác định giá trị của m và V. b. Cơ cạn (ở áp suất khí quyển) dung dịch X. Tính khối lượng chất rắn khan thu được khi cơ cạn dung dịch X. Hướng dẫn a. 2NaHSO4 + Ba(HCO3)2 Ō Na2SO4 + BaSO4ō + 2CO2ŋ + 2H2O 0,08Ō 0,04 0,04 0,04 0,08 Dư: 0,01 Ō V = 1,792 (lít) Ba(HCO3)2 + Na2SO4 Ō 2NaHCO3 + BaSO4ō 0,01Ō 0,01 0,02 0,01 Dư: 0,03 BaCl2 + Na2SO4 Ō 2NaCl + BaSO4ō 0,02Ō 0,02 0,04 0,02 Dư: 0,01 Ō m = 16,31 gam. [Thầy Đỗ Kiên – 0948.20.6996] Page 2
3. [Đ THI HSG HỐ 9 PHÚ YÊN 2017-2018] b. Na24 SO : 0,01 ddX NaHCO3 : 0,02 m(rắn khan)=5,44g NaCl : 0,04 Câu 3: (5,0 điểm) Nung ở nhiệt độ cao m gam hỗn hợp X gồm Al và Fe2O3 trong điu kiện khơng cĩ khơng khí, thu được hỗn hợp Y. Chia Y thành hai phần bằng nhau. Hồ tan phần 1 trong dung dịch H2SO4 lỗng, dư thu được 1,12 lít khí H2 (đktc). Hồ tan phần 2 trong 650 ml dung dịch NaOH 0,1M dư, thu được dung dịch Z và cịn lại 4,4 gam chất rắn khơng tan. a. Tìm giá trị của m. b. Nu lấy phần 1 hồ tan trong axit H2SO4 đậm đặc, nĩng, dư thì cần bao nhiêu gam axit H2SO4 98% (sinh ra sản phẩm khử duy nhất là SO2), bit đã lấy dư 19,6% so với lượng cần thit phản ứng. c. Cho dung dịch axit HCl 0,5M vào dung dịch Z, thấy thu được 1,95 gam kt tủa. Tính thể tích dung dịch HCl 0,5M đã dùng. Cho rằng các phản ứng xảy ra hồn tồn và quá trình nung X chỉ xảy ra phản ứng: to 2Al + Fe2O3  Al2O3 + 2Fe. Hướng dẫn a. to 2Al + Fe2O3  Al2O3 + 2Fe. Pứ: xŌ 0,5x 0,5x x Dư: (y – 0,5x) H  2 x 0,05 0,05 Ta cĩ y 0,035 m 13,9g.  4,4g 160(y 0,5x) 56x 4,4 b. Fe23 O : 0,01 HOHO2(Axit) (Oxit) 2 Phần 1 Al23 O : 0,025 2Fe 6H2 SO 4 Fe 2 (SO 4 ) 3 3SO 2 6H 2 O Fe : 0,05 98.0,255.119,6% H SO m 30,498gam. 2 4 ddH24 SO 98% 0,255 c. Fe O : 0,01 23 NaAlO : 0,05 Al : 0,05 to NaOH 2 X  Y Al O : 0,025  ddZ Fe O : 0,035 23  BT.Na NaOH : 0,015 23 dư Fe : 0,05 NaOH + HCl Ō NaCl + H2O 0,015Ō0,015 [Thầy Đỗ Kiên – 0948.20.6996] Page 3
4. [Đ THI HSG HỐ 9 PHÚ YÊN 2017-2018] Nhận thấy: nAl(OH)3 = 0,025 < nAl(OH)3 max = 0,05 nên cĩ 2TH. TH1: kt tủa chưa bị hồ tan NaAlO2 + HCl + H2O Ō NaCl + Al(OH)3ō 0,025Ō 0,025 Ō nHCl = 0,015 + 0,025 = 0,04 Ō VddHCl = 0,08(M). TH2: kt tủa bị hồ tan 1 phần NaAlO2 + HCl + H2O Ō NaCl + Al(OH)3ō 0,05Ō 0,05 0,05 Al(OH)3 + 3HCl Ō AlCl3 + 3H2O 0,025Ō 0,075 Dư: 0,025 Ō nHCl = 0,14 Ō VddHCl = 0,28(M). Vậy nồng độ mol ddHCl nhận 2 giá trị: (0,08; 0,28) M. Câu 4: (5,0 điểm) 1. Hỗn hợp X gồm 2 hidrocacbon A (CnH2n) và B (CmH2m), số nguyên tử cacbon trong B lớn hơn số nguyên tử cacbon trong A. Trong hỗn hợp X, thể tích của B chim hơn 70% thể tích hỗn hợp. Đốt cháy hồn tồn 1 thể tích hỗn hợp X cần vừa đủ 4,2 thể tích O2 (các thể tích đo ở cùng điu kiện nhiệt độ, áp suất). Tìm cơng thức phân tử của A, B và vit cơng thức cấu tạo cĩ thể cĩ của A, B. Hướng dẫn BTNT.O 2.nO2 2.nCO 2 nH 2 O Đốt cháy anken cho: nCO2 = nH2O  CO2 2.4,2 3.nCO 2 2,8 a b 0,2 nCO2 C24 H : a 0,8 SốC 2,8 m 2 nX C H : b  BT.C 2a bm 2,8 b m 2m 0,7 m 1  2,8 m 3,14 C36 H Vậy A, B là: CH2=CH2 và CH2=CH-CH3 hoặc vịng tam giác. 2. Khi hố lỏng khí gas hay cịn gọi đầy đủ là khí dầu mỏ hố lỏng, cĩ thành phần chính là propan và butan. Bình thường thì propan và butan là các chất ở dạng khí, nhưng để dễ vận chuyển và sử dụng, người ta nén cho chúng tồn tại ở dạng lỏng. Khí gas khơng màu, khơng mùi (nhung chúng ta vẫn thấy khí gas cĩ mùi vì chúng đã được cho thêm chất tạo mùi trước khi cung cấp cho người tiêu dùng để dễ dàng phát hiện ra khi cĩ sự rị rỉ gas). Mỗi kilogam (kg) khí gas khi được đốt cháy hồn tồn cung cấp khoảng 12000 kcal năng lượng, tương đương lượng nhiệt thu được khi đốt cháy hồn tồn 2kg than củi. Việc sản sinh ra các loại chất khí NOx, khí độc và tạp chất trong quá trình cháy thấp đã làm cho khí gas trở thành một trong những nguồn nhiên liệu khá thân thiện với mơi trường. Hiện nay, trên thị trường Việt Nam cĩ khá nhiu loại khí gas khác nhau do các hãng cung cấp với tỉ lệ propan:butan khác nhau. Cho rằng gia đình Y đang sử dụng một loại khí gas cĩ tỉ lệ thể tích propan:butan tương ứng là 3:7 cĩ tổng khối lượng 12kg được nạp vào bình thép chuyên dụng. Hỏi: a. Năng lượng đã toả ra trong quá trình đốt cháy ht một bình gas của gia đình Y khoảng bao nhiêu kcal? [Thầy Đỗ Kiên – 0948.20.6996] Page 4
5. [Đ THI HSG HỐ 9 PHÚ YÊN 2017-2018] b. Tính thể tích khơng khí (đktc) cần thit để dùng trong quá trình đốt cháy hồn tồn 1 kg khí gas loại gia đình Y đang sử dụng. Hướng dẫn a. 12kg Gas:Q=12000.12=144000kcal b. C3 H 8 5O 2 3CO 2 4H 2 O C38 H : 3x 500 3x 15x 1kg x Vkk 12594,8(l) C4 H 10 : 7x 269 C4 H 10 6,5O 2 4CO 2 5H 2 O 7x 45,5x [Thầy Đỗ Kiên – 0948.20.6996] Page 5