Kỳ thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh năm học 2010-2011 môn Hóa học Lớp 9

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BẮC GIANG ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH NĂM HỌC 2010 - 2011 ĐỀ THI MÔN: HOÁ HỌC - LỚP 9 THCS Ngày thi: 02/4/2011 Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu 1: (4,0 điểm) 1. Có bốn chất rắn màu trắng đựng trong bốn lọ riêng biệt mất nhãn là : KNO3; K2CO3; KCl; hỗn hợp KCl và K2CO3. Hãy trình bày phương pháp hóa học để phân biệt bốn chất rắn trên. 2. Cho hai hiđrocacbon A và B đều mạch hở có công thức lần lượt là CnH2n và CmH2m (với n và m 2, nguyên). Khi lấy 12,6 gam hỗn hợp gồm A và B với tỉ lệ mol thì tác dụng được vừa đủ với 32 gam brom trong dung dịch. Còn khi lấy 16,8 gam hỗn hợp gồm A và B với tỉ lệ khối lượng thì tác dụng được vừa đủ với 0,6 gam H2 (Ni, to). Xác định công thức phân tử của A và B, biết MA< MB. Câu 2: (4,0 điểm) 1. Xác định công thức phân tử và viết công thức cấu tạo các hợp chất hữu cơ mạch hở (chứa cacbon, hiđro, oxi) có tỉ khối hơi so với hiđro bằng 30. Trong số các chất đó, những chất nào tác dụng được với Na, với dung dịch NaHCO3, với dung dịch NaOH. Viết các phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra. 2. Chia 78,4 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe2O3 thành hai phần thật đều nhau. Cho phần thứ nhất tác dụng hết với dung dịch HCl dư, thu được 77,7 gam muối khan. Phần thứ hai tác dụng vừa hết với 500 ml dung dịch Y gồm hỗn hợp HCl, H2SO4 loãng, thu được 83,95 gam muối khan. a. Xác định % khối lượng của mỗi chất trong X. b. Tính nồng độ mol/lit của dung dịch Y. Câu 3: (4,0 điểm) 1. Cho V lít CO2 (đktc) hấp thụ hoàn toàn vào 200 ml dung dịch hỗn hợp KOH 1M và Ba(OH)2 1,5M thu được 47,28 gam kết tủa. Tìm V? 2. Đốt cháy hoàn toàn 3,18 gam hỗn hợp X gồm CxHyCOOH, CxHyCOOC2H5 và C2H5OH thu được 3,36 lít khí CO2 (đktc) và 2,34 gam H2O. Mặt khác, cho 3,18 gam hỗn hợp X phản ứng vừa đủ với 30 ml NaOH 1M thu được 1,38 gam C2H5OH. Xác định công thức cấu tạo của CxHyCOOH. Câu 4: (4,0 điểm) Cho V lít khí CO (đktc) đi qua ống sứ chứa 3,48 gam oxit kim loại nung nóng đến phản ứng hoàn toàn thu được m gam kim loại và hỗn hợp khí có tỉ khối so với H2 bằng 20. Dẫn toàn bộ lượng khí này vào bình chứa 500 ml dung dịch Ba(OH)2 0,08M, sau phản ứng thu được 3,94 gam kết tủa và dung dịch A. Lọc tách kết tủa rồi cho dung dịch nước vôi trong dư vào dung dịch A ta thu được p gam kết tủa. Cho toàn bộ lượng kim loại thu được ở trên vào bình chứa dung dịch HCl dư, phản ứng kết thúc thu được 1,008 lít H2 (đktc). Viết các phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra. Tính V, m, p và xác định công thức của oxit kim loại trên. Câu 5: (4,0 điểm) 1. Từ KMnO4, NH4HCO3, Fe, MnO2, NaHSO3, FeS và các dung dịch Ba(OH)2, dung dịch HCl đặc, có thể điều chế được những khí gì? Viết phương trình hoá học điều chế các khí đó. 2. Hỗn hợp khí A gồm ba hidrocacbon X, Y, Z. Hỗn hợp khí B gồm O2 và O3. Trộn A với B theo tỉ lệ thể tích VA : VB = 1,5 : 3,2 rồi đốt cháy hoàn toàn thì chỉ thu được khí CO2 và hơi nước có tỉ lệ thể tích . Cho 1,5 lít A đi qua bình 1 đựng lượng dư AgNO3/NH3, bình 2 đựng dung dịch Br2 dư. Sau thí nghiệm thấy có 0,4 lít khí thoát ra, bình 1 xuất hiện 6,4286 gam bạc axetilua (), bình 2 dung dịch bị nhạt màu. Biết tỉ khối của B so với H2 là 19. Xác định công thức phân tử của X, Y, Z (Các thể tích khí đo ở đktc). ----------------------------- HÕt -------------------------------------- Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm, học sinh được sử dụng bảng hệ thống tuần hoàn Họ và tên thí sinh:..................................................................................Số báo danh:................................................. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BẮC GIANG ĐỀ CHÍNH THỨC HƯỚNG DẪN CHẤM THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤPTỈNH NĂM HỌC 2010 - 2011 MÔN THI : HOÁ HỌC - LỚP 9 – THCS Ngày thi: 02/04/2011 Thang điểm 20/20 - Số trang 05 Câu Nội dung Điểm Câu 1: (4,0 điểm) 1. Dùng thuốc thử là dung dịch HNO3 loãng, dư cho tác dụng với từng mẫu thử: - Chất rắn hòa tan hoàn toàn, có bọt khí bay ra là K2CO3 hoặc hỗn hợp KCl và K2CO3. K2CO3 + 2HNO3 → 2KNO3 + H2O + CO2. Lấy dung dịch thu được trong mỗi trường hợp đem thử với dung dịch AgNO3 : + Nếu tạo kết tủa trắng thì chất rắn ban đầu là hỗn hợp KCl và K2CO3. + Nếu không tạo kết tủa trắng thì chất rắn ban đầu là K2CO3. KCl + AgNO3 → AgCl + KNO3. (0,5đ) - Hai chất rắn chỉ tan hết trong dung dịch HNO3 loãng, không thoát khí là KCl, KNO3. Thử dung dịch thu được với dung dịch AgNO3 : + Nếu tạo kết tủa trắng thì chất rắn ban đầu là NaCl. + Nếu không tạo kết tủa trắng thì chất rắn ban đầu là NaNO3. 2. - Xét 12,6 gam hỗn hợp với PTHH: CnH2n + Br2 CnH2nBr2 (1) mol: x x CmH2m + Br2 CmH2mBr2 (2) mol: x x theo (1), (2): - Xét 16,8 gam hỗn hợp với Ta có: PTHH: CnH2n + H2 CnH2n+2 (3) CmH2m + H2 CmH2m+2 (4) Theo (3), (4): Từ (*), (**) ta có: n(9-n) = 18 n2 -9n + 18=0 Vậy CTPT của A là C3H6 và của B là C6H12. 1,0 1,0 0,75 0,75 0,5 Câu 2: (4,0 điểm) 1. Đặt công thức của hợp chất hữu cơ là: CxHyOz (x, y, z N*, y2x+2) Ta có: 12x + y + 16Z = 30.2=60 16z<60 z<3,75 - Xét z = 1: 12x+y=60-16=44 CTPT là C3H8O có CTCT: CH3-CH2-CH2-OH; CH3-CH(OH)-CH3; CH3-CH2-O-CH3 - Xét z = 2: 12x + y = 60- 16.2= 28 CTPT là C2H4O2 có CTCT mạch hở: CH3COOH; HCOOCH3; HOCH2-CH=O - Xét z = 3: 12x + y = 60-16.3=12 vô lí (loại) - Các chất tác dụng được với Na là: 2CH3-CH2-CH2-OH + 2Na 2CH3-CH2-CH2-ONa + H2 2CH3-CH(OH)-CH3 + 2Na 2CH3-CH(ONa)-CH3 + H2 2CH3COOH + 2Na 2CH3COONa + H2 2HOCH2-CH=O + 2Na 2NaOCH2-CH=O + H2 - Các chất tác dụng được với dung dịch NaOH là: CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O HCOOCH3 + NaOH HCOONa + CH3OH - Các chất tác dụng được với dung dịch NaHCO3 là: CH3COOH + NaHCO3 CH3COONa + CO2 + H2O 2. a. PTHH: FeO + 2HCl FeCl2 + H2O (1) Fe2O3 + 6HCl 2FeCl3 + 3H2O (2) FeO + H2SO4 FeSO4 + H2O (3) Fe2O3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3H2O (4) Gọi trong mỗi phần có: x mol FeO và y mol Fe2O3 Phần 1: Theo (1): Theo (2): Ta có: Từ (*) và (**) c. Phần 2: Gọi trong 500ml dd Y có: a mol HCl và b mol H2SO4 Theo (1), (2), (3) và (4): Bảo toàn nguyên tố oxi: 0,5a + b = 0,7 (I) Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: Từ (I) và (II) 0,5 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,25 0,25 0,25 Câu 3: (4,0 điểm) 1. Thứ tự xảy ra phản ứng khi hấp thụ khí CO2 vào dung dịch hỗn hợp gồm KOH và Ba(OH)2 là CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O (1) CO2 + 2KOH K2CO3 + H2O (2) CO2 + K2CO3 + H2O 2KHCO3 (3) CO2 + BaCO3 + H2O Ba(HCO3)2 (4) Ta có: Xảy ra hai trường hợp - TH1: Ba(OH)2 dư khi đó các phản ứng (2), (3), (4) không xảy ra. Theo (1): - TH2: Có xảy ra các phản ứng (2), (3), (4). Theo (1): Theo (2): Theo (3): Theo (4): 2. Ta có: Áp dụng ĐLBTKL: Gọi trong 3,18 gam hỗn hợp X gồm: a mol CxHyCOOH; b mol CxHyCOOC2H5; c mol C2H5OH Bảo toàn nguyên tố oxi có: 2a + 2b + c =0,07 (*) Cho hỗn hợp X tác dụng với dung dịch NaOH: CxHyCOOH + NaOH CxHyCOONa + H2O (1) mol: a a CxHyCOOC2H5 + NaOH CxHyCOONa + C2H5OH (2) mol: b b b Theo (1), (2): nNaOH= a + b=0,03 mol (**) Từ (*), (**) và (***) có: Bảo toàn nguyên tố cacbon: 0,01(x + 1) + 0,02(x + 3) + 0,01.2=0,15x=2 Bảo toàn nguyên tố hiđro: 0,01(y +1) + 0,02(y + 5) + 0,01.6=0,26y=3 Vậy công thức cấu tạo của CxHyCOOH là CH2=CH-COOH 0,5 0,25 0,5 0,75 0,5 0,5 0,25 0,75 Câu 4: (2,0 điểm) - Đặt công thức oxit kim loại là MxOy; có số mol là a. - CO2 44 12 40 CO 28 4 Phương trình hoá học: MxOy + yCO xM + yCO2 (1) mol: a ay ax ay CO2 + Ba(OH)2 ® BaCO3 + H2O (2) CO2 + BaCO3 + H2O ® Ba(HCO3)2 (3) Ba(HCO3)2 + Ca(OH)2 ® BaCO3 + BaCO3 + 2H2O (4) 2M + 2nHCl ® 2MCln + nH2 (5) mol: ax 0,5nax (Với n là hoá trị của kim loại M) - Tính V: Theo (2): Mà Theo (3): ® V = 1,792 lít - Tính m: áp dung ĐLBTKL ta có: m = 3,48 + 0,06.28 - 0,06.44 = 2,52 gam - Tính p: Theo (3), (4): p = 0,02 . 100 + 0,02 . 197 = 5,94 gam - Xác định công thức của oxit kim loại: Theo (5): Mặt khác: m=axM=2,52 gam n=2 và M = 56 (Fe) thoả mãn Ta lại có Vậy công thức oxit kim loại là Fe3O4 0,25 1,25 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Câu 5: (4,0 điểm) 1. Các khí có thể điều chế được gồm O2, NH3, H2S, Cl2, CO2, SO2, H2. Các phương trình hoá học: 2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 2NH4HCO3 + Ba(OH)2 Ba(HCO3)2 + 2NH3 + 2H2O Fe + 2HCl FeCl2 + H2 MnO2 + 4HCl MnCl2 + Cl2 + 2H2O FeS + 2HCl FeCl2 + H2S NH4HCO3 + HCl NH4Cl + CO2 + H2O Na2SO3 + 2HCl 2NaCl + SO2 + H2O 2. - Chọn VA=1,5 lít VB=3,2 lít - O2 32 10 38 O3 48 6 Vì nên gọi - Bảo toàn nguyên tố oxi: 2.1,3a + 1,2a = 2.2 + 1,2.3 a = 2 - Số nguyên tử C trung bình của X, Y và Z bằng: phải có một hiđrocacbon có số nguyên tử C<1,733, hiđrocacbon đó chỉ có thể là CH4 (giả sử là X) - 0,4 lít khí thoát ra là của CH4 - Cho A đi qua bình đựng lượng dư AgNO3/NH3, thấy tạo ra 6,4286 gam bạc axetilua () chứng tỏ trong A có hiđrocacbon là C2H2 (giả sử là Y): Gọi công thức của hiđrocacbon còn lại là CxHy (Z): VZ= 1,5-0,4-0,6=0,5 lít Bảo toàn nguyên tố cacbon: 0,4 + 1,2 + 0,5x=2,6x=2 Bảo toàn nguyên tố hiđro: 0,4.4 + 0,6.2 + 0,5.y =2,4.2y=4 Hiđrocacbon còn lại là C2H4 Vậy công thức phân tử của 3 hiđrocacbon X, Y, Z là: CH4, C2H2, C2H4 0,25 Mỗi phản ứng 0,25đ 0,75 0,5 0,75 Chú ý: Nếu thí sinh làm bài không theo cách nêu trong đáp án mà vẫn đúng thì cho đủ điểm như hướng dẫn quy định.