đề , đáp án HSG Tỉnh Bắc Ninh 2010

Công thức oxit là CuO... CTPT ancol là CH3OH.. CTPT của axit là C2H3COOH.

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BẮC NINH

ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH NĂM HỌC 2009 - 2010

MÔN THI: HOÁ HỌC - LỚP 9 THCS

Ngày thi: 14/4/2010

Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề)

Câu 1 (3,0 điểm)

Hòa tan hoàn toàn a gam một oxit sắt bằng H2SO4 đặc nóng thấy thoát ra khí SO2 (duy nhất) Nếu khử hoàn toàn a gam oxit đó bằng CO ở nhiệt độ cao rồi hòa tan lượng sắt tạo

ra bằng H2SO4 đặc, nóng thì thu được lượng SO2 bằng 9 lần lượng SO2 ở phản ứng trên

1.Viết phương trình hóa học xảy ra trong hai thí nghiệm trên

2 Xác định công thức của oxit sắt

Câu 2 (3,0 điểm)

Cho 3,28 gam hỗn hợp A gồm Fe và Mg vào 400 ml dung dịch CuSO4 Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 4,24 gam chất rắn B và dung dịch C Thêm dung dịch NaOH

dư vào dung dịch C, lọc lấy kết tủa nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi được 2,40 gam chất rắn D

1.Tính nồng độ mol/lit của dung dịch CuSO4

2.Tính thành phần phần trăm khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp A

3 Tính thể tích khí SO2 thoát ra (đktc) khi hòa tan hoàn toàn chất rắn B trong H2SO4 đặc nóng dư

Câu 3 (4,0 điểm)

X là oxit của kim loại M, trong đó M chiếm 80% khối lượng Cho dòng khí H2 qua ống sứ chứa a gam chất X đốt nóng Sau phản ứng khối lượng chất rắn trong ống còn lại b gam Hòa tan hết b gam chất rắn này trong dung dịch HNO3 loãng thu được dung dịch Y và khí

NO duy nhất thoát ra Cô cạn dung dịch Y thu được 3,025a gam muối Z Giả thiết hiệu suất các phản ứng là 100%

1.Xác định công thức của X, Z

2 Tính thể tích của NO (đktc) theo a, b

Câu 4 (3,0 điểm)

Thực hiện phản ứng este hóa giữa axit CxHyCOOH và rượu CnH2n+1OH Sau phản ứng tách lấy hỗn hợp X chỉ gồm este, axit và rượu Đốt cháy hoàn toàn 13,2 gam hỗn hợp X thì thu được 12,768 lít khí CO2 (đktc) và 8,28 gam H2O Nếu cũng cho hỗn hợp X như trên tác dụng vừa đủ với 150 ml dung dịch NaOH 1M thì thu được 3,84 gam rượu và b gam muối khan Hóa hơi hoàn toàn lượng rượu trên thì thu được thể tích hơi đúng bằng thể tích của 3,36 gam N2 (đo ở cùng điều kiện t0, p)

1.Tính b và hiệu suất phản ứng este hóa

2 Xác định CTPT của rượu và axit Tính %m các chất trong X

Câu 5 (3,0 điểm)

X là một hợp chất hữu cơ Trong X tỷ lệ khối lượng của O so với các nguyên tố còn lại là 4:7 Đốt cháy hoàn toàn X chỉ thu được CO2 và hơi nước với tỷ lệ số mol là 1:1 Tổng số mol các chất tham gia phản ứng cháy tỷ lệ với tổng số mol các sản phẩm là 3:4

1.Xác định công thức phân tử của hợp chất hữu cơ X

2.Xác định công thức cấu tạo có thể có ứng với công thức phân tử vừa tìm được, biết X

ĐỀ CHÍNH THỨC

đơn chức.

Câu 6 (4,0 điểm)

Hợp chất hữu cơ A có công thức phân tử C8H12O5 Cho 0,01mol A tác dụng với một lượng dung dịch NaOH vừa đủ, sau khi cô cạn thu được hơi một rượu có ba nhóm -OH và 1,76 gam hỗn hợp chất rắn gồm muối của 2 axit hữu cơ đơn chức Xác định công thức cấu tạo có thể có của A (không cần viết khai triển công thức gốc hidrocacbon của axit)

-Hết -(Đề thi này có 01 trang)

Cho: H = 1, O =16, N = 14, C = 12, Na = 23, Cu = 64, Fe = 56, Mg = 24, Al = 27, S = 32,

Zn = 65

Họ và tên thí

sinh: Giám thị 1: Giám thị

2:

HƯỚNG DẪN CHẤM VÀ ĐÁP ÁN THI CHỌN HSG HÓA 9 NĂM 2010

Câ

u

g điểm

1 - Đặt công thức của oxit sắt là FexOy (n mol) Pthh:

2FexOy + (6x – 2y)H2SO4  xFe2(SO4)3 + (3x – 2y)SO2 + (6x –

2y)H2O (1)

n (3 2 )

2

x y n

FexOy + yCO t o

n xn

xn 1,5xn

0,5

0,5 0,5

2. - Ta có: 9(3 2 )

1, 5

2

x y n

4

x y

Vậy công thức oxit sắt là Fe3O4

1,5

- Vì khối lượng rắn D nhỏ hơn khối lượng hai kim loại ban đầu nên kim

loại còn dư, CuSO4 hết Ta có các pthh có thể xảy ra:

Mg + CuSO4  MgSO4 + Cu (1)

MgSO4 + 2NaOH  Mg(OH)2 + Na2SO4 (3)

FeSO4 + 2NaOH  Fe(OH)2 + Na2SO4 (4)

Mg(OH)2 t o

4Fe(OH)2 + O2 t o

  2Fe2O3 + 4H2O (6)

- Nếu Mg còn dư, Fe chưa phản ứng thì chất rắn D là MgO và chất rắn

B gồm Cu và Fe Ta có nMg = nCu = 2,4/40 = 0,06 mol =>

0,5

0,5

mD = mFe + mMg dư + mCu = 3,28 – 0,06.24 + 0,06.64 = 5,44 gam > 4,24

gam

Vậy Mg hết Gọi x, y lần lượt là số mol Mg, Fe trong 3,28 gam A; z là

số mol Fe đã phản ứng Ta có:

56( ) 64( ) 4, 24 0, 05

0, 02

40 160 2, 40

2

x





0,5

1 - Tính nồng độ mol/l của dung dịch CuSO4:

+ Số mol của CuSO4 = x + z = 0,02 + 0,02 = 0,04 mol

+ Nồng độ của muối: CM = 0, 04 0,1

0, 4  M

0,5

2 - Phần trăm khối lượng các chất: %Mg = 14,63%; %Fe = 85,37% 0,5

3 - Chất rắn B gồm Fe, Cu tác dụng với H2SO4 đặc:

2Fe + 6H2SO4 đ t o

  Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (7) 0,03 0,045

Cu + 2H2SO4 đ t o

  CuSO4 + SO2 + 2H2O (8) 0,04 0,04

- Thể tích SO2 sinh ra là: V = 22,4.(0,045 + 0,04) = 1,904 lít 0,5

1 - Đặt công thức của oxit là M2On, ta có: %M = 2 80 32

M

Nghiệm phù hợp là n = 2, M = 64 (Cu) Công thức oxit là CuO

- Các phản ứng:

CuO + H2 t o

  Cu + H2O (1) Sau (1) thu được chất rắn gồm Cu, CuO cho tác dụng với HNO3:

CuO + 2HNO3  Cu(NO3)2 + H2O (2)

3Cu + 8HNO3  3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O (3)

- Theo (1), (2), (3) khi cô cạn thu được muối Cu(NO3)2 có số mol bằng

số mol của CuO ban đầu, nên có khối lượng Cu(NO3)2 là:

188 2, 35 3, 025

80

a

   Muối phải ngậm nước Gọi công thức của muối là Cu(NO3)2.nH2O, ta có: (188 18 ) 3, 025 3

80

a

Vậy muối là Cu(NO3)2.3H2O

0,5

1,0 0,5

1,0

2 - Ta có: nCu (1) = (3)

2

n

Vậy: VNO = 22,4.2. 14( )

3 16 15

a b

a b



  lít

1,0

1 - Các pthh:

CxHyCOOH + CnH2n+1OH  CxHyCOOCnH2n+1 + H2O (1)

Hỗn hợp X gồm: CxHyCOOH (a mol), CnH2n+1OH (c mol),

CxHyCOOCnH2n+1 (b1 mol) trong 13,2 gam X Ta có:

+ Số gam oxi trong 13,2 gam X là: mO = 13, 2 12.12, 768 2.8, 28 5, 44

22, 4 18

=> 32a + 32b1 + 16c = 5,44 (I)

- Cho X + NaOH:

CxHyCOOH + NaOH  CxHyCOONa + H2O (2)

CxHyCOOCnH2n+1 + NaOH  CxHyCOONa + CnH2n+1OH (3)

Theo (2), (3): nNaOH = (a + b1) = 0,15 mol (II)

Theo (3) và đề cho có: nancol = b1 + c = 3,36/28 = 0,12 mol (III)

- Từ (I), (II), (III) được: a= 0,08; b1 = 0,07; c = 0,04

- Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

13,2 + 0,15.40 = b + 0,07.18 + 3,84 => b = 14,1

- Vì số mol axit ban đầu (0,15 mol) lớn hơn số mol ancol ban đầu

(0,12) nên hiệu suất phản ứng este hóa là: h = 0,08.100/0,12 =

66,67%

1,0 0,5

2 - Mancol = 3,84/0,12 = 32 = (14n + 18) => n = 1 CTPT ancol là CH3OH.

- Mmuối = 14,1/0,15 = 94 = 12x + y + 67 => x = 2, y = 3 CTPT của axit

là C2H3COOH

Vậy % khối lượng của các chất trong X là:

%axit trong X = 0, 07.72.100% 38,18%

%este trong X = 0, 08.86.100% 52,12%

%ancol trong X = 0, 04.32.100% 9, 70%

0,5 0,5 0,5

1 - Gọi CTPT X là CxHyOz (x, y, z nguyên  1; y chẵn  2x + 2).

CxHyOz + (

4 2

y z

x   )O2 t o

  xCO2 +

2

y

H2O (1) Theo đề bài, theo (1) ta có:

2

y x

x

z z

x y



















Công thức phân tử chất hữu cơ là C4H8O2

0,5

1,0

0,5

2 - Vì X đơn chức nên X là axit cacboxylic hoặc este:

+ X là axit: CH3-CH2-CH2-COOH, (CH3)2CHCOOH

+ X là este:

0,5

HCOOCH2CH2CH3, HCOOCH(CH3)2, CH3COOCH2CH3,

CH3CH2COOCH3

0,5

- Theo đề bài A phải có 2 chức este và 1 chức rượu Công thức của

A có dang:

R-COO-R’’(OH)-OOC-R’

R-COO-R’’(OH)-OOC-R’ + 2NaOH  RCOONa + R’COONa +

R’’(OH)3

0,01 mol 0,01 0,01

=> 0,01(R + 67) + 0,01(R’ + 67) = 1,76 => R + R’ = 42 và R’’ là C3H5

+ Nếu R là -H thì R’ là -C3H5 => Công thức cấu tạo:

HCOO-CH2-CH(OH)-CH2-OOC-C3H5;

HOCH2-CH(OOCH)-CH2-OOC-C3H5;

HCOO-CH2-CH(OOC-C3H5)-CH2OH

+ Nếu R là -CH3 thì R’ là C2H3- => Công thức cấu tạo:

CH3-COO-CH2-CH(OH)-CH2-OOC-C2H3;

HOCH2-CH(OOC-CH3)-CH2-OOC-C2H3;

CH3COO-CH2-CH(OOC-C2H3)-CH2OH

0,5 0,5 1,0 1,0

1,0

Lưu ý: Nếu học sinh làm cách khác cho kết quả đúng, được điểm tối đa.

============= HẾT ===================

Nguy ễn H ùng Ti ến – THCS Y ên Phong- T ỉnh B ắc Ninh