Đề và đáp án HSG hóa tỉnh lào cai 2011

Khí C tác dụng với dung dịch KOH thu được dung dịch D.. Hãy viết phương trình hóa học điều chế các chất: nước Javen, FeSO4, FeCl3.. Nêu hiện tượng xảy ra trong mỗi trường hợp sau và viết

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

LÀO CAI

KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP

TỈNH

Đề chính thức

Năm học: 2010 – 2011 Môn: Hoá học - Lớp 9 Thời gian: 150 phút (Không kể thời gian giao đề)

Ngày thi: 29 - 03 - 2011

(Đề thi gồm 02 trang)

Câu 1 (4,0 điểm)

1 Nung nóng Cu trong không khí một thời gian được chất rắn A Hòa tan A bằng H2SO4 đặc nóng dư được dung dịch B và khí C Khí C tác dụng với dung dịch KOH thu được dung dịch D Dung dịch D vừa tác dụng với dung dịch BaCl2, vừa tác dụng với dung dịch NaOH Cho B tác dụng với dung dịch KOH Viết các phương trình hóa học xảy ra

2 Từ pirit sắt, nước biển, không khí và các thiết bị cần thiết khác Hãy viết phương trình hóa học điều chế các chất: nước Javen, FeSO4, FeCl3

Câu 2 (4,0 điểm)

1 Bằng phương pháp hóa học, hãy nhận biết các hỗn hợp sau: (Fe + Fe2O3), (Fe + FeO), (FeO + Fe2O3)

2 Nêu hiện tượng xảy ra trong mỗi trường hợp sau và viết phương trình hóa học xảy ra:

a Cho khí CO2 lội chậm qua nước vôi trong, sau đó thêm tiếp nước vôi trong vào dung dịch thu được

b Cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch Na2CO3

Câu 3 (4,0 điểm)

1 Tìm các chất kí hiệu bằng chữ cái trong sơ đồ sau và hoàn thành sơ đồ bằng phương trình hóa học:

CH3COONa NaOH

CaO

o

1500 C Lµm l¹nh nhanh

Y (khÝ)

A (khÝ)

X (r¾n)

2 Từ một loại tinh dầu người ta tách ra được hợp chất hữu cơ A Đốt cháy hoàn toàn 2,64 gam A cần vừa đủ 4,704 lít khí oxi (đktc) chỉ thu được CO2 và H2O với tỉ lệ khối lượng là 2

2

CO

H O

m

11

2 Biết M < 150 Xác định công thức phân tử của A.A

Câu 4 (3,0 điểm)

1 Hòa tan 5,72 gam Na2CO3.xH2O trong 44,28 gam nước ta thu được dung dịch

có nồng độ 4,24% Xác định công thức của hiđrat

2 Khử 3,48 gam oxit một kim loại M cần dùng 1,344 lít H2 (đktc) Toàn bộ lượng kim loại thu được cho tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 1,008 lít H2 (đktc) Xác định kim loại M và oxit của nó

Câu 5 (2,0 điểm)

Cho 87 gam dung dịch rượu etylic tác dụng với Na lấy dư thì thu được 28 lít khí H2 (đktc)

a Tính khối lượng của rượu etylic và nước trong dung dịch

b Tính độ rượu của dung dịch rượu trên (biết khối lượng riêng của rượu nguyên chất là 0,8 g/ml)

Câu 6 (3,0 điểm)

Cho 5,12 gam hỗn hợp X gồm 3 kim loại Mg, Fe và Cu ở dạng bột tác dụng với

150 ml dung dịch HCl 2M, sau khi phản ứng kết thúc thấy chỉ thoát ra 1,792 lít khí H2 (đktc) Đem lọc rửa thu được 1,92 gam chất rắn B

a Tính khối lượng mỗi kim loại có trong hỗn hợp X

b Cho 2,56 gam hỗn hợp X tác dụng với 250 ml dung dịch AgNO3 0,34M Khuấy kỹ hỗn hợp để cho phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch và chất rắn

E Tính khối lượng của chất rắn E

Hết -Chú ý:

- Thí sinh được sử dụng bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.

- Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm.

Họ và tên thí sinh: Số báo danh:

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO

HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH

ĐỀ CHÍNH

THỨC

Năm học: 2010 – 2011 Mụn: Hoỏ học - Lớp 9 Thời gian: 150 phỳt (Khụng kể thời gian giao đề)

Ngày thi: 29 - 03 - 2011

(Đỏp ỏn gồm 04 trang)

Cõu 1 (4,0 điểm)

1 Nung núng Cu trong khụng khớ được chất rắn A gồm Cu và CuO:

Cu + O2 →t o CuO Khi cho A tỏc dụng với dung dịch H2SO4 đặc, núng và dư:

Cu + 2H2SO4đặc nóng → CuSO4 + SO2↑ + 2H2O

CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O Dung dịch B chứa CuSO4 và H2SO4 dư Khớ C là SO2

Cho C tỏc dụng với dung dịch KOH:

SO2 + KOH → KHSO3 và:

SO2 + 2KOH → K2SO3 + H2O Dung dịch D chứa KHSO3 và K2SO3

Cho dung dịch D tỏc dụng với BaCl2 và NaOH:

K2SO3 + BaCl2 → BaSO3↓ + 2KCl 2KHSO3 + 2NaOH → K2SO3 + Na2SO3 + H2O Cho dung dịch B tỏc dụng với KOH:

H2SO4 + KOH → KHSO4 + H2O CuSO4 + 2KOH → Cu(OH)2↓ + H2O

2 Điện phõn dung dịch nước biển

- Khụng cú màng ngăn thu được nước Javen:

2NaCl + H2O →không có màng ngănđiện phân dung dịch NaCl + NaClO + H2

- Cú màng ngăn:

2NaCl + 2H2O →điện phân dung dịchcó màng ngăn 2NaOH + Cl2↑ + H2↑ Đốt pirit sắt trong oxi dư:

4FeS2 + 11O2 →t o 2Fe2O3 + 8SO2↑ Dẫn H2 dư qua Fe2O3 nung núng:

3H2 + Fe2O3 →t o 2Fe + 3H2O

Đốt sắt trong khớ clo thu được FeCl 3:

2Fe + 3Cl2 →t o 2FeCl3 Đốt khớ SO2 trong khụng khớ với chất xỳc tỏc V2O5:

2SO2 + O2 o

2 5

t

V O

→ 2SO3 Sục khớ SO3 thu được vào nước:

SO3 + H2O → H2SO4

Cho dung dịch thu được phản ứng với sắt dư thu được FeSO 4:

Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑

Câu 2 (4,0 điểm)

1 Lần lượt đánh số thứ tự vào các hỗn hợp cần nhận biết Lấy mỗi hỗn hợp một ít làm mẫu thử để nhận biết

- Cho dung dịch HCl lần lượt vào ba mẫu thử Mẫu nào thấy không có khí bay

ra là hỗn hợp (FeO + Fe 2 O 3 ) Hai mẫu còn lại đều có khí thoát ra:

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 FeO + 2HCl → FeCl2 + H2O Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O

- Hai mẫu thử còn lại cho từ từ vào dung dịch CuSO4 dư và khuấy đều Lọc kết tủa hòa tan trong dung dịch HCl dư:

Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu

- Dung dịch thu được cho phản ứng với NaOH Mẫu nào tạo kết tủa trắng xanh,

hóa nâu đỏ trong không khí thì mẫu đó là (Fe + FeO) Mẫu còn lại tạo kết tủa nâu đỏ

là (Fe + Fe 2 O 3 )

FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2NaCl FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3 + 3NaCl

2- a Ban đầu thấy có kết tủa trắng xuất hiện:

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O Sau đó kết tủa tan dần thành dung dịch không màu:

CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2

b Thoạt đầu không thấy hiện tượng gì xảy ra do phản ứng:

HCl + Na2CO3 → NaHCO3 + NaCl Sau đó thấy có khí không màu, không mùi thoát ra:

HCl + NaHCO3 → NaCl + CO2 + H2O

Câu 3 (4,0 điểm)

1 Sơ đồ biến hóa:

CH3COONa NaOH

C2H2 C2H4 CaO

o

1500 C Lµm l¹nh nhanh

CH3COOC2H5

2

CO

4

CH

Na CO

C2H5OH

CH3COOH

Các phương trình hóa học biểu diễn sơ đồ trên:

1 CH3COONa + NaOH o

CaO t

→ CH4 + Na2CO3

2 2CH4 →lµm l¹nh nhanh1500 Co C2H2 + 3H2

3 C2H2 + H2 o

Pd t

→ C2H4

4 C2H4 + H2O →H SO 2 4 CH3CH2OH

5 C2H5OH + O2 men giÊm→ CH3COOH + H2O

6 CH3COOH + C2H5OH 2 4

o

H SO t

ˆ ˆ ˆ ˆ †

‡ ˆ ˆ ˆ ˆ CH3COOC2H5 + H2O

7 Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2 + H2O

2 Khối lượng oxi đã dùng để đốt cháy hoàn toàn 2,64 gam A là:

2

O

m = 4,704.32

22, 4 = 6,72 gam

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta tính được:

2

CO

m +

2

H O

m = 2,64 + 6,72 = 9,36 (I) Mặt khác, theo đề bài ta có:

2

2

CO

H O

m

11

Từ (I) và (II) ta có:

2

CO

m = 7,92 gam; mH O2 = 1,44 gam Vậy khối lượng mol nguyên tử của mỗi nguyên tố trong A là:

C

m = 7,92.12

44 = 2,16 gam; m = H 1, 44.2

18 = 0,16 gam

⇒ m = 2,64 ‒ (2,16 + 0,16) = 0,32 gamO Gọi công thức phân tử của A có dạng (C H Ox y z n) theo đề bài ta có:

x : y : z = 2,16

12 :

0,16

1 :

0,32

16 = 9 : 8 : 1 Vậy công thức phân tử của A có dạng (C H O9 8 )n

Mặt khác: M = 132n < 150 A ⇒ n < 1,14

Vậy n = 1 Công thức phân tử của A là: C 9 H 8 O

Câu 4 (3,0 điểm)

1 Số mol Na2CO3.xH2O đã dùng là:

2 3 2

Na CO xH O

2 3

Na CO

106 18x+ mol

⇒ mNa CO2 3 = 106 5,72

106 + 18x =

606,32

106 + 18x gam Khối lượng dung dịch sau khi hòa tan muối hiđrat là:

dung dÞch

m = 5,72 + 44,28 = 50 gam Vậy nồng độ của dung dịch thu được là:

2 3

Na CO

C% = 606,32

106 + 18x

1

50.100 = 4,24 Giải ra ta được x = 10

Vậy công thức của muối hiđrat là: Na 2 CO 3 10H 2 O

2 Gọi công thức của oxit kim loại M (hóa trị n và khối lượng mol M) là M O x y

x y

M O + yH2 →t o xM + yH2O Theo phương trình phản ứng, số mol nguyên tử oxi có trong X là:

O(trong oxit)

2

H

n = 1,344

22,4 = 0,06 mol Vậy khối lượng nguyên tử M có trong oxit là:

M

m = 3,48 ‒ 0,06 16 = 2,52 gam Khi cho M phản ứng với HCl:

2M + 2nHCl → 2MCln + nH2

Số mol kim loại:

n = 2

n.n = H 2 2

n.

1, 008 22,4 =

0,09

n mol

⇒ m = M 0,09

n M = 2,52 ⇒ M = 28n

Vậy M = 56 M là sắt: Fe Cụng thức của oxit là: FexOy Ta cú:

x : y = 2,52

56 : 0,06 = 3 : 4.

Vậy cụng thức của oxit sắt là Fe 3 O 4

Cõu 5 (2,0 điểm)

a. Vỡ Na dư nờn rượu etylic và nước phản ứng hết

2CH3CH2OH + 2Na → 2CH3CH2ONa + H2

2H2O + 2Na → 2NaOH + H2 Gọi x và y lần lượt là số mol của C2H5OH và H2O Theo đề bài ta cú:

1

2x +

1

2y = n = H 2 28

22, 4 = 1,25 (II)

Từ (I) và (II) ta cú: x = 1,5 mol; y = 1 mol

Vậy khối lượng của rượu etylic và nước trong dung dịch là:

2 5

C H OH

m = 1,5 46 = 69 gam

2

H O

m = 18 gam

b Vỡ khối lượng riờng của rượu etylic là 0,8 gam nờn thể tớch của 69 gam rượu là:

rượu etylic

0,8 = 86,25 ml ⇒ Vdung dịch = 18 + 86,25 = 104,25 ml Vậy độ rượu là:

D = 104,25 86,25 =

o

82,73

Cõu 6 (3,0 điểm)

a. Cỏc phương trỡnh húa học:

Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 (1)

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (2)

Vỡ n = H2 1,792

22, 4 = 0,08 mol <

1

2 nHCl = 0,15 mol nờn axit cũn dư sau phản ứng. Vậy khối lượng Cu cú trong 5,12 gam hỗn hợp X là:

Cu

m = 1,92 gam

Gọi x và y lần lượt là số mol Mg và Fe cú trong 5,12 gam hỗn hợp X Theo đề bài ta cú:

24x + 56y = 5,12 ‒ 1,92 = 3,2 (I) Mặt khỏc, số mol H2 sinh ra từ (1) và (2) ta cú:

Từ (I) và (II) ta cú:

x = y = 0,04 mol Vậy khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp là:

m = 0,04 24 = 0,96 gam

Fe

m = 0,04 56 = 2,24 gam

b Các phương trình phản ứng xảy ra:

Mg + 2AgNO3 → Mg(NO3)2 + 2Ag (3)

Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag (4)

Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag (5)

Ta nhận thấy lượng hỗn hợp X tham gia phản ứng với AgNO3 bằng 1

2 lượng hỗn hợp X tham gia phản ứng với HCl Vậy số mol mỗi kim loại có trong 2,56 gam hỗn hợp X là:

Mg

n = n = 0,02 mol; Fe n = Cu 1 1,92

2 64 = 0,015 mol Theo đề bài, số mol AgNO3 là:

3

AgNO

n = 0,25 0,34 = 0,085 mol Theo phản ứng (3) và (4) ta dễ thấy Mg và Fe phản ứng hết Lượng AgNO3 tham gia phản ứng (3) và (4) là: 2 (0,02 + 0,02) = 0,08 mol

Vậy lượng AgNO3 tham gia phản ứng (5) là: 0,085 ‒ 0,08 = 0,005 mol

Vậy lượng Cu tham gia phản ứng là: 0,005

2 = 0,0025 mol Lượng Cu còn dư là: 0,015 ‒ 0,0025 = 0,0125 mol

Vậy chất rắn E gồm Ag và Cu dư với khối lượng là:

E

m = 0,085 108 + 0,0125 64 = 9,98 gam