Đốt cháy hoàn toàn 1,12 lít đktc hỗn hợp A rồi dẫn toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch nước vôi trong dư2. Hòa tan hoàn toàn một lượng oxit kim loại hóa trị II vào một lượng vừa đủ dung
Trang 1ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC LỚP 9 TỈNH THANH HÓA
Năm học 2017-2018
Thời gian làm bài: 150 phút -
Câu 1 (2,0 điểm)
1 Cho hợp chất X có dạng AB2, có phân tử khối bằng 34 và có các tính chất sau:
X + O2 Y + Zt0
X + Y A + Z
X + Cl2 A + HCl
Xác định X và hoàn thành các phương trình hóa học
2 Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt cơ bản (proton, nơtron và electron) là 82 Trong đó, số
hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 22 Xác định số lượng các loại hạt proton, nơtron, electron và số khối A của nguyên tử nguyên tố X
Câu 2 (2,0 điểm)
1 Hãy lập biểu thức liên hệ giữa độ tan và nồng độ % của dung dịch bảo hòa Độ tan phụ thuộc chủ
yếu vào các yếu tố nào?
2 Hỗn hợp A gồm C3H4, C3H6, C3H8 có tỷ khối đối với H2 là 20,5 Đốt cháy hoàn toàn 1,12 lít
(đktc) hỗn hợp A rồi dẫn toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch nước vôi trong dư Khối lượng dung dịch sau phản ứng tăng hay giảm bao nhiêu gam?
Câu 3 (2,0 điểm)
1 Nêu hiện tượng và giải thích cho các thí nghiệm sau:
- Thí nghiệm 1: Rắc bột nhôm trên ngọn lửa đèn cồn
- Thí nghiệm 2: Cho sợi dây đồng vào dung dịch AgNO3
- Thí nghiệm 3: Cho mẩu Na vào dung dịch CuSO4
- Thí nghiệm 4: Cho dung dịch NH3 vào dung dịch FeCl3
2 Hòa tan hoàn toàn một lượng oxit kim loại hóa trị (II) vào một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 có
nồng độ a% tạo thành dung dịch muối sunfat có nồng độ b%
a Xác định khối lượng mol của kim loại theo a và b.
b Cho a% = 10% và b% = 11,76% Hãy xác định oxit kim loại.
Câu 4 (2,0 điểm)
1 Cho hai khí A và B tác dụng với nhau trong bình kín (có điều kiện phản ứng thích hợp), thu được
hỗn hợp ba khí Nếu dẫn ba khí đó qua nước, sau đó qua ống thủy tinh nung nóng đựng Fe2O3 thì còn lại một khí Xác định các khí A, B và viết các phương trình hóa học xảy ra
2 Đốt m gam phoi bào sắt trong khí oxi được 32,8 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4.
Cho X phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng dư được dung dịch B và 6,72 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất ở đktc) Hãy tính m
Câu 5 (2,0 điểm)
1 Trình bày cách tiến hành thí nghiệm oxi tác dụng với natri Vì sao trong thí nghiệm đốt natri
người ta thường cho trước vào đáy bình một lớp cát mỏng Nếu thay lớp cát mỏng bằng nước có được không? Phải làm gì để xử lý natri còn dư sau phản ứng một cách an toàn
2 Nhiệt phân hoàn toàn 80,6 gam hỗn hợp X gồm KMnO4, KClO3 và MnO2 được hỗn hợp rắn Y và
V lít khí O2 (đktc) Trong Y chứa 14,9 gam KCl chiếm 22,508% Tính V và tính % khối lượng các chất trong X
Câu 6 (2,0 điểm)
1 Cho phản ứng sau: C5H12 + Cl2 tØ lÖ 1:1askt C5H11Cl + HCl
Biết rằng trong sản phẩm thu được chỉ có một chất hữu cơ duy nhất Viết công thức cấu tạo đúng của C5H12 trong phản ứng trên và viết phương trình hóa học ở dạng công thức cấu tạo
2 Cho 100 ml rượu etylic 460 phản ứng hết với kim loại Na dư thu được V lít khí (đktc) Tính giá trị của V Biết khối lượng riêng của rượu etylic nguyên chất bằng 0,8 gam/ml và khối lượng riêng của nước bằng 1 gam/ml
Trang 2Câu 7 (2,0 điểm)
1 Hoàn thành các phương trình hóa học theo sơ đồ, ghi rõ điều kiện phản ứng (nếu có):
a A 1500 C, LLN o(1) B (2) C (3) D(4) Cao su buna
(5) + O , Pt, 850 C
2
Y (6) Z (7) T (8)
+ X
NH4NO3
2 Có 3 cốc đựng các dung dịch hỗn hợp sau:
- Cốc 1: NaHCO3 và Na2CO3
- Cốc 2: Na2CO3 và Na2SO4
- Cốc 3: NaHCO3 và Na2SO4
Chỉ dùng tối đa 2 thuốc thử, hãy nhận ra từng cốc
Câu 8 (2,0 điểm)
Nung hỗn hợp X gồm cacbon và CuO đến khi phản ứng hoàn toàn thu được chất rắn A Cho chất rắn A phản ứng vừa đủ với 0,5 lít dung dịch HCl 0,4 M Lọc lấy phần không tan sau phản ứng cho tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nóng, dư thu được 1,344 lít khí (đktc)
1 Tính khối lượng của hỗn hợp X.
2 Cho lượng hỗn hợp X như trên tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc 7M vừa đủ Tính thể tích khí thoát ra (đktc) và thể tích dung dịch axit đã dùng
Câu 9 (2,0 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, thu được 12,768 lít khí CO2 (đktc) và 8,28 gam H2O Nếu cũng cho hỗn hợp X như trên thì tác dụng vừa đủ với 150ml dung dịch NaOH 1M, thu được 3,84 gam rượu Hóa hơi hoàn toàn lượng rượu này thì thu được thể tích hơu đúng bằng thể tích của 3,36 gam N2 (đo cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất)
1 Viết các phương trình hóa học xảy ra dưới dạng tổng quát.
2 Xác định công thức cấu tạo của axit, rượu, este và tính hiệu suất phản ứng este hóa.
Câu 10 (2,0 điểm)
1 Trong thí nghiệm ở hình dưới đây, người ta
dẫn khí clo ẩm vào bình A có đặt một miếng giấy
quỳ tím khô Dự đoán và giải thích hiện tượng
xảy ra trong hai trường hợp sau:
* Trường hợp 1: Đóng khóa K.
* Trường hợp 2: Mở khóa K.
2 Có nên bón các loại phân đạm amoni hoặc ure với vôi không? Tại sao?
-HẾT -
Trang 3HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC LỚP 9 TỈNH THANH HÓA
Năm học 2017-2018 -
Câu 1:
1 Theo đề
M 2M 34 Chỉ có MA = 32 (S) ; MB = 1 (H) là thỏa mãn
X là H2S
Y: SO2 ; Z: H2O ; A: S
Các phương trình hóa học:
2H2S + 3O2 2SO2 + 2H2Ot0
2H2S + SO2 3S + 2H2O
H2S + Cl2 S + 2HCl
2 Gọi số proton, nơtron trong nguyên tử X lần lượt là Z, N
2Z N 82 Z 26
Số lượng các loại hạt là:
+ Số proton = số electron = 26 hạt
+ Số nơtron = 30 hạt
Số khối A = N + P = 30 + 26 = 56 đvC
Câu 2:
1 Thiết lập công thứ tính liên hệ C% và độ tan (S):
Xét dung dịch bão hòa chất tan A có độ tan S
100 gam nước hòa tan được S (gam) A (100 + S) gam dung dịch bão hòa
Công thức tính C% của dung dịch bão hòa:
Biến đổi (1) S = C% 100
Lưu ý: Có thể thiết lập công thức độ tan từ nồng độ C%
Xét dung dịch bão hòa có nồng độ chất tan là C%
Cứ 100 gam dung dịch có C gam chất tan và (100 – C) gam nước
Độ tan: S = C% 100
100 C% (1) Biến đổi (1) C% = S 100%
100 S (2)
- Độ tan chủ yếu phụ thuộc:
+ Bản chất chất tan
+ Bản chất dung môi
+ Nhiệt độ
+ Áp suất (ảnh hưởng rõ đối với chất khí)
2. nA 0, 05 mol
Đặt công thức chung của A: C3Hx
C3H2x + x 6
2
O2 3CO2 + xH2Ot0 0,05 0,15 mol
Theo BTKL C, H
H O2 2n 0,15.120, 05.20,5.2
H O2
n = 0,125 mol
CO2 + Ca(OH)2 dư CaCO3 + H2O
0,15 0,15 mol
Trang 4Độc lệch khối lượng của dung dịch:
m
m m m = 0,15.44 + 0,125.18 – 0,15.100 = - 6,15 gam < 0 Vậy dung dịch giảm 6,15 gam
Câu 3:
1 -Thí nghiệm 1:
Bột nhôm cháy sáng chói trên lửa đèn cồn
4Al + 2O2 t0 2Al2O3
-Thí nghiệm 2: dung dịch chuyển dần từ không màu sang màu xanh, dây đồng màu đỏ bị phủ một lớp chất rắn màu xám đen
Cu + 2AgNO3 Cu(NO3)2 + 2Ag
đỏ không màu xanh xám đen
-Thí nghiệm 3: Mẩu natri tan mạnh, có khí không màu thoát ra, dung dịch màu xanh lam chuyển dần sang kết tủa màu xanh lơ
2Na + 2H2O 2NaOH + H2
CuSO4 + 2NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4
(xanh lam) (xanh lơ)
-Thí nghiệm 4: Dung dịch màu vàng nâu chuyển dần sang kết tủa màu nâu đỏ
3NH3 + 3H2O + FeCl3 Fe(OH)3 + 3NH4Cl
(vàng nâu) (nâu đỏ)
2
a Giả sử có 1mol MO
MO + H2SO4 MSO4 + H2O
1 1 1 1 (mol)
(M+16) 98 (M+96) 18 (gam)
ddH SO2 4
9800
a
(sau p)
Phương trình nồng độ % của muối trong dung dịch sau phản ứng:
(M 96).a
100 b
aM 16a 9800
9800b + abM + 16ab = 100aM + 9600a
M = 9800b - 9600a + 16ab
98b - 96a + 0,16ab 100a - ab (*)
b Thay a = 10% ; b = 11,76% vào (*) ta được:
M =98.11,76 - 96.10 + 0,16.10.11,76 100
100.10 - 10.11,76 24 (Mg)
Vậy công thức của oxit kim loại là: MgO
Câu 4:
1 Theo đề Hỗn hợp 3 khí gồm 1 khí tan tốt trong nước, một khí có tính khử và một khí không tan trong nước và không có tính khử
Chọn A: N2, B: H2, khí sản phẩm là NH3 (tan tốt trong nước)
- Phương trình hóa học:
N2 + 3H2 ,xt,P
o t
2NH3 NH3 + H2O NH3.H2O (dung dịch amoniac, thực chất tồn tại dưới dạng ion: NH4+ + OH -) H2 + 3Fe2O3 2Fe3O4 + H2Ot0
H2 + Fe2O3
0 t
2FeO + H2O 3H2 + Fe2O3 2Fe + 3H2Ot0
2. nNO= 0,3 mol
Trang 5Đặt công thức của rắn X là FexOy
xFe + y
2O2
0 t
3FexOy + (12x-2y)HNO3 3xFe(NO3)3 + (6x-y)H2O + (3x-2y)NO (2)
Theo phản ứng (2): nNO nFe 2nO
3
O
2
3
m = 0,5.56 = 28 gam
Lưu ý: Bài toán trên còn rất nhiều cách giải, chẳng hạn như: phương pháp bảo toàn số mol và
(như bảo toàn electron trong hóa THPT), phương pháp ghép ẩn, phương pháp đồng nhất tỷ lệ, phương pháp sử dụng tỷ lệ chuyển chất Một số phương pháp đó đã được chúng tôi giới thiệu chi tiết trong sách "22 chuyên đề hay và khó bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa học THCS" Sau đây là cách giải theo phương pháp sử dụng quy đổi
Quy đổi hỗn hợp X gồm Fe và Fe2O3
Fe2O3 + 6HNO3 2Fe(NO3)3 + 3H2O
x(mol)
Fe + 4HNO3 Fe(NO3)3 + 2H2O + NO
0,3 0,3 (mol)
BTKL 160x + 0,3.56 = 32,8 x = 0,2 mol
Bảo toàn lượng Fe m = (0,3 + 0,1.2).56 = 28 gam
Câu 5:
1 Thí nghiệm đốt kim loại Na trong khí oxi
-Thu khí oxi vào trong lọ thủy tinh miệng rộng Trong lọ
thủy tin có chứa sẵn một ít cát
- Cắt một mẩu nhỏ Na (cỡ bằng hạt đậu xanh) cho vào thìa
đốt (bằng sắt), hơ nóng trên ngọn lửa đèn cồn cho đến khi mẩu
natri nóng chảy hoàn toàn (hoặc cháy ngoài không khí) Sau đó
đưa nhanh mẩu Natri đang nóng vào lọ khí oxi
4Na + O2 t0 2Na2O
- Phản ứng tỏa rất nhiều nhiệt, làm nhiệt độ trong bình tăng nhanh Vì vậy cho vào đáy bình một lớp
cát mỏng để hấp thụ và phân tán nhiệt, tránh được hiện tượng vỡ nứt bình do nhiệt độ tăng lên đột ngột
- Không thể thay lớp cát bằng nước, vì khi cháy kim loại Natri rơi xuống đáy bình tác dụng mãnh liệt với nước, sinh H2 cháy mạnh trong bình gây nổ mạnh, nguy hiểm
Na2O + H2O 2NaOH
2Na + 2H2O 2NaOH + H2
2H2 + O2 2H2Ot0
- Để xử lý Na dư một cách an toàn, người ta cho mẫu natri dư vào cồn đặc (960) thì natri bị hòa tan
và phản ứng trong rượu đặc rất êm ả, không gây nổ
2Na + 2C2H5OH 2C2H5ONa + H2
2 Gọi x, y, z lần lượt là số mol KMnO4, KClO3, MnO2 ban đầu
2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 t0
x 0,5x (mol)
2KClO3 2KCl + 3O2 t ,MnO20
Trang 614,9.100
m
22,508
Bảo toàn khối lượng 80,6 = 66,2 +
O2
O2
n = 0,45 mol
V = 0,45.22,4 = 10,08 lít
Ta có:
158x 122, 5y 87z 80, 6 x 0, 3
0, 5x 1, 5y 0, 45 z 0,1
KMnO4
0,3.158.100%
%m
80, 6
KClO3
0, 2.122, 5.100%
%m
80, 6
MnO2
%m 10,79%
Câu 6:
1 C5H12 tác dụng Cl2 (tỉ lệ mol = 1:1) chỉ tạo một sản phẩm monoclo nên C5H12 có cấu tạo đối
xứng tâm
Công thức cấu tạo đúng của C5H12 là:
C
C
H 3
Phương trình hóa học:
askt
+ HCl C
C
H 3
+ Cl 2
C
C
H 3
54.1
18
C2H5OH + Na C2H5ONa + ½ H2
H2O + Na NaOH + ½ H2
Theo các phản ứng: H C H OH H O
V = 1,9.22,4 = 42,56 lít
Nhận xét: Khi thiết kế các bài toán về hỗn hợp rượu và nước, cần phải cho thêm giả thiết "giả sử
thể tích dung dịch rượu bằng tổng thể tích rượu nguyên chất và nước" hoặc một câu có nghĩa tương đương Vì thực tế khi hòa tan 46 ml etanol nguyên chất trong 54 ml nước cất thì thể tích dung dịch thu được có thể nhỏ hơn 100ml, bởi các phân tử nước xen vào khe trống giữa các phân tử etylic gây nên hiện tượng thiếu hụt thể tích (tương tự như trộn những hạt gạo với những hạt ngô).
Câu 7:
1
a) CH4 1500 C, LLN o(1) C2H2 (2) C4H4 (3) C4H6(4) Cao su buna
Phương trình hóa học:
2CH4 C2H2 + 3H2 Lµm l¹nh nhanh1500 C0
2C2H2 NhÞ hîpCHC – CH=CH2
CHC–CH=CH2 + H2 t (Pd / PbCO )0 3 CH2=CH–CH=CH2
nCH2=CH-CH=CH2 t ,xt,P0 – CH2–CH= CH–CH2 –n poli(buta-1,3-dien)
Trang 7b NH3 o
(5) + O , Pt, 850 C 2
NO (6) NO2 (7) HNO3 (8)
+ NH3
NH4NO3
Phương trỡnh húa học:
4NH3 + 5O2 o
Pt,
850 C
4NO + 6H2O
NO + ẵ O2 NO2
2NO2 + H2O + ẵ O2 2HNO3
HNO3 + NH3 NH4NO3
2 Chọn thuốc thử là dung dịch BaCl2 và dung dịch HCl
- Cho dung dịch BaCl2 vào cỏc cốc, mỗi cốc đều xuất hiện kết tủa trắng
+ Cốc 1: Na2CO3 + BaCl2 BaCO3 + 2NaCl
+ Cốc 2: Na2CO3 + BaCl2 BaCO3 + 2NaCl
Na2SO4 + BaCl2 BaSO4 + 2NaCl + Cốc 3: Na2SO4 + BaCl2 BaSO4 + 2NaCl
- Lọc lấy cỏc kết tủa của từng cốc, nhỏ từ từ đến dư dung dịch HCl lờn cỏc kết tủa
+ Nếu kết tủa tan hoàn toàn thỡ nhận ra cốc 1
+ Nếu kết tủa tan một phần thỡ nhận ra cốc 2
+ Nếu kết tủa khụng tan thỡ nhận ra cốc 3
BaCO3 + 2HCl BaCl2 + H2O + CO2
Cõu 8:
1 Mấu chốt bài toỏn nằm ở hỗn hợp rắn A tỏc dụng được với dung dịch HCl, do đú trong rắn A
phải cũn CuO (vỡ cacbon và Cu đều khụng tỏc dụng với dung dịch HCl)
2CuO + C 2Cu + CO2 t0
2a a 2a (mol)
Rắn A: gồm Cu, CuO
CuO + 2HCl CuCl2 + H2O
0,1 0,2 mol
Rắn khụng tan chỉ cú Cu
Cu + 2H2SO4 đặc CuSO4 + 2H2O + SO2
a = 0,03 mol
X CuO C
m m m 0,16.80 + 0,03.12 = 13,16 gam
2 Phản ứng của X với H2SO4 đặc núng
CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O
0,16 0,16 mol
C + 2H2SO4 đặc CO2 + 2H2O + 2SO2
0,03 0,06 0,03 0,06 mol
Vkhí 0, 09.22, 4 2,016 lớt
0,16 0,03 V
7 ddH SO2 4
0,027 lớt = 27 ml
Cõu 9:
1 Cỏc phương trỡnh húa học
- Phản ứng este húa:
RCOOH + CnH2n+1OH H SO2 4
o đặc, t
RCOOCnH2n+1 + H2O (1)
-Phản ứng của X với O2 (đốt núng)
Đặt cụng thức chung của hỗn hợp (X): Cx'Hy'Oz'
Cx'Hy'Oz' + (x ' y ' z ')
O2 t0 x'CO2 + y '
- Phản ứng của X với NaOH
Trang 8Gọi a, b, c là số mol axit, este, rượu trong X
a a (mol)
RCOOCnH2n+1 + NaOH t0 RCOONa + CnH2n+1OH (4)
2
CO2
n 0,57 mol;
H O2
n 0,46 mol ; nNaOH 0,15mol Theo đề nancol 3, 36 0,12 3,84 32
Ta có: 14n + 18 = 32 n = 1 ancol là CH4O
BTKL trong hỗn hợp X
O (X)
13, 2 0, 57.12 0, 46.2 n
16
NaOH O CH3
2a 2b c n 0, 34 b 0, 08
c 0, 04
Bảo toàn khối lượng 0,07.(R + 45) + 0,08.(R+59) + 0,04.32 = 13,2 R =27 (-C2H3)
CTCT của axit: CH2=CH-COOH
CTCT của este: CH2=CH-COOCH3
CTCT của ancol: CH3OH
Bảo toàn số mol COO naxit(ban đầu) = nNaOH 0,15 mol
CH OH3
n (ban đầu) = CH OH
3
n (sau thủy phân) = 0,12 mol < 0,15 mol CH3OH thiếu
Hiệu suất phản ứng este hóa: H% 0, 08 100%
0,12
Câu 10:
1
* Đóng khóa K:
Khí Cl2 đi vào trong bình A đã được H2SO4 đặc hút ẩm làm khô, do đó quỳ tím không đổi màu
* Mở khóa K:
Khí Cl2 ẩm đi vào bình A, làm cho quỳ tím hóa đỏ sau đó mất màu (do tính oxi hóa của HClO) Giải thích:
Cl2 + H2O (ẩm) HCl (làm đỏ quỳ tím) + HClO (tẩy màu)
2 Không bón chung phân đạm amoni hoặc Ure với vôi vì xảy ra phản ứng giải phóng NH3 làm thất
thoát lượng đạm (N) dự tính cung cấp cho cây trồng
CO(NH2)2 + 2H2O (trong đất) (NH4)2CO3
(NH4)2CO3 + Ca(OH)2 CaCO3 + 2H2O + 2NH3
2NH4NO3 + Ca(OH)2 Ca(NO3)2 + 2H2O + 2NH3
(NH4)2SO4 + Ca(OH)2 CaSO4 + 2H2O + 2NH3
.v.v
-HẾT ĐÁP ÁN