Đề thi học sinh giỏi cấp huyện môn Hóa học Lớp 9 - Đề số 13 (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi học sinh giỏi cấp huyện môn Hóa học Lớp 9 - Đề số 13 (Có đáp án)

1. Đề thi HSG cấp huyện môn Hóa học lớp 9 (25 đề + đáp án) ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN ĐỀ SỐ: 13 MÔN: HÓA HỌC - LỚP 9 Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) ĐỀ BÀI Câu 1.( 4 điểm) Cho sơ đồ chuyển hóa của nguyên tố Fe (mỗi mũi tên là 1 phản ứng hóa học): H2SO4 HCl đặc HCl Fe Fe2(SO4)3 FeCl3 Fe (1) (2) (7) (4) NaCl t0 (6) Ba(OH)2 o H2O Fe(OH) t Fe O Fe(OH) (3) 3 (5) 2 3 (8) 3 a. Hãy chỉ ra những chỗ đúng, sai, hoặc thiếu chính xác ở sơ đồ chuyển hóa trên và giải thích vì sao? b. Từ đó hãy chọn hóa chất, điều kiện (ở trên dấu mũi tên) thích hợp và viết PTHH thực hiện dãy chuyển hóa đúng. Câu 2. (4 điểm) a. Chỉ được dùng thêm 2 hóa chất tự chọn. Bằng phương pháp hóa học hãy phân biệt 5 chất bột chứa trong 5 lọ mất nhãn gồm: Mg(OH)2, Al2O3, Ca(NO3)2, Na2CO3, KOH. b. Hãy trình bày phương pháp hóa học để tách từng chất ra khỏi hỗn hợp gồm BaCO3, CuO NaCl, CaCl2 sao cho khối lượng không thay đổi. Câu 3. (4 điểm) a. Trình bày nguyên tắc, nguyên liệu, các phản ứng chính xảy ra trong quá trình luyện gang. b. Tính khối lượng quặng manhetit (chứa 10% tạp chất trơ) cần dùng để sản xuất được 2 tấn gang chứa 5% cacbon. Biết hiệu suất quá trình đạt 90%. Câu 4. (4 điểm) Hòa tan 5,33 gam hỗn hợp 2 muối RCln và BaCl2 vào nước được 200 gam dung dịch X. Chia X thành 2 phần bằng nhau: Phần 1: Cho tác dụng với 100 g dung dịch AgNO3 8,5% thu được 5,74 g kết tủa X1 và dung dịch X2. Phần 2: Cho tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng, dư thu được 1,165 gam kết tủa X3. a. Xác định tên kim loại R và công thức hóa học RCln. b. Tính nồng độ % các chất trong dung dịch X2 Câu 5. (4 điểm) Cho 12,9 gam hỗn hợp A gồm 2 kim loại Mg và Al vào trong bình đựng khí clo, nung nóng. Sau một thời gian ngừng phản ứng thu được 41,3 gam hỗn hợp chất rắn B. Cho toàn bộ chất rắn B tan vào trong 500 ml dung dịch HCl 1,2M thu được dung dịch C và V lít khí H2 (đktc). Dẫn V lít khí H2 này qua ống đựng 20 gam CuO nung nóng. Sau một thời gian thu được hỗn hợp chất rắn nặng 16,8 gam. Biết chỉ có 80% H2 phản ứng. a. Tính thành phần % khối lượng các chất trong hỗn hợp A. b. Tính nồng độ CM các chất trong dung dịch C (Giả sử thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể). Cho: H=1, O=16, Al=27, Ba=137, Mg=24,S=32, Fe=56, Cl=35,5, Ag = 108, Cu = 64, N= 14, C= 12 Hết 71
2. Đề thi HSG cấp huyện môn Hóa học lớp 9 (25 đề + đáp án) HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ SỐ: 13 ĐỀ THI HSG CẤP HUYỆN MÔN: HÓA HỌC- LỚP 9 . Câu Nội dung Điểm I 4.0 a (1) chưa chính xác vì: Nếu dung dịch H2SO4 loãng thì chỉ thu được 0.25 FeSO4 Nếu H2SO4 đặc, nguội thì Fe bị thụ động hóa nên không xảy ra phản ứng. Do đó phải dùng dung dịch H2SO4 đặc, nóng (2) Sai, vì HCl đặc dễ bay hơi nên không thể đẩy H2SO4 ra khỏi muối 0,25 (3) Phản ứng xảy ra nhưng không nên dùng Ba(OH)2 vì tạo BaSO4 kết tủa lẫn với Fe(OH)3 0,25 (4) Sai, vì Fe(OH)3 là bazơ không tan nên không tác dụng với muối NaCl 0,25 (5) đúng, vì Fe(OH)3 là bazơ không tan nên bị nhiệt phân 0,25 (6) Sai, Fe2O3 không thể phân hủy thành Fe, cần có chất khử mạnh như 0,25 H2, CO (7) Sai, Vì phản ứng xảy ra chỉ thu được FeCl2 0,25 (8) sai, không thể chuyển hóa trực tiếp vì Fe2O3 không tan trong nước 0,25 b (1) Chọn H2SO4 đặc, nóng 2Fe + 6 H2SO4 đặc, nóng → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6 H2O 0.25 (2) Chọn BaCl2: Fe2(SO4)3 + 3 BaCl2 → 2FeCl3 + 3BaSO4 0,25 (3) Chọn NaOH Fe2(SO4)3 + 6 NaOH → 2 Fe(OH)3 + 3Na2SO4 0,25 (4) Chọn dd HCl: to Fe(OH)3 + 3 HCl  FeCl3 + 3 H2O 0,25 (5) 2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3 H2O 0,25 (6) Chọn CO hoặc H 2 to Fe2O3 + 3CO 2 Fe + 3 CO2 0,25 to Fe2O3 + 3 H2  2Fe + 3 H2O 0,25 (7) Chọn Cl2: to 2Fe + 3Cl2  2FeCl3 (8) không thể chuyển hóa trực tiếp 0,25 II 4.0 a. - Cho các mẫu thử vào nước dư: + Hai mẫu thử không tan là Mg(OH)2 và Al2O3 ( nhóm 1) 0.25 + Ba mẩu thử tan tạo thành 3 dung dịch là Ca(NO3)2 , Na2CO3, KOH ( nhóm 2) - Nhỏ dung dịch HCl vào 3 mẫu thử của nhóm 2: 0,25 + Mẩu nào có bọt khí thoát ra là Na2CO3 Na2CO3 + 2HCl → NaCl + CO2 + H2O. Ta biết lọ Na2CO3 0,25 72
3. Đề thi HSG cấp huyện môn Hóa học lớp 9 (25 đề + đáp án) +Lấy dung dịch Na2CO3 vừa nhận biết ở trên cho vào 2 dung dịch còn 0,25 lại Mẫu nào có kết tủa trắng là Ca(NO3)2 , Không có hiện tượng gì là 0,25 KOH Na2CO3 + Ca(NO3)2 → CaCO3 + 2NaNO3 0,25 - Nhỏ dung dịch KOH vừa nhận biết ở trên vào 2 mẩu thử rắn ở nhóm 1 b. Mẩu nào tan là Al2O3, không tan là Mg(OH)2 0,25 Al2O3 + 2KOH → 2KAlO2 + H2O 0,25 - Cho (NH4)2CO3 vào dung dịch vừa thu được cho đến khi lượng kết tủa không tăng nữa, lọc kết tủa thu được CaCO3. 0,25 (NH4)2CO3 + CaCl2 → CaCO3 + 2NH4Cl -Hòa tan CaCO3 trong dung dịch HCl: 0,25 CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O 0,25 Cô cạn dung dịch ta thu được CaCl2. - Lấy nước lọc có chứa NaCl, NH4Cl, (NH4)2 CO3 (dư) ở trên, Cho HCl 0,25 vào đến khi không còn khí thoát ra: (NH4)2 CO3 + 2 HCl → 2 NH4Cl + CO2 + H2O 0,25 Cô cạn dung dịch, nung ở nhiệt độ cao thu được NaCl 0,25 to NH4Cl  NH3 ↑ + HCl↑ - Cho hỗn hợp chất rắn BaCO3, CuO vào nước, sục CO2 vào tới dư: BaCO3 + CO2 + H2O → Ba(HCO3)2 . 0,25 Lọc kết tủa ta thu được CuO. Lấy dung dịch nước lọc đem cô cạn thu được BaCO3 0,25 to Ba(HCO3)2  BaCO3 + CO2 + H2O III 4.0 a Nguyên tắc sản xuất gang: Dùng CO khử các oxit sắt ở nhiệt độ cao 0.25 trong lò cao Nguyên liệu: Quặng sắt (hemantit Fe2O3 hoặc manhetit Fe3O4), than cốc, không khí giàu oxi và chất phụ gia ( đá vôi ) 0,25 Các phản ứng chính: - Tạo chất khử CO: 0,25 to C + O2  CO2 0,25 to CO2 + C  2 CO 0,25 - Khử oxit sắt: to 3CO + Fe2O3  2Fe + 3CO2 0,25 to hoặc 4 CO + Fe3O4  3 Fe + 4 CO2 - Tạo xỉ: to CaCO3  CaO + CO2 0,25 to CaO + SiO2  CaSiO3 0,25 b - Hàm lượng Fe trong gang: 100- 5 = 95 %. 0.25 Khối lượng Fe có trong 2 tấn gang: 2 . 95% = 1,9 (tấn) 0,25 232.1,9 440,8 0,25 Khối lượng Fe3O4 cần dùng để có 1,9 tấn Fe là: ( tấn). 168 168 0,25 0,25 73
4. Đề thi HSG cấp huyện môn Hóa học lớp 9 (25 đề + đáp án) Khối lượng quặng manhetit chứa 10% tạp chất: 440,8 . 100 = 4408 0,25 168 90 1512 0,25 (tấn) 0,25 Vì hiệu suất chỉ đạt 90% nên khối lượng quặng đã lấy là: 4408 . 100 ≈ 3,24 (tấn) 1512 90 IV 4.0 a Gọi a,b là số mol của RCln và BaCl2 có trong 2,665 gam mỗi phần Phần 1: RCln + n AgNO3 → R(NO3)n + n AgCl (1) 0.25 a an a an (mol) BaCl2 + 2 AgNO3 → Ba(NO3)2 + 2 AgCl (2) b 2b b 2b (mol) 0,25 5,74 nAgCl = = 0,04 mol  an + 2b = 0,04 143,5 0,25 Phần 2: BaCl2 + H2SO4 → BaSO4 + 2 HCl (3) b b mol 0,25 2RCln + nH2SO4 → R2(SO4)n + 2nHCl (4) 0,25 Từ phản ứng (3) cứ 1 mol BaCl2 chuyển thành 1 mol BaSO4 khối lượng muối tăng 25 gam. Từ phản ứng (4) cứ 2 mol RCln chuyển thành 1 mol R2(SO4) khối lượng tăng 12,5 n gam. Nhưng khối lượng X3 < m hỗn hợp muối ban đầu. Chứng tỏ (4) không xảy ra. → X3 là BaSO4 1,165 0,25 Số mol BaSO4 = = 0,005 mol  b = 0,005  an = 0,03. 233 mhh = a(MR + 35,5n) + 0,005. 208 = 2,665  aMR = 0,56 0,25 56 aMR / an = 0,56 / 0,03  MR = n 3 n 1 2 3 MR 18,7 37,3 56(Fe) 0,25 Vậy R là kim loại sắt Fe. Công thức hóa học của muối: FeCl3 b. số mol AgNO3 phản ứng theo PTHH (1), (2)=. 0,04 mol 0.25 số mol AgNO3 dư = 0,05 - 0,04 = 0,01 mol Dung dịch X2 gồm: Fe(NO3)3 ( 0,01 mol)  m Fe(NO3)3 = 0,01. 142 = 1,42 g 0,25 Ba(NO3)2 ( 0,005 mol)  m Ba(NO3)2 = 0,005. 261=1,305 g 0,25 AgNO3 dư (0,01 mol)  m AgNO3 = 0,01 . 170 = 1,7 g 0,25 200 0,25 mdd = + 100 - 5,74 =194,26 g 2 1,42 0,25 C% Fe(NO3)3 = .100% = 0,73% 194,26 1,305 0,25 C% Ba(NO3)2 = .100% = 0,671% 194,26 7,1 0,25 C% AgNO3 = .100% 0,875% 194,26 V 4.0 74
5. Đề thi HSG cấp huyện môn Hóa học lớp 9 (25 đề + đáp án) a. Gọi x, y là số mol Mg, Al phản ứng với Cl2 theo phương trình hoá học: to Mg + Cl2  MgCl2 0.25 x x mol to 2Al + 3Cl2  2AlCl3 y 3y/2 mol 0,25 Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: mA + mCl2 = mB  mCl2 = 41,3 - 12,9 = 28,4 g 28,4 0,25  nCl2 = 4,0 mol  x + 3y/2 = 0,4  2x + 3y = 0,8 (1) 71 Cho B vào dd HCl thấy có khí H2 thoát ra chứng tỏ kim loại còn dư 0,25 gọi a, b là số mol Mg, Al có trong B Mg + 2 HCl MgCl2 + H2 a a 0,25 2Al + 6 HCl 2 AlCl3 + 3 H2 b 3b/2 nH2 = a + 3b/2 0,25 to H2 + CuO  Cu + H2O khối lượng chất rắn giảm đi chính là khối lượng oxi trong CuO bị khử 0,25  mO = 20 - 16,8 = 3,2 gam pư 2,3 0,25 Theo PTHH nH2 = nCuO = nO = 2,0 mol 16 vì chỉ có 80% H2 tham gia phản ứng nên lượng H2 có trong V lít là 0,2.100 0,25mol  a + 3b/2 = 0,25 2a +3b = 0,5 (2) 0,25 80 Từ (1) và (2) ta có 2(a+x) + 3(b+ y) = 1,3 (4) trong hỗn hợp đầu nMg = (a + x), nAl = (b + y) 0,25 mhh = 24( a + x) + 27 (b +y) = 12,9 (5) Từ (4), (5) ta có hệ PT: 2(a+x) + 3(b+ y) = 1,3 24( a + x) + 27 (b +y) = 12,9 0,25 Giải hệ Pt ta được (a + x) = 0,2 ; ( b + y) = 0,3 mMg = 0,2 . 24 = 4,8 gam; mAl = 0,3 . 27 = 8,1 gam 8,4 1,8 0,25 % mMg = 100% 37,21% ; %mAl = 100% 62,79% 12,9 12,9 b Ta có: bđ pư nHCl = 0,5 . 1,2 = 0,6 mol , nHCl = 2 nH2 = 2. 0,25 = 0,5 mol 0,25 HCl dư. Trong dung dịch C 0,25 nMgCl2 = nMg = 0,2 mol nAlCl3 = nAl = 0,3 mol dư nHCl = 0,6 - 0,5 = 0,1 mol. 0,25 Nồng độ mol các chất trong C 2,0 3,0 1,0 0,25 CM MgCl2 = 4,0 M ; CM AlCl3 = 6,0 M ; CMHCl = 2,0 M 5,0 5,0 5,0 Hết 75