Đề thi học sinh giỏi cấp huyện môn Hóa học Lớp 9 - Năm học 2020-2021 - Phòng GD và ĐT Krông Ana (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi học sinh giỏi cấp huyện môn Hóa học Lớp 9 - Năm học 2020-2021 - Phòng GD và ĐT Krông Ana (Có đáp án)

1. ĐỀ CHÍNH THỨC PHÒNG GD&ĐT KRÔNG ANA KỲ THI HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN KHÓA NGÀY 30/01/2021 ĐỀ CHÍNH THỨC Đề thi môn: Hóa học 9 Thời gian làm bài: 150 phút (Đề thi gồm có 2 trang) Câu I (4,0 điểm): 1. Nhiệt phân CaCO3 một thời gian thu được chất rắn A và khí B. Hấp thụ hoàn toàn B vào dung dịch NaOH thu được dung dịch C. Dung dịch C tác dụng được với dung dịch BaCl 2 và dung dịch KOH. Khi cho chất rắn A tác dụng với dung dịch HCl (dư) lại có khí B thoát ra. Xác định các chất trong A, B, C và viết các phương trình hoá học xảy ra? 2. Trong phòng thí nghiệm lắp đặt bộ dụng cụ điều chế khí Cl2 như hình vẽ. a) Lựa chọn hóa chất thích hợp cho vào bình (1) và (2) để điều chế khí Cl 2. Viết hai phương trình phản ứng điều chế khí Cl2 trong phòng thí nghiệm? b) Khí Cl2 sinh ra thường có lẫn hiđro clorua và hơi nước. Hãy cho biết hóa chất trong các bình (3), (4) và vai trò của nó? Câu II (4,0 điểm): 1. Hỗn hợp X gồm bốn chất khí sau: CO 2, SO3, SO2 và H2. Trình bày phương pháp hoá học nhận ra sự có mặt của các khí trong hỗn hợp X. Viết các phương trình phản ứng xảy ra? 2. Dẫn từ từ đến dư khí CO2 vào dung dịch chứa 0,1 mol Ca(OH)2. Sự phụ thuộc của khối lượng kết tủa (y gam) vào thể tích khí CO2 tham gia phản ứng (x lit) được biểu diễn như đồ thị: Tính m? Câu III (4,0 điểm): 1. Có hỗn hợp gồm ba kim loại Na, Ba, Mg. Bằng phương pháp hóa học hãy tách riêng các kim loại ra khỏi hỗn hợp (khối lượng mỗi kim loại vẫn được bảo toàn). 2. Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm Fe và Mg bằng một lượng vừa đủ dung dịch HCl 20% thu được dung dịch Y. Biết nồng độ của MgCl2 trong dung dịch Y là 11,787%. a) Tính nồng độ phần trăm của muối sắt trong dung dịch Y?
2. b) Thêm từ từ dung dịch NaOH 10% vào dung dịch Y đến khi thu được lượng kết tủa lớn nhất. Tính nồng độ phần trăm của chất tan trong dung dịch thu được? Câu IV (4,0 điểm): 1. Cho kim loại X tác dụng với dung dịch chứa muối Y. Lựa chọn X, Y để sản phẩm phản ứng thỏa mãn hai trường hợp sau: a) Tạo ra chất khí và kết tủa trắng E. Sục CO 2 dư vào sản phẩm, kết tủa tan tạo dung dịch trong suốt. Nếu hòa tan kết tủa E vào dung dịch H 2SO4 loãng thì sẽ sinh ra kết tủa mới và có khí thoát ra. b) Tạo 2 chất khí. Cho dung dịch HCl vào dung dịch thu được thấy giải phóng khí F. Dẫn khí F vào nước vôi trong dư thấy nước vôi trong bị vẩn đục. Viết các phương trình phản ứng xảy ra? 2. Đốt cháy hoàn toàn 12 gam một muối sunfua kim loại M (có hóa trị II không đổi trong hợp chất), thu được chất rắn A và khí B. Hoà tan hết A bằng một lượng vừa đủ dung dịch H 2SO4 24,5% thu được dung dịch muối có nồng độ 33,33%. Làm lạnh dung dịch muối này thấy tách ra 15,625 gam tinh thể muối ngậm nước X, phần dung dịch bão hòa lúc này có nồng độ 22,54%. Xác định kim loại M và công thức hoá học muối tinh thể ngậm nước X? Câu V (4,0 điểm): 1. Trong quá trình bảo quản, một mẩu muối FeSO 4.7H2O (có khối lượng m gam) bị oxi hóa bởi oxi không khí tạo thành hỗn hợp X gồm các hợp chất của Fe(II) và Fe(III). Hòa tan toàn bộ X trong dung dịch loãng chứa 0,035 mol H 2SO4, thu được 100 ml dung dịch Y. Tiến hành hai thí nghiệm với Y: Thí nghiệm 1: Cho lượng dư dung dịch BaCl2 vào 20 ml dung dịch Y, thu được 2,33 gam kết tủa. Thí nghiệm 2: Thêm dung dịch H 2SO4 (loãng, dư) vào 20 ml dung dịch Y, thu được dung dịch Z. Nhỏ từ từ dung dịch KMnO4 0,03M vào Z đến khi phản ứng vừa đủ thì hết 18 ml. Tìm m và phần trăm số mol Fe(II) đã bị oxi hóa trong không khí? 2. Hòa tan hoàn toàn a gam kim loại M (có hóa trị không đổi) vào b gam dung dịch HCl thu được dung dịch D. Thêm 240 gam dung dịch NaHCO3 7% vào dung dịch D thì tác dụng vừa đủ với lượng HCl dư, thu được dung dịch E trong đó nồng độ phần trăm của NaCl và muối clorua kim loại M tương ứng là 2,5% và 8,12%. Thêm tiếp lượng dư dung dịch NaOH vào E sau đó lọc lấy kết tủa, rồi nung đến khối lượng không đổi thì thu được 16 gam chất rắn. Xác định kim loại M và nồng độ phần trăm của dung dịch HCl đã dùng. Hết Ghi chú: Học sinh được sử dụng bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học; Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm. Họ và tên học sinh: Số báo danh: Chữ ký giám thị 1 Chữ ký giám thị 2
3. KỲ THI HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN KHÓA NGÀY: 30/01/2021 Môn: HÓA HỌC ĐÁP ÁN VÀ BIỂU ĐIỂM Ý Câu trong Nội dung Điểm câu 1 (2.0) A: CaCO3, CaO; B: CO2; C: NaHCO3, Na2CO3 0,25 t 0 CaCO3  CaO + CO2 CO2 + NaOH → NaHCO3 CO2 + 2NaOH →Na2CO3 + H2O Mỗi pt Na2CO3 + BaCl2 → BaCO3 + 2HCl 0,25 2NaHCO3 + 2KOH → K2CO3 + Na2CO3 +2H2O I CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O CaO + 2HCl → CaCl2 + H2O 2 t0 0,5 a) MnO2 + 4HCl  MnCl2 + Cl2 + 2H2O (2.0) 0 0,5 2KMnO + 16HCl t 2MnCl + 2KCl+ 5Cl + 8H O 4 2 2 2 0,5 b) Bình (3) đựng dung dịch NaCl; bình (4) đựng H SO đặc 2 4 0,25 - Dung dịch NaCl để giữ HCl 0,25 - H2SO4 đặc để giữ hơi nước 1 - Lấy 1 mẫu khí X làm thí nghiệm: (2.0) - Bước 1: Dẫn hỗn hợp X qua bình đựng dung dịch BaCl2 (dư), nhận ra SO3 và loại bỏ được SO3. ptpư: SO3 + H2O + BaCl2 → BaSO4 ↓+ 2HCl (trắng) 0,5 - Bước 2: Dẫn hỗn hợp khí sau khi đi ra khỏi bình dung dịch BaCl 2 vào bình đựng dung dịch Br2 (dư), nhận ra và loại bỏ SO2. ptpư: SO2 + H2O + Br2 → H2SO4 + 2HBr (vàng) (không màu) 0,5 - Bước 3: Dẫn hỗn hợp khí sau khi đi ra khỏi bình dung dịch Br 2 vào bình đựng dung dịch nước vôi trong (dư) nhận ra và loại bỏ CO2. ptpư: CO + Ca(OH) → CaCO ↓+ H O II 2 2 3 2 (trắng) 0,5 - Bước 4: Khí còn lại dẫn qua ống sứ đựng CuO đun nóng nhận ra H2 ptpư: H2 + CuO → Cu + H2O (đen) (đỏ) 0,5 2 Các ptpư: (2.0) CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O (1) 0,25 CO2 + CaCO3 + H2O → Ca(HCO3)2 (2) 0,25 Gọi số mol CO2 tương ứng với thể tích V (lit) là a mol. + V V : chỉ xảy ra (1) CO2 0,25 n n a (mol) CO2 CaCO3 + V 7V : xảy ra (1) và (2); m 3m n 3a (mol) CO2 CaCO3 CaCO3 0,25
4. n (1) n 0,1(mol) 0,25 CO2 Ca(OH )2 0,25 n bị hòa tan = 0,1 – 3a (mol) = n (2) CaCO3 CO2 n (1,2) 0,1 0,1 3a 7a (mol) CO2 a = 0,02 0,25 m m 0,02.100 2 (gam) 0,25 CaCO3 1 - Cho hỗn hợp kim loại vào nước dư, sau khi phản ứng hoàn toàn, lọc lấy 0,25 (2,0) phần không tan ta được Mg. 2Na + 2H2O → 2 NaOH + H2 Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2 0,25 - Cho khí CO2 sục vào dung dịch nước lọc ở trên đến dư, tiếp tục đun nóng dung dịch hồi lâu, lọc lấy phần kết tủa BaCO3 tạo thành. 0,25 NaOH + CO2 → NaHCO3 Ba(OH)2 + 2CO2 → Ba(HCO3)2 t 0 0,25 Ba(HCO3)2  BaCO3 + H2O + CO2 - Hòa tan BaCO3 trong dung dịch HCl, cô cạn dung dịch thu lấy muối khan và đem điện phân nóng chảy ta được Ba 0,25 BaCO3 + 2HCl → BaCl2 + H2O + CO2 dpnc 0,25 BaCl2  Ba + Cl2 - Dung dịch còn lại cho tác dụng dung dịch HCl dư, cô cạn dung dịch thu 0,25 lấy muối khan và đem điện phân nóng chảy ta được Na Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2 ; dpnc 0,25 2NaCl  2Na + Cl2. 2 a) Mg + 2HCl → MgCl2 + H2  III (2.0) x 2x x x (mol) 0,25 Fe + 2HCl → FeCl2 + H2  y 2y y y (mol) 0,25 (2x 2y)36,5 m 100 (365x 365y ) (gam) dd HCl 20 0,25 m dd Y = 24x + 56y + 365x + 365y – (2x + 2y ) = ( 387x + 419y ) ( gam) Phương trình biểu diễn nồng độ % của MgCl2 trong dung dịch Y : 95x 11,787 giải ra x y 387x 419y 100 0,25 m 127y 127x ( gam) FeCl2 Vì nồng độ % tỷ lệ thuận với khối lượng chất tan trong dung dịch nên: 127x 0,25 C% 11,787 15,76 % FeCl2 95x b) Cho dung dịch Y tác dụng NaOH thì thu được dung dịch Z MgCl2 + 2NaOH → Mg(OH)2  + 2NaCl x 2x x 2x (mol) FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2  + 2NaCl y 2y y 2y (mol) 0,25
5. (2x 2y) 40 m = 100 (800x 800y) ( gam) dd NaOH 10% 10 m KT = (58x + 90y ) ( gam) 0,25 mdd Z 387x 419y 800x 800y (58x 90y) 1129(x + y) (gam) 58,5(2x 2y) 117 C%NaCl 100% 100% 10,36% 0,25 1129(x y) 1129 1 a) Ba + dung dịch Ba(HCO3)2 (2,0) Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2  Ba(OH)2 + Ba(HCO3)2 → 2 BaCO3  + 2 H2O CO2 + H2O + BaCO3 → Ba(HCO3)2 Mỗi pt BaCO3 + H2SO4 → BaSO4 + CO2 + H2O 0,25 b) Na + dung dịch (NH4)2CO3 2 Na + 2 H2O → 2 NaOH + H2  2 NaOH + (NH4)2CO3 Na2CO3 + 2 NH3  + 2 H2O 2 HCl + Na2CO3 → 2 NaCl + CO2  + H2O CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3  + H2O 2 a) Xác định kim loại M và công thức hoá học muối tinh thể ngậm nước X. (2.0) t0 0,25 2MS + 3O2  2MO + 2SO2 0,25 MO + H2SO4 → MSO4 + H2O 98 Cứ 1 mol H2SO4 hay .100 400 gam dung dịch H2SO4 hòa tan được 24,5 IV (M + 16) gam MO sinh ra (M + 96) gam MSO4 0,25 Khối lượng dung dịch thu được = (M + 16) + 400 = M + 416 (gam) M 96 C .100 33,33 M = 64 M là Cu 0,25 MSO4 M 416 12 n 0,125 n n n 0,25 CuS 96 CuO H2SO4 CuSO4 Khối lượng dung dịch bão hòa = 0,125.80 + 0,125.400 – 15,625 = 44,375 (gam) 0,25 44,375.22,54 Khối lượng CuSO4 còn laị trong dd bão hòa = 10 (gam) 100 10 Số mol CuSO4 còn laị trong dung dịch = = 0,0625 mol 160 Số mol CuSO4 đã tách ra = 0,125 – 0,0625 = 0,0625 mol Nếu công thức muối ngậm nước là CuSO .nH O 4 2 0,25 (160 + 18n).0,0625 = 15,625 n = 5 Công thức muối ngậm nước: CuSO .5H O 4 2 0,25 1 Dung dịch Y có chứa: FeSO4, Fe2(SO4)3, H2SO4. (2.0) Các ptpư: V H2SO4 + BaCl2 → BaSO4 + 2HCl (1) 0,25 0,007 0,007
6. FeSO4 + BaCl2 → BaSO4 + FeCl2 (2) 0,25 Fe2(SO4)3 + 3BaCl2 → 3BaSO4 + 2FeCl3 (3) 0,25 10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 → 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O (4) 0,25 2,7.10-3 5,4.10-4 0,035 n (20 ml dd Y) = 0,007 (mol) H2SO4 5 2,33 n 0,01 (mol) BaSO4 233 0,25 Bảo toàn gốc sunfat ta có n (2,3) n 0,01 0,007 0,003 BaSO4 FeSO4 .7H2O (mol) m 5.0,003.278 4,17 (gam) FeSO4 .7H2O 0,25 Từ (4) n (20 ml dd Y) = 2,7.10-3 (mol) FeSO4 n (bị oxi hóa) = 0,003 – 2,7. 10-3 = 3.10-4 (mol) 0,25 FeSO4 3.10 4 % (bị oxi hóa) = .100 10% 0,25 FeSO4 0,003 2 240.7 0,25 Số mol NaHCO3 = = 0,2 mol (2.0) 100.84 Gọi hóa trị M là a 2M + 2aHCl → 2MCla + aH2 (1) 0,25 NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O (2) 0,25 0,2 0,2 0,2 0,2 (mol) mNaCl = 0,2.58,5 = 11,7 gam 100 Khối lượng dung dịch E = . 11,7 = 468 (gam) 25 468.8,12 mMCl = 38 (gam) 0,25 a 100 Cho NaOH vào E rồi thu kết tủa đem nung diễn tiến theo chuỗi phản ứng: MCla → M(OH)a → M2Oa Chất rắn thu được là M2Oa khối lượng 16 gam Ta có sơ đồ 2MCla → M2Oa 0,25 38 16 528a 2. M = M 35,5a 2M 16a 44 0,25 Chọn a = 2 M = 24 M là Mg 38 n n 0,4 (mol) Mg MgCl2 95 m m m m m m ddHCl ddE CO2 H2 M ddNaHCO3 468 0,2.44 0,4.2 0,4.24 240 228(gam) 0,25 nHCl 0,4.2 0,2 1 (mol)
7. 1.36,5 C%HCl = .100 16% 228 0,25 Hướng dẫn chấm 1. Bài làm của học sinh đúng đến đâu cho điểm đến đó. 2. Học sinh có thể sử dụng kết quả câu trước làm câu sau. 3. Nếu thí sinh làm bài không theo cách nêu trong đáp án mà đúng vẫn cho điểm đủ từng phần như hướng dẫn, thang điểm chi tiết do tổ chấm thống nhất. 4. Việc chi tiết hoá thang điểm (nếu có) so với thang điểm trong hướng dẫn phải đảm bảo không sai lệch và đảm bảo thống nhất thực hiện trong toàn hội đồng chấm. 5. Tổng điểm toàn bài là 20. Điểm thành phần và tổng điểm không làm tròn.