Đề thi học sinh giỏi cấp thành phố môn Hóa học Lớp 8 - Năm học 2016-2017 - Sở GD và ĐT Thành phố Hồ Chí Minh (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi học sinh giỏi cấp thành phố môn Hóa học Lớp 8 - Năm học 2016-2017 - Sở GD và ĐT Thành phố Hồ Chí Minh (Có đáp án)

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 CẤP THÀNH PHỐ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHÓA THI NGÀY : 20.3.2017 Môn thi : HOÁ HỌC Đề thi chính thức Thời gian làm bài : 150 phút Đề thi có 2 trang (không kể thời gian phát đề) Câu 1: (5 điểm) 1.1 Một nhóm học sinh đi tham quan du lịch động Phong Nha - Kẻ Bàng. Các bạn thực sự ngạc nhiên khi được nhìn thấy những hang động nơi đây. Bức ảnh dưới đây là một trong những hang động mà các bạn đã đến. Có một bạn hỏi: Hang động này rất đẹp nhưng không biết những thạch nhũ này được hình thành như thế nào nhỉ ? Em hãy đưa ra lời giải đáp giúp bạn nhé. 1.2. Chọn 6 chất rắn khác nhau mà khi cho 6 chất đó lần lượt tác dụng với dung dịch HCl cho 6 khí thoát ra khác nhau. Viết các phương trình phản ứng minh họa. 1.3. Hỗn hợp A gồm K2O và Al2O3. Cho A vào nước, kết thúc phản ứng thu được dung dịch B. Cho từ từ CO2 vào dung dịch B cho đến dư, thu được kết tủa D. Nung D trong không khí ta được chất rắn E. Viết các phương trình phản ứng xảy ra. Câu 2: (6 điểm) 2.1. Cho các dữ liệu sau : Nhiệt độ, 0OC 00C 100C 200C 500C 700C 900C Độ tan của NaCl g /100 gam nước 35,6 35,7 35,8 37,5 37,5 38,5 Độ tan của KCl g /100 gam nước 28.5 32 34.7 48,3 48,3 53,8 Hãy trình bày cách tách riêng từng chất ra khỏi hỗn hợp gồm NaCl và KCl. 2.2. Bằng phương pháp hóa học hãy nhận biết các dung dịch riêng biệt trong các trường hợp sau: a. dd AlCl3 và dd NaOH (không dùng thêm hóa chất). b. dd NaOH 0,1M và dd Ba(OH)2 0,1 M (chỉ dùng thêm HCl, ống đong và phenolphtalein). 0 2.3. Cho 5 gam CuSO4 khan vào 200 gam dung dịch CuSO4 bão hòa ở t C đã làm cho m gam muối kết tinh lại. Nung m gam tinh thể muối kết tinh đó đến khối lượng không đổi, được 5,92 CuSO4 khan. Xác định công thức phân tử của tinh thể muối CuSO4 kết tinh (biết độ tan 0 của CuSO4 ở t C là 28,5 gam). 1
2. Câu 3: (4 điểm) 3.1. Hỗn hợp A gồm 2 muối cacbonat : CaCO3 và RCO3. Cho 5,97 gam A vào lọ chứa 200 mL dung dịch H2SO4, sau phản ứng thu được 0,672 lít khí CO2, chất rắn B và dung dịch C. Cô cạn dung dịch C thu được 2,72 gam chất rắn khan D. Nung B thu được 0,448 lít CO2 và chất rắn E. (Các thể tích khí đo ở đktc). a. Tính nồng độ mol/lit của dung dịch H2SO4. b. Tính khối lượng B và E. c. Cho tỷ lệ mol của CaCO3 và RCO3 trong hỗn hợp là 4:1. Xác định R. 3.2. Hỗn hợp A: Mg, Al, Fe. - Cho 4,39 gam hỗn hợp A tác dụng với dung dịch NaOH dư, thu được 1,68 lít khí (đktc). Mặt khác cho 4,39 gam A vào dung dịch HCl dư, kết thúc phản ứng thu được 3,024 lít H2 (đktc) và dung dịch B. Cho dung dịch B tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc lấy kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đỗi thu được m gam rắn. Tính m và phần trăm khối lượng các kim loại trong A. - Cho x gam A vào dung dịch CuSO4 dư, kết thúc phản ứng lấy phần rắn hòa tan vào dung dịch HNO3 loãng, dư thì thu được 13,44 lít NO (đktc). Tính x. Câu 4: (5 điểm) 4.1. Bằng phương pháp hóa học hãy trình bày cách nhận biết các khí đựng trong các bình mất nhãn: CH4, C2H4 và C2H2. 4.2. Hỗn hợp X gồm ankan A (CnH2n+2) và ankin B (CmH2m-2), có số nguyên tử H bằng nhau. Đốt cháy hoàn toàn 3,36 lít (đktc) hỗn hợp X, rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy vào bình nước vôi trong lấy dư thấy bình tăng 25,7 gam và có 40 gam kết tủa. a. Tìm công thức A và B. b. Viết công thức cấu tạo A,B. Biết B có khả năng phản ứng với dd AgNO3/NH3. 4.3. Hỗn hợp khí A gồm 0,2 mol axetylen (C2H2); 0,6 mol H2; 0,1 mol vinyl axetylen (HC≡C-CH=CH2). Nung nóng hỗn hợp A một thời gian với xúc tác Ni, thu được hỗn hợp B có tỉ khối hơi so với hỗn hợp A là 1,5. Nếu cho 0,15 mol hỗn hợp B sục từ từ vào dung dịch brom (dư) thì có m gam Br2 phản ứng. Tính giá trị m. HẾT Cho khối lượng nguyên tử của các nguyên tố: H = 1; C = 12; O =16; Mg=24; Al = 27; S = 32; Ca = 40; Fe = 56; Cu=64 ; Br =80; Ba = 137. Học sinh không được phép sử dụng bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học và bảng tính tan. Họ và tên: Số báo danh: 2
3. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤ M TP HỒ CHÍ MINH KỲ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 CẤP THÀNH PHỐ KHÓA THI NGÀY 20-03-2017 Môn : HOÁ HỌC Câu 1: (5 điểm) 1.1 Một nhóm học sinh đi tham quan du lịch động Phong Nha-Kẻ Bàng. Các bạn thực sự ngạc nhiên khi được nhìn thấy những hang động nơi đây. Bức ảnh dưới đây là một trong những hang động mà các bạn đã đến. Có một bạn hỏi: Hang động này rất đẹp nhưng không biết những thạch nhũ này được hình thành như thế nào nhỉ ? Em hãy đưa ra lời giải đáp giúp bạn nhé. 1.2. Chọn 6 chất rắn khác nhau mà khi cho 6 chất đó lần lượt tác dụng với dung dịch HCl cho 6 khí thoát ra khác nhau. Viết các phương trình phản ứng minh họa. 1.3. Hỗn hợp A gồm K2O và Al2O3. Cho A vào nước, kết thúc phản ứng thu được dung dịch B. Cho từ từ CO2 vào dung dịch B cho đến dư, thu được kết tủa D. Nung D trong không khí ta được chất rắn E. Viết các phương trình phản ứng xảy ra. Câu HƯỚNG DẪN CHẤM Điểm 1 1.1 Giải thích rõ sự tạo thành thạch nhũ gồm 2 quá trình: 2đ + Phá hủy đá vôi CaCO3 do tác dụng của nước mưa có hòa tan CO2 tạo ra muối 1 đ Ca(HCO3)2 tan: CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2 + Sự phân hủy Ca(HCO3)2 theo các kẽ nứt chảy xuống các vòm hang và bị 1 đ phân hủy tạo thành thạch nhũ: Ca(HCO3)2 → CaCO3 ↓ + CO2 + H2O 1.2 Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 0,25đ 1,5đ FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S 0,25đ Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2 + H2O 0,25đ Na2SO3 + 2HCl → 2NaCl + SO2 + H2O 0,25đ MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O 0,25đ CaC2 + 2HCl → CaCl2 + C2H2 0,25đ 1.3 K2O + 2H2O → 2KOH 0,5đ 1,5đ Al2O3 + 2KOH → 2KAlO2 + H2O CO2 + 2KOH → K2CO3 + H2O 0,75đ CO2 + K2CO3 + H2O → 2KHCO3 CO2 + KAlO2 + 2H2O → Al(OH)3 + KHCO3 3
4. 2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O 0,25đ Câu 2: (6 điểm) 2.1. Cho các dữ liệu sau : Nhiệt độ, 0OC 0 10 20 50 70 90 Độ tan của NaCl g/100 gam nước 35,6 35,7 35,8 37,5 37,5 38,5 Độ tan của KCl g/100 gam nước 28.5 32 34.7 48,3 48,3 53,8 Hãy trình bày cách tách riêng từng chất ra khỏi hỗn hợp gồm NaCl và KCl 2.2. Bằng phương pháp hóa học hãy nhận biết các dung dịch riêng biệt trong các trường hợp sau: - dd AlCl3 và dd NaOH (không dùng thêm hóa chất) - dd NaOH 0,1M và dd Ba(OH)2 0,1 M (chỉ dùng thêm HCl, ống đong và phenolphtalein). 0 2.3. Cho 5 gam CuSO4 khan vào 200 gam dung dịch CuSO4 bão hòa ở t C đã làm cho m gam muối kết tinh lại. Nung m gam tinh thể muối kết tinh đó đến khối lượng không đổi, được 5,92 CuSO4 khan. Xác định công thức phân tử của tinh thể muối CuSO4 kết tinh (biết độ tan 0 của CuSO4 ở t C là 28,5 gam). Câu HƯỚNG DẪN CHẤM Điểm 2 2.1 Vì độ tan của KCl thay đổi nhiều theo nhiệt độ so với NaCl, nên ta dùng 1 đ 2đ phương pháp kết tinh để tách chúng ra. Cho hỗn hợp 2 muối NaCl và KCl vào dung dịch NaCl bão hòa đun nóng, rồi 1 đ để nguội KCl sẽ tách ra, làm nhiều lần ta tách riêng được KCl và NaCl 2.2 Lấy 2 dung dịch đánh số (1), (2). Cho từ từ (1) vào (2) 2đ Nếu xuất hiện kết tủa sau một thời gian mới tan thì (1) là NaOH và (2) là AlCl3 AlCl3 + 3NaOH Al(OH)3 + 3NaCl Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + H2O Nếu xuất hiện kết tủa lắc lên tan ngay, sau đó không tan nửa thì (1) là AlCl3 và 1đ (2) là NaOH: AlCl3 + 3NaOH Al(OH)3 + 3NaCl Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + H2O AlCl3 + 3NaAlO2 + 6H2O 4Al(OH)3 3NaCl Lấy ống đong, đong 2 dung dịch NaOH và Ba(OH)2 đều có thể tích là V. Cho PP vào và đánh số (1),(2). Lần lượt cho dd HCl vào 2 ống (1),(2) đến khi hết màu hồng thì dừng, ghi nhận ở ống 1 là V1 lít HCl, ống (2) là V2 lít HCl Nếu V1> V2 ống (1) là Ba(OH)2 còn ống (2) là NaOH Nếu V1< V2 ống (1) là NaOH còn ống (2) là Ba(OH)2. 1đ Giải thích: NaOH + HCl NaCl + H2O 0,1V 0,1V Ba(OH)2 + 2HCl BaCl2 + 2H2O 0,1V 0,2V 2.3. Đặt công thức muối là CuSO4.nH2O 2đ Khối lượng CuSO4 trong dung dịch ban đầu là : = 44,357 (gam) 0,5đ 0 ở t C ta có : 128,5 gam dung dịch có chứa 28,5 gam CuSO4 (200 + 5 – m ) gam (44,357 + 5 – 5,92) gam CuSO4 0,75đ m =9,16 gam. Do sai số nên các em có thể giải ra m =9,25 (gam) Khi nung muối ta có CuSO4.nH2O CuSO4 + nH2O 0,75đ m H2O = 9,16 – 5,92 = 3,24 (gam) = 3,24 n  5 CT là CuSO4.5H2O. Câu 3: ( 4 điểm): 3.1. Hỗn hợp A gồm 2 muối cacbonat : CaCO3 và RCO3. Cho 5,97 gam A vào lọ chứa 200 mL dung dịch H2SO4, sau phản ứng thu được 0,672 lít khí CO2, chất rắn B và dung dịch C. Cô 4
5. cạn dung dịch C thu được 2,72 gam chất rắn khan D. Nung B thu được 0,448 lít CO2 và chất rắn E. (Các thể tích khí đo ở đktc) a. Tính nồng độ mol/lit của dung dịch H2SO4. b. Tính khối lượng B và E. c. Cho tỷ lệ mol của CaCO3 và RCO3 trong hỗn hợp là 4:1. Xác định R. 3.2. Hỗn hợp A: Mg, Al, Fe - Cho 4,39 gam hỗn hợp A tác dụng với dung dịch NaOH dư, thu được 1,68 lít khí (đktc). Mặt khác cho 4,39 gam A vào dung dịch HCl dư, kết thúc phản ứng thu được 3,024 lít H2 (đktc) và dung dịch B. Cho dung dịch B tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc lấy kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được m gam rắn. Tính m và phần trăm khối lượng các kim loại trong A. - Cho x gam A vào dung dịch CuSO4 dư, kết thúc phản ứng lấy phần rắn hòa tan vào dung dịch HNO3 loãng, dư thì thu được 13,44 lít NO (đktc). Tính x. Câu HƯỚNG DẪN CHẤM Điểm 3.1 CaCO3 a mol; RCO3 b mol. 2đ Các phản ứng : CaCO3 + H2SO4 CaSO4 + CO2 + H2O (1) 0,25đ RCO3 + H2SO4 RSO4 + CO2 + H2O (2) (1),(2) mol H2SO4 = mol CO2 = 0,03 Vì chất rắn sau nung cho CO2, nên H2SO4 hết [H2SO4]==0,15 (M) 0,5đ BTKL ta có: mA + m H2SO4 = mB + m CO2 + m H2O + mD mB = 5,97 + 98.0,03 – 44.0,03 -18.0,03 – 2,72 = 4,33 (gam). 0,75đ mD = mB – m CO2 = 4,33 – 44.0,02 = 3,45 (gam) Theo giả thuyết a= 4b và a + b = 0,05 a =0,04 ; b=0,01. 100.0,04 + M.0,01 = 5,97 M =197 R=137 (Ba) 0,5đ 3.2 Mg: x(mol); Al: y (mol); Fe: z (mol) 2đ Các phản ứng : Cho vào dd NaOH Al + NaOH + H2O → NaAlO2 + 3/2 H2 (1) 0,25đ y 3y/2 3x/2 = 0,075 y = 0,05 (mol). Cho vào dung dịch HCl: Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 (2) Al + 3HCl → AlCl3 + 3/2H2 (3) 0,25đ Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (4) Ta có : x + 3y/2 + z = 0,135 ( ) Giả thuyết : 24x + 27y + 56z = 4,39 () x = 0,01; z = 0,05; %Mg = 5,46%; %Al = 30,75%; %Fe = 63,79%. 0,25đ Cho B vào dung dịch NaOH dư, các phản ứng MgCl2 + 2NaOH → Mg(OH)2 + 2NaCl AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3 + 3NaCl 0,5đ Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 +2H2O FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2NaCl Mg(OH)2 → MgO + H2O 2Fe(OH)2 + 1/2 O2→ Fe2O3 + 2H2O Rắn gồm MgO (0,01 mol); Fe2O3 (0,025 mol) 0,25đ m rắn = 40.0,01 + 160. 0,025 = 4,4 Các phản ứng : 0,5đ Mg + CuSO4 MgSO4 + Cu 5
6. 2Al + 3CuSO4 Al2 (SO4)3 + 3Cu Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu 3Cu + 8HNO3 3Cu + 2NO + 4H2O Cho 4,39 gam A vào CuSO4 dư, rồi lấy rắn cho vào dung dịch HNO3 dư, thì thu được mol NO là: số mol Cu = 0,01 + 3/2 0,05 + 0,05 = 0,135 số mol NO = 2/3 mol Cu = 0,09 (mol) Theo giả thuyết 4,39 gam A cho 0,09 mol NO x gam A 0,6 mol NO x = = 29,27 (gam) Câu 4: (5 điểm) 4.1. Bằng phương pháp hóa học hãy trình bày cách nhận biết các khí đựng trong các bình mất nhãn: CH4, C2H4 và C2H2. 4.2. Hỗn hợp X gồm ankan A (CnH2n+2) và ankin B (CmH2m-2), có số nguyên tử H bằng nhau. Đốt cháy hoàn toàn 3,36 lít (đktc) hỗn hợp X, rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy vào bình nước vôi trong lấy dư thấy bình tăng 25,7 gam và có 40 gam kết tủa. a. Tìm công thức phân tử A và B. b. Viết công thức cấu tạo (dạng thu gọn) A,B. Biết B có khả năng phản ứng với dd AgNO3/NH3. 4.3 Hỗn hợp khí A gồm 0,2 mol axetylen (C2H2); 0,6 mol H2; 0,1 mol vinyl axetylen (HC≡C-CH=CH2 ). Nung nóng hỗn hợp A một thời gian với xúc tác Ni, thu được hỗn hợp B có tỉ khối hơi so với hỗn hợp A là 1,5. Nếu cho 0,15 mol hỗn hợp B sục từ từ vào dung dịch brom (dư) thì có m gam Br2 phản ứng. Tính giá trị m. Câ HƯỚNG DẪN CHẤM Điểm u 4.1. Cho lần lượt các khí đi qua dung dịch AgNO3/NH3, khí nào tạo kết tủa vàng nhạt 0,5đ 1đ là C2H2. C2H2 + 2AgNO3 + 2NH3 C2Ag2 + 2NH4NO3 Cho 2 khí còn lại đi qua dung dịch brôm, khí làm mất màu dung dịch brom là 0,5đ C2H4, còn lại là khí metan. C2H4 + Br2 C2H4Br2 4.2. Đặt công thức A: CnH2n+2 ; B CmH2m-2 ta có m - n =2 ( ) 0,25đ 2đ Phản ứng cháy: CnH2n+2 + (3n+1)/2 O2 nCO2 + (n+1)H2O (1) a na (na + a ) 0,25đ CmH2m-2 + (3m-1)/2 O2 mCO2 + (m-1)H2O (2) b mb (mb - b ) Sản phẩm cháy là CO2 x mol ; H2O y mol Cho vào bình Ca(OH)2 có phản ứng CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O Độ tăng bình là CO2 và H2O 0,5đ Ta có 44x + 18 y = 25,7 x = 0,4 (mol) ; y = 0,45 (mol) Theo (1),(2) có na + mb = 0,4 na + mb + a- b = 0,45 a = 0,1 b = 0,05 0,25đ a + b = 0,15 2n + m = 8 () Từ ( ),() ta có n=2 ; m=4; CT A: C2H6 ; B: C4H6 0,25đ CTCT A : CH3-CH3; B CH3-CH2-CCH 0,5đ 4.3. mA= mB = 26.0,2 + 2.0,6 + 52.0,1 = 11,6 0,5đ 2đ nA = 0,9 mol ; DB/A = = 1,5 nB= 0,6 (mol). 6
7. Độ giảm số mol hỗn hợp chính là số mol H2 phản ứng = 0,9- 0,6 = 0,3 (mol) Vì phản ứng với H2 và Br2 như nhau ta đặt công thức chung cho H2 và Br2 là X2 Các phản ứng : C2H2 + 2X2 → C2H2X4 0,2 0,4 HC≡C-CH=CH2 + 3X2→X2HC-CX2-CHX-CH2X 1đ 0,1 0,3 Tổng số mol X2 là 0,7 mol, mà khi phản ứng với H2 số mol là 0,3. Vậy phản ứng với Br2 số mol là 0,4. Ta có 0,6 mol B phản ứng cần 0,4 mol Br2 0,5đ 0,15 mol B phản ứng cần x mol Br2 x = 0,1 mol m= 160.0,1 =16 (gam). 7