Đề thi học sinh giỏi cấp thành phố môn Hóa học Lớp 9 - Năm học 2015-2016 - 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 9 - Năm học 2015-2016 - 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 : 22.3.2016 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 HCl là 1 axit vô cơ mạnh có nhiều ứng dụng trong thực tế như: tẩy gỉ thép, sản xuất các hợp chất vô cơ và các hợp chất hữu cơ Trong phòng thí nghiệm người ta điều chế và thu khí HCl bằng 1 trong các phương pháp như các hình vẽ bên dưới. Em hãy chọn phương pháp thu khí HCl đúng nhất và giải thích lí do chọn phương pháp đó? Viết 2 phương trình phản ứng điều chế HCl trong công nghiệp? 1.2. Viết phương trình phản ứng xảy ra khi sục khí CO2 vào: - dung dịch KOH dư; - dung dịch chứa BaCO3; - dung dịch Ba(OH)2 dư; - dung dịch KAlO2. 1.3. A là một oxit kim loại có màu đen. A tan trong dung dịch HCl tạo muối B. A tan 0 trong dung dịch HNO3 loãng (t ), tạo muối D và khí NO. Từ B tác dụng dung dịch 0 HNO3 loãng (t ) cho D. Xác định A,B,D và viết các phương trình phản ứng xảy ra ? Câu 2: (6 điểm) 2.1. Trình bày phương pháp hóa học tinh chế Al2O3 ra khỏi hỗn hợp chứa Al2O3,Fe2O3 và CuO. 2.2. Không dùng thêm hóa chất nào khác, bằng phương pháp hóa học hãy phân biệt các dung dịch sau đựng trong các lọ riêng biệt bị mất nhãn là: HCl, NaOH, Ba(OH)2, K2CO3 , MgSO4. 0 2.3. Cho 4,96 gam CuSO4 khan vào 28 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 6,4 gam CuSO4 khan. Xác định công thức phân tử của tinh thể muối CuSO4 0 kết tinh (biết độ tan của CuSO4 ở t C là 40 gam). 1
2. Câu 3: (4 điểm) 3.1. Tiến hành 2 thí nghiệm sau: - Thí nghiệm 1: Cho a gam Fe vào V ml dung dịch HCl 1M, kết thúc thí nghiệm, cô cạn sản phẩm thu được 3,1 gam chất rắn. - Thí nghiệm 2: Cho a gam Fe và b gam Mg vào V ml dung dịch HCl 1M, kết thúc thí nghiệm, cô cạn sản phẩm thu được 3,34 gam chất rắn và thấy giải phóng 0,448 lít khí H2 (đktc). Tính a và b ? 3.2. A là hỗn hợp 2 oxyt của hai kim loại. Cho CO dư đi qua 1,965 gam A nung nóng, sau phản ứng thu được chất rắn A1 và khí A2. Dẫn A2 qua dung dịch Ba(OH)2 dư, thu được 2,955 gam kết tủa. Cho A1 phản ứng với dung dịch H2SO4 10%, sau phản ứng (không có khí thoát ra), thu được dung dịch A3 chỉ chứa 1 chất tan có nồng độ 11,243% và còn lại 0,96 gam một chất rắn không phản ứng. Xác định các chất trong A và tính phần trăm khối lượng của chúng? Câu 4: (5 điểm) 4.1. Viết các phương trình phản ứng xảy ra ( ghi rõ điều kiện nếu có) khi cho - Etylen, axetilen, benzen phản ứng với H2 dư - Axetilen phản ứng với dung dịch AgNO3 trong dung dịch NH3 dư. 4.2. Cho m gam khí anken (X) (hidro cacbon mạch hở, có chứa 1 liên kết đôi) làm mất màu vừa đủ 150 ml dung dịch Br2 1M, kết thúc phản ứng bình brom tăng 4,2 gam. a. Tính m và lập CTPT của anken (X). b. Trùng hợp (X) (điều kiện có đủ) thu được x gam polime. Viết phương trình phản ứng trùng hợp và tính x biết hiệu suất trùng hợp là 80%. 4.3 Đốt cháy hoàn toàn hydrocacbon A (khí, điều kiện thường) thì trong hỗn hợp sản phẩm cháy thu được CO2 chiếm 76,52% khối lượng. - Tìm CTPT của A. - A có 2 đồng phân là A1 và A2 biết A1 có khả năng tạo sản phẩm có tính đàn hồi, A2 phản ứng với dung dịch AgNO3 trong NH3 cho kết tủa. Xác định CTCT A1 và A2. HẾT Cho khối lượng nguyên tử của các nguyên tố: H = 1; C = 12; O =16; Mg=24; Al = 27; S = 32; Cl=35,5; Ca = 40; Fe = 56; Cu=64 ; Ag=108 ; 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 24-03-2015 Môn : HOÁ HỌC Thời gian làm bài : 150 phút , không kể thời gian phát đề Câu 1: (5 điểm) 1.1 HCl là 1 axit vô cơ mạnh có nhiều ứng dụng trong thực tế như: tẩy gỉ thép, sản xuất các hợp chất vô cơ và các hợp chất hữu cơ Trong phòng thí nghiệm người ta điều chế và thu khí HCl bằng 1 trong các phương pháp như các hình vẽ bên dưới. Em hãy chọn phương pháp thu khí HCl đúng nhất và giải thích lí do chọn phương pháp đó? Viết 2 phương trình phản ứng điều chế HCl trong công nghiệp? 1.2. Viết phương trình phản ứng xảy ra khi sục khí CO2 vào: - dung dịch KOH dư; - dung dịch chứa BaCO3; - dung dịch Ba(OH)2 dư; - dung dịch KAlO2. 1.3. A là một oxit kim loại có màu đen. A tan trong dung dịch HCl tạo muối B. A tan trong dung 0 0 dịch HNO3 loãng (t ), tạo muối D và khí NO. Từ B tác dụng dung dịch HNO3 loãng (t ) cho D. Xác định A,B,D và viết các phương trình phản ứng xảy ra ? Câu1 HƯỚNG DẪN CHẤM Điểm 1.1 Chọn đúng phương pháp thu khí HCl trong phòng thí nghiệm là phương pháp 1 đ 2đ đẩy không khí, hình 2. Giải thích là do khí HCl nặng hơn không khí, không tác dụng với không khí và 1 đ tan nhiều trong nước Phương trình điều chế HCl: NaCl tt + H2SO4 đ NaHSO4 + HCl H2 + Cl2 2HCl 1.2 CO2 + 2KOH K2CO3 + 2H2O 0,5đ 2đ CO2 + BaCO3 + H2O Ba(HCO3)2 0,5đ CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + 2H2O 0,5đ CO2 + KAlO2 + 2H2O Al(OH)3 + KHCO3 0,5đ 1.3 A là FeO; B là FeCl2; D là Fe(NO3)3 0,25đ 1đ FeO + 2HCl FeCl2 + H2O 0,25đ 3FeO + 10HNO3 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O 0,25đ 3FeCl2 + 4HNO3 2FeCl3 + Fe(NO3)3 + NO + 2H2O 0,25đ 3
4. Câu 2: (6 điểm) 2.1. Trình bày phương pháp hóa học tinh chế Al2O3 ra khỏi hỗn hợp chứa Al2O3,Fe2O3 và CuO. 2.2. Không dùng thêm hóa chất nào khác, bằng phương pháp hóa học hãy phân biệt các dung dịch sau đựng trong các lọ riêng biệt bị mất nhãn là: HCl, NaOH, Ba(OH)2, K2CO3 , MgSO4. 0 2.3. Cho 4,96 gam CuSO4 khan vào 28 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 6,4 gam CuSO4 khan. Xác định công thức phân tử của tinh thể muối CuSO4 kết tinh (biết độ 0 tan của CuSO4 ở t C là 40 gam). Câu2 HƯỚNG DẪN CHẤM Điểm 2.1 Cho hỗn hợp rắn vào dung dịch NaOH dư, lọc bỏ phần rắn không tan 0,5đ 2đ Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O Dung dịch lọc chứa NaAlO2 và NaOH dư 0,25đ Sục khí CO2 dư vào dung dịch lọc, lấy kết tủa rửa sạch và nung đến khối lượng không đổi ta được Al2O3. 0,5đ CO2 + NaOH NaHCO3 0,5đ CO2 + NaAlO2 + 2H2O Al(OH)3 + NaHCO3 t0 2Al(OH)3  Al2O3 + 3H2O. 0,25đ 2.2 Trích mẫu thử, đánh số thứ tự và tiến hành thí nghiệm. 2đ Cho lần lượt các mẫu thử tác dụng với nhau, quan sát hiện tượng. Ta có bảng thí nghiệm: HCl NaOH Ba(OH)2 K2CO3 MgSO4 HCl  CO2 NaOH  Mg(OH)2 Ba(OH)2  BaCO3  BaSO4 K2CO3  CO2  BaCO3  MgCO3 MgSO4  BaSO4  MgCO3 Mg(OH)2 Mg(OH)2 Mẫu thử nào cho kết quả ứng với 1 => HCl Mẫu thử nào cho kết quả ứng với 1 => NaOH Mẫu thử nào cho kết quả ứng với 2 => Ba(OH)2 Mẫu thử nào cho kết quả ứng với 2 và 1 => K2CO3 Mẫu thử nào cho kết quả ứng với 3 => MgSO4 Các PTHH: 2HCl + K2CO3 2KCl + H2O + CO2 2NaOH + MgSO4 Na2SO4 + Mg(OH)2 Ba(OH)2 + K2CO3 BaCO3 + 2KOH Ba(OH)2 + MgSO4 Mg(OH)2 + BaSO4 K2CO3 + MgSO4 MgCO3 + K2SO4 Kẻ bảng nêu hiện tượng : 1đ; Viết các phtr : 1đ ( mỗi phương trình 0,25đ) 2.3. Đặt công thức muối là CuSO4.nH2O 0,25đ 2đ 28.40 0,25đ Khối lượng CuSO4 trong 28 gam dung dịch : = 8 gam 140 0 ở t C ta có: 140 gam dung dịch có chứa 40 gam CuSO4 (28 + 4,96 - m) gam dung dịch có chứa (8+ 4,96 – 6,4) gam CuSO4 m=10g 0,5đ Khi nung muối ta có: 0,25đ CuSO4.nH2O CuSO4 + nH2O 6,4 0,5đ m H2O = 10 – 6,4 = 3,6 .18n 3,6 160 n=5 Vậy muối là:CuSO4.5H2O 0,25đ 4
5. Câu 3: ( 4 điểm): 3.1. Tiến hành 2 thí nghiệm sau: - Thí nghiệm 1: Cho a gam Fe vào V ml dung dịch HCl 1M, kết thúc thí nghiệm, cô cạn sản phẩm thu được 3,1 gam chất rắn. - Thí nghiệm 2: Cho a gam Fe và b gam Mg vào V ml dung dịch HCl 1M, kết thúc thí nghiệm, cô cạn sản phẩm thu được 3,34 gam chất rắn và thấy giải phóng 0,448 lít khí H2 (đktc). Tính a và b ? 3.2. A là hỗn hợp 2 oxyt của hai kim loại. Cho CO dư đi qua 1,965 gam A nung nóng, sau phản ứng thu được chất rắn A1 và khí A2. Dẫn A2 qua dung dịch Ba(OH)2 dư, thu được 2,955 gam kết tủa. Cho A1 phản ứng với dung dịch H2SO4 10%, sau phản ứng (không có khí thoát ra), thu được dung dịch A3 chỉ chứa 1 chất tan có nồng độ 11,243% và còn lại 0,96 gam một chất rắn không phản ứng. Xác định các chất trong A và tính phần trăm khối lượng của chúng? Câu HƯỚNG DẪN CHẤM Điểm 3.1 Xét thí nghiệm 1: Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (1) 0,25đ 2đ 3,1 Giả sử Fe hết, rắn là FeCl2 mol Fe=mol FeCl2 = 0,024 (mol) 0,25đ 127 Xét thí nghiệm 2: mol H2 = 0,02 mol HCl phản ứng = 0,04 0,25đ Mg + 2HCl MgCl2 + H2 (2) Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (3) Để hòa tan hết a gam Fe và b gam Mg thì mol HCl > 2.0,024 = 0,048 > 0,04. 0,25đ Vậy ở thí nghiệm 2, HCl hết. mol HCl ban đầu = 0,04 Theo (1), rắn gồm FeCl2 0,02 và Fe dư mFe dư = 3,1 – 127.0,02 =0,56 gam 0,5đ a = 56.0,02 + 0,56 = 1,68 gam. Xét thí nghiệm 2: BTKL a + b = 3,34 – 71.0,02 = 1,92 gam 0,5đ b = 1,92 – 1,68 = 0,24 gam 3.2 Vì A1 tác dụng với dung dịch H2SO4 10% không có khí thoát ra và còn lại 0,96 2đ gam chất rắn, nên trong A1 không có kim loại tác dụng với H2SO4. Đồng thời 0,5đ trong hai oxyt kim loại ban đầu phải có một oxit không tác dụng với CO Giả sử oxit ban đầu phản ứng với CO là X2On và oxit không phản ứng với CO là Y2Om Ta có: X2On + nCO nCO2 + 2X a na 2a CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O na na na = 0,015 (1) 0,5đ Theo giả thuyết 2Ma = 0,96 (gam) (2) (1) và (2) M=32n; M: Cu - Khi cho A1 tác dụng với H2SO4 loãng ta có: Y2Om + mH2SO4 Y2(SO4)m + mH2O b mb b 100 Khối lượng dung dịch A3: (2MY + 16m).b + 98mb. 10 Khối lượng muối sau : (2MY +96m) (2M 96m).b Theo giả thuyết ta có: Y = 0,11243 0,5đ (2M 16m)b 980mb Y 0,5đ MY = 9m Y: Al. Vậy A chứa Al2O3 và CuO. Ta có: a= 0,015 (mol); %CuO = 61,06% %Al2O3 = 38,94% 5
6. Câu 4: (5 điểm) 4.1. Viết các phương trình phản ứng xảy ra ( ghi rõ điều kiện nếu có) khi cho - Etylen, axetilen, benzen phản ứng với H2 dư. - Axetilen phản ứng với dung dịch AgNO3 trong dung dịch NH3 dư. 4.2. Cho m gam khí anken (X) (hidro cacbon mạch hở, có chứa 1 liên kết đôi) làm mất màu vừa đủ 150 ml dung dịch Br2 1M, kết thúc phản ứng bình brom tăng 4,2 gam. a. Tính m và lập CTPT của anken (X). b. Trùng hợp (X) (điều kiện có đủ) thu được x gam polime. Viết phương trình phản ứng trùng hợp và tính x biết hiệu suất trùng hợp là 80%. 4.3 Đốt cháy hoàn toàn hydrocacbon A (khí, điều kiện thường) thì trong hỗn hợp sản phẩm cháy thu được CO2 chiếm 76,52% khối lượng. - Tìm CTPT của A. - A có 2 đồng phân là A1 và A2 biết A1 có khả năng tạo sản phẩm có tính đàn hồi, A2 phản ứng với dung dịch AgNO3 trong NH3 cho kết tủa. Xác định CTCT A1 và A2. Câu HƯỚNG DẪN CHẤM Điểm 4.1. Ni,t0 0,25đ C2H4 + H2  C2H6 1đ 0 0,25đ C H + 2H Ni,t C H 2 2 2 2 6 0,25đ C H + 3H C H 6 6 2 6 12 0,25đ C2H2 + 2AgNO3 + 2NH3 C2Ag2 + 2 NH4NO3 4.2. mol Brom = 0,15 (mol); 0,25đ 2đ phản ứng CnH2n + Br2 CnH2nBr2 0,25đ 0,15 0,15 0,15 (mol) Độ tăng bình brom là khối lượng CnH2n : m= m CnH2n = 4,2 (gam) 0,5đ 4,2 M = = 28; 14n=28 n=2 CTPT C2H4 0,18 0,25đ Phản ứng trùng hợp t0 ,P,xt 0,25đ nCH2=CH2  -(CH2-CH2)-n k= 4,2.80% = 3,36 gam 0,5đ 4.3. Đặt công thức A là CxHy 0,25đ 2đ CxHy + (x + y/4)O2 xCO2 + y/2 H2O 44x 76,52 x 2 Ta có 9y 100 76,52 y 3 0,5đ 0,25đ Vậy CTN là (C H ) , Vì A là khi điều kiện thường nên số C 4 2 3 n 0,25đ 2n 4 n 2 n= 1 CTPT C H loại 2 3 0,25đ n= 2 CTPT C4H6 (nhận). A1 có khả năng tạo sản phẩm có tính đàn hồi nên A1 là: CH2=CH-CH=CH2 0,25đ A2 phản ứng với dung dịch AgNO3/NH3 cho kết tủa A2 là CH3-CH2-CCH 0,25đ 6