Đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh môn Hóa học Lớp 9 - Năm học 2017-2018 - Sở GD và ĐT Quảng Nam (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh môn Hóa học Lớp 9 - Năm học 2017-2018 - Sở GD và ĐT Quảng Nam (Có đáp án)

1. SỞ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO KỲ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9 CẤP TỈNH TỈNH QUẢNG NAM NĂM HỌC 2017-2018 Môn thi : HÓA HỌC ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian : 150 phút (không tính thời gian giao đề) (Đề thi có 02 trang) Ngày thi : 17/4/2018 Câu 1. (3,5 điểm) 1. (1 điểm) Nêu hiện tượng, viết các phương trình phản ứng xảy ra khi cho khí SO 2 lội chậm qua các dung dịch : a. Ba(OH)2 b. K2Cr2O7 + H2SO4 c. Fe2(SO4)3 d. KMnO4 2. (1,5 điểm) Hợp chất Z được tạo bởi 2 nguyên tố M và R có công thức M aRb, trong đó R chiếm chiếm 6,667% về khối lượng. Trong hạt nhân nguyên tử M có n = p + 4, còn trong hạt nhân của R có n’ = p’, trong đó n, p, n’, p’ là số nơtron và proton tương ứng của M và R. Biết rằng tổng số hạt proton trong phân tử Z bằng 84 và (a + b) = 4. Tìm công thức phân tử của Z. 3. (1điểm) Nêu phương pháp hóa học có thể dùng để loại các chất sau: a. SO2, NO2, HF trong khí thải công nghiệp. b. Cl2 làm bẩn không khí trong phòng thí nghiệm. Câu 2. (4,5 điểm) 1. (1,5 điểm) Có 4 chất rắn : Na 2O, P2O5, MgO, Al2O3, chỉ được dùng thêm nước và quỳ tím, hãy nêu cách phân biệt từng chất. 2. (2 điểm) Cho BaO vào dung dịch H2SO4 loãng, thu được kết tủa A và dung dịch B. Cho Al dư vào dung dịch B thu được dung dịch D và khí H 2. Dung dịch D tác dụng với dung dịch Na2CO3 xuất hiện kết tủa E. Viết các phương trình phản ứng xảy ra và xác định E. 3. (1 điểm) Viết công thức cấu tạo của CO 2 và SO2, trên cơ sở đó hãy so sánh và giải thích nhiệt độ hóa lỏng và khả năng hòa tan trong nước của hai chất này. Nêu cách tinh chế CO2 có lẫn SO2 và hơi H2O. Câu 3. (5,0 điểm) 1. (1,5 điểm) Hỗn hợp khí X gồm CH 4, C2H2 có tỷ khối hơi đối với H 2 bằng 11,75. Trộn V lít X với V 1 lít hidrocacbon Y được 107,5 gam hỗn hợp khí Z. Trộn V 1 lít X với V lít hidrocacbon Y được 91,25 gam hỗn hợp khí F. Biết V1 – V = 11,2 lít, các khí đều đo ở đktc. Xác định Y 2. (1,5 điểm) Viết các phương trình phản ứng theo các sơ đồ sau, ghi rõ điều kiện phản ứng nếu có (1) (2) (3) (4) (5) (6) CO2 (C6H10O5)n C6H12O6 C2H5OH CH3COOC2H5 CH3COONa CH4 3. (2 điểm) Polime X chứa 38,4 % Cacbon, 56,8 % Clo và còn lại hydro về khối lượng. a. Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo của X và gọi tên. Cho biết trong thực tế polime X dùng để làm gì? Trang 1
2. b. Khi clo hóa X ta thu được một loại tơ clorin chứa 66,77 % clo về khối lượng. Giả thiết rằng hệ số polime hóa n không thay đổi sau phản ứng. Hỏi có trung bình bao nhiêu mắc xích trong phân tử X thì có một mắc xích bị clo hóa? Câu 4. (3,5 điểm) 1. (1,5 điểm) Hòa tan a gam một ôxit sắt vào dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được khí SO2 duy nhất. Trong thí nghiệm khác, sau khi khử hoàn toàn a gam ôxit sắt đó bằng CO ở nhiệt độ cao rồi hòa tan lượng sắt tạo thành bằng H 2SO4 đặc nóng dư thì thu được lượng khí SO 2 nhiều gấp 9 lần lượng khí SO 2 ở thí nghiệm trên. Viết phương trình phản ứng xảy ra trong hai thí nghiệm trên và xác định công thức của ôxit sắt. 2. (2 điểm) Cho 7,02 gam hỗn hợp gồm Al và hai kim loại kiềm thổ thuộc hai chu kỳ kế tiếp nhau vào dung dịch HCl dư thu được 6,496 lít khí (đktc). Nếu lấy riêng lượng Al trong hỗn hợp đó đem cho vào dung dịch NaOH dư thì thu được V lít khí (đktc). Biết 3,136 < V < 3,584, các phản ứng xảy ra hoàn toàn. a.Tìm hai kim loại kiềm thổ. b.Cho V = 3,36 lít, tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu. Câu 5. (3,5 điểm) 1. (2,25 điểm) Chọn các chất X 1, X2, X3, X4, X5, X6 thích hợp và hoàn thành phương trình hóa học sau: (1) X1 + X2 Na2SO4 + BaSO4 + CO2 + H2O (2) X1 + X3 Na2SO4 + BaSO4 + CO2 + H2O (3) FeSO4 + X4 Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O (4) X2 + X5 BaCO3 + H2O (5) X2 + X6 BaCO3 + CaCO3 + H2O (6) X1 + X5 (dư ) BaSO4 + NaOH + H2O 2.(1,25 điểm) Có nhiều vụ tai nạn giao thông xảy ra do người lái xe uống rượu. Hàm lượng rượu trong máu người lái xe không được vượt quá 0,05%. Để xác định hàm lượng đó người ta chuẩn độ C2H5OH bằng K2Cr2O7 trong môi trường axit H2SO4, khi 2- 3+ ấy Cr2O7 bị khử thành Cr còn C2H5OH bị ôxi hóa thành axit axetic. Khi chuẩn độ 25,0 gam huyết tương máu của một người lái xe cần dùng 20,0 ml K 2Cr2O7 0,01M. Nếu người ấy lái xe thì có hợp pháp hay không. Tại sao? (Giả thiết trong thí nghiệm trên chỉ riêng C2H5OH tác dụng với K2Cr2O7). HẾT (Cho nguyên tử khối : H=1; O=16; Cr=52; Al=27; Mg=24; Ca=40; S=32; K=39; C=12; Ba=137; Fe=56; Cl=35,5) Thí sinh không được sử dụng Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Họ và tên thí sinh Số báo danh .Phòng thi . SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI HSG LỚP 9 CẤP TỈNH TỈNH QUẢNG NAM MÔN: HÓA HỌC - NĂM HỌC 2017 – 2018 Trang 2
3. HƯỚNG DẪN CHẤM CHÍNH THỨC (có 04 trang) Câu 1 : 3,5 điểm ĐÁP ÁN ĐIỂM 1.1 (1 điểm) : Nêu hiện tượng, viết các phương trình phản ứng xảy ra khi cho khí SO2 lội chậm qua các dung dịch : a) Ba(OH)2 : SO2 + Ba(OH)2 BaSO3  + H2O (trắng) BaSO3 + SO2 + H2O Ba(HSO3)2 0,125 Hiện tượng : có kết tủa sau đó kết tủa tan dần. 0,125 b) K2Cr2O7 + H2SO4 : 3SO2 + K2Cr2O7 + H2SO4 Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O 0,125 Hiện tượng : dung dịch màu da cam chuyển thành màu xanh. 0,125 c) Fe2(SO4)3 : SO2 + Fe2(SO4)3 + 2H2O 2FeSO4 +2 H2SO4 0,125 Hiện tượng : màu vàng của dung dịch biến mất. 0,125 d) dd KMnO4 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O 2MnSO4 + K2SO4 + 2H2SO4 0,125 Hiện tượng : màu tím của dung dịch nhạt dần và biến mất. 0,125 1.2 (1,5 điểm) : Hợp chất Z : MaRb. Số khối của M : p + n = 2p + 4. Số khối của R : p’ + n’ = 2p’. 0,25 %R 6,667 1 2bp' 1 Theo đề bài : 0,25 %M 93,33 14 (2p 4)a 14 14bp’ = a(p + 2) (1) Mặt khác : ap + bp’ = 84. (2) a + b = 4 (3) 0,25 Nếu a = 1; b = 3 p’ = 86/45 (loại) Nếu a = 2; b = 2 Từ (1), (2) p’ = 44/15 (loại) Nếu a = 3; b = 1 p’ = 6; p = 26 (chọn) 0,25 Vậy M có số khối là : 2p + 4 = 56 M là Fe R có số khối là : 2p’ = 12 R là C 0,25 Công thức phân tử của Z là Fe3C 0,25 1.3 (1 điểm) : a) Dẫn khí thải công nghiệp qua nước vôi trong thì các chất khí gây ô 0,25 nhiễm bị giữ lại Ca(OH)2 + SO2 CaSO3 + H2O 0,125 2Ca(OH)2 + 4NO2 Ca(NO2)2 + Ca(NO3)2 + 2H2O 0,125 Ca(OH)2 + 2HF CaF2 + 2H2O 0,125 b) Phun NH3 lỏng hoặc khí vào không khí bị nhiễm Cl2 0,25 3Cl2 + 8NH3 N2 + 6NH4Cl 0,125 Câu 2 : 4,5 điểm ĐÁP ÁN ĐIỂM Trang 3
4. 2.1 (1,5 điểm) : - Lấy mỗi chất một ít đựng vào các ống nghiệm riêng biệt rồi hòa tan các chất vào nước 0,125 - Chất nào tan được là P2O5 và Na2O. 0,125 Na2O + H2O 2NaOH 0,25 P2O5 + 3H2O 2H3PO4 0,25 - Cho quỳ tím vào hai dung dịch vừa thu được Nếu quỳ tím hóa xanh thì chất hòa tan là Na2O. 0,125 Nếu quỳ tím hóa đỏ thì chất hòa tan là P2O5. 0,125 - Lấy dung dịch NaOH cho tác dụng với hai chất không tan là Al 2O3 và MgO, chất nào tan là Al2O3, chất nào không tan là MgO 0,25 Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O 0,25 2.2 (2 điểm) : BaO + H2SO4 BaSO4  + H2O 0,25 Vì dung dịch B tác dụng với Al giải phóng khí H 2 suy ra trong dung dịch B có axit hoặc kiềm. - Trường hợp dung dịch B có kiềm : BaO dư + H2O Ba(OH)2 0,25 2Al + Ba(OH)2 + 2H2O Ba(AlO2)2 + 3H2  0,25 Ba(AlO2)2 + Na2CO3 2NaAlO2 + BaCO3  0,25 Vậy E là BaCO3. 0,25 - Trường hợp dung dịch B có axit : H2SO4 dư 2Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2  0,25 Al2(SO4)3+3Na2CO3+3H2O 3Na2SO4+ 2Al(OH)3  +3CO2  0,25 Vậy E là Al(OH)3. 0,25 2.3 (1 điểm) : Công thức cấu tạo CO2 : O C O 0,125 S S 0,125 O O Công thức cấu tạo SO2 : O O hoặc - CO2 là phân tử không phân cực, còn SO 2 là phân tử có cực. Vì vậy 0,25x2 nhiệt độ hóa lỏng của SO 2 cao hơn CO2 và SO2 dễ tan trong dung môi phân cực như H2O, còn CO2 khó tan trong nước - Để tinh chế CO 2 có lẫn khí SO 2, H2O: dẫn hỗn hợp khí đi qua một 0,25 trong các chất sau : dung dịch Br 2, dung dịch KMnO4, dung dịch H2S, dung dịch Na2CO3 (dùng dư). Sau đó làm khô khí CO2 bằng H2SO4 đặc hoặc P2O5. Câu 3 : 5 điểm ĐÁP ÁN ĐIỂM 3.1 (1,5 điểm) : Gọi a, b lần lượt là số mol của CH4, C2H2 có trong hỗn hợp X. _ M = 2.11,75 = 23,50 _ 16a 26b M 23,5 b = 3a. 0,25 a b CH 4: a Trong V lít hỗn hợp X có C H : b 3a 2 2 0,25 Vì V1 – V = 11,2 Trong V1 lít có chứa nY = 4a + 0,5 0,25 mZ = 16a + 26.3a + MY(4a + 0,5) = 107,5 (1) Trang 4
5. CH 4: a 0,125 0,25 Trong V1 lít X có C2H 2 : 3a 0,375 V lít Y có n = 4a 0,25 Y 0,25 mF = 16(a + 0,125) + 26(3a + 0,375) + MY.4a = 91,25 (2) Từ (1) và (2) MY = 56. Vậy Y là C4H8. 3.2 (1,5 điểm) : 0,25x6 clorofom,¸nhs¸ng 6nCO2 + 5nH2O  (C6H10O5)n + 6nO2  H ,t 0 (C6H10O5)n + nH2O  nC6H12O6 men(250 C 300 C) C6H12O6  2C2H5OH + 2CO2 o H2SO4 ,t C2H5OH + CH3COOH  CH3COOC2H5 + H2O t 0 CH3COOC2H5 + NaOH  CH3COONa + C2H5OH CaO,t 0 CH3COONa + NaOH  CH4 + Na2CO3 3.3 (2 điểm) : a) %H = 100 – 38,4 – 56,8 = 4,8% 0,25 Đặt công thức của X : CxHyClz 38,4 4,8 56,8 x : y : z : : 2 : 3:1 0,25 12 1 35,5 Vì X là polime nên công thức phân tử của X là (C2H3Cl)n. 0,25 Công thức cấu tạo : (-CH2-CHCl-)n poli(vinylclorua) 0,25 Trong thực tế X được dùng làm vật liệu điện, ống dẫn nước, vải che 0,25 mưa, da giả. b) Gọi n là số mắt xích – CH2-CHCl- trung bình phản ứng với một phân tử clo. (-CH2-CHCl-)n + Cl2 C2nH3n-1Cln+1 + HCl. 0,25 35,5(n +1).100 0,25 %Cl = = 66,77 62,5n + 34,5 n = 2. 0,25 Câu 4 : 3,5 điểm ĐÁP ÁN ĐIỂM 4.1 (1,5 điểm) : Đặt công thức của oxit sắt là FexOy. 2FexOy + (6x-2y)H2SO4 xFe2(SO4)3+(3x-2y)SO2+ (6x-2y)H2O. 0,5 t 0 FexOy + yCO  xFe + yCO2 0,25 t 0 0,25 2Fe + 6H2SO4  Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O Số mol SO2 ở thí nghiệm 1 là (3x-2y).a/2 Số mol SO2 trong thí nghiệm 2 là 3ax/2 3ax 9(3x 2y).a x 3 0,25 2 2 y 4 0,25 Công thức của oxit sắt là Fe3O4 4.2 (2 điểm) : a) Gọi M là hai kim loại kiềm, x, y lần lượt là số mol của Al và M 2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 0,25 x 3x/2 M + 2HCl MCl2 + H2 y y 0,25 Trang 5
6. 3x/2 + y = 0,29 (1) Al + NaOH + H2O NaAlO2 + 3/2H2 0,125 x 3x/2 0,25 0,14 < 3x/2 < 0,16 0,13 < y < 0,15. Mặt khác 27x + M y = 7,02 (2) 0,125 27(0,29 – y).2/3 + M y = 7,02 0,125 y = 1,8/(M -18) 0,13 < 1,8/(M -18) < 0,15 30 < M < 31,85 Vậy hai kim loại kiềm thổ là Mg và Ca 0,25 b) Khi V = 3,36 thì x = 0,1; y = 0,14. Gọi a, b là số mol của Mg và Ca. 0,125 a + b = 0,14 24a + 40b + 27.0,1 = 7,02 a = 0,08; b = 0,06 0,25 mAl =2,7; mMg = 1,92; mCa = 2,4. 0,25 Câu 5 : 3,5 điểm ĐÁP ÁN ĐIỂM 5.1 (2,25 điểm) : Các chất X1 là NaHSO4, X2 là Ba(HCO3)2, X3 là BaCO3, X4 là H2SO4, X5 là 0,75 Ba(OH)2, X6 là Ca(OH)2, Ba(HCO3)2 + 2NaHSO4 Na2SO4 + BaSO4+ 2CO2 + 2H2O 0,25x6 BaCO3 + 2NaHSO4 Na2SO4 + BaSO4 + CO2 + H2O 2FeSO4 + 2H2SO4 Fe2(SO4)3 + SO2 + 2H2O Ba(HCO3)2 + Ba(OH)2 2BaCO3 + 2H2O Ba(HCO3)2+ Ca(OH)2 BaCO3 + CaCO3 + 2H2O NaHSO4 + Ba(OH)2 dư BaSO4 + NaOH + H2O 5.2 (1,25 điểm) : 3C2H5OH+2K2Cr2O7+8H2SO4 3CH3COOH+2K2SO4+2Cr2(SO4)3+11H2O 0,5 Hoặc 2- + 3+ 3C2H5OH + 2Cr2O7 + 16H 3CH3COOH + 4Cr + 11H2O Số mol K2Cr2O7 = 0,002 mol Số mol C2H5OH = 0,0003 mol. 0,25 Vậy % khối lượng rượu có trong 25 gam huyết tương: 0,0003.46 0,25 %m 100 0,0552% 0,05% C2H5OH 25 Lượng rượu trong máu vượt quá lượng cho phép nên người ấy lái xe 0,25 không hợp pháp. (Học sinh giải cách khác, nếu đúng vẫn cho điểm tối đa) Trang 6