Đang tải... (xem toàn văn)
UBND HUYỆN BẮC YÊN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỀ KIỂM TRA HỌC SINH GIỎI LỚP 9 NĂM HỌC 2021 2022 Môn Hoá học ( Thời gian 150 phút không kể thời gian giao đề ) Câu 1 (2 điểm) Hãy cân bằng các ph.
ĐỀ KIỂM TRA HỌC SINH GIỎI LỚP NĂM HỌC 2021- 2022 Mơn : Hố học ( Thời gian 150 phút không kể thời gian giao đề ) Câu : (2 điểm) Hãy cân phản ứng hóa học sau: a FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + H2O b Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NO + N2O + NH4NO3 + H2O c FexOy + HNO3(loãng) -> Fe(NO3)3 + NO + H2O d FeS2 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O Câu : (2 điểm) Viết phương trình phản ứng hồn thành sơ đồ chuyển hóa hóa học sau: Fe 2O3 →FeCl3→Fe2(SO4)3→FeSO4→Fe(NO3)3→Fe(NO3)2 →Fe(OH)2 → Fe2O3 →Fe3O4 →FeO →Fe a Hỗn hợp khí A gồm CO, H2, NH3, O2 có tỉ lệ thể tích tương ứng : : : 5,5 Hãy tính % thể tích, % khối lượng tỉ khối A so với H Biết thể tích hỗn hợp A 2,352 lít (đo điều kiện tiêu chuẩn) Câu 3: (2 điểm) Nung 25,28 gam hỗn hợp FeCO3 FexOy tới phản ứng hồn tồn, thu khí A 22,4 gam Fe2O3 chất rắn Cho khí A hấp thụ hoàn toàn vào 400 ml dung dịch Ba(OH)2 0,15M, 7,88 gam kết tủa Viết phương trình hóa học xảy Tìm cơng thức phân tử FexOy Câu 4: (2 điểm) Tính thể tích dung dịch H2SO4 98% (d = 1,83 g/cm3) cần dùng để pha 500ml dung dịch H2SO4 0,1M Nêu cách pha chế dung dịch Xác định lượng tinh thể natri sunfat ngậm nước (Na 2SO4.10H2O) tách làm nguội 1026,4 g dung dịch bão hòa 80oC xuống 10oC Biết độ tan Na2SO4 khan 80oC 28,3 g 10oC 9,0 g Câu 5: (2 điểm) Hỗn hợp X gồm Al2O3, Fe2O3, CuO Na2O Cho X vào nước dư, thu chất rắn A, dung dịch B Khi cho chất rắn A vào dung dịch NaOH dư thu chất rắn C dung dịch hỗn hợp E Cho dịng khí CO dư qua ống đựng chất rắn C thu chất rắn F Cô cạn E thu chất rắn H Cho từ từ dung dịch HCl dư vào B dung dịch D, cô cạn D chất rắn G Hãy lập luận, viết phản ứng hóa học xảy cho biết chất tương ứng với kí hiệu A, B, C, E, F, H, G thí nghiệm Có hỗn hợp gồm Al 2O3, CuO Dùng phương pháp hoá học để tách riêng chất khỏi hỗn hợp Câu 6: (2 điểm) Hãy nêu giải thích phương trình phản ứng tượng xảy thí nghiệm sau : a Cho từ từ (từng giọt) dung dịch HCl vào dung dịch hỗn hợp chứa KHCO Na2CO3 b Cho từ từ (từng giọt) dung dịch hỗn hợp chứa KHCO Na2CO3 vào dung dịch HCl c Cho hỗn hợp (X) gồm FeS, BaSO 3, CuO, FeS2 (có số mol nhau) vào dung dịch HCl dư Thu rắn A, khí B Cho khí B sục vào dung dịch Br2 dư Câu 7: (2 điểm) Hỗn hợp X gồm Al Fe xOy Nung m gam X điều kiện khơng có khơng khí (giả sử tạo Fe kim loại) Sau phản ứng thu hỗn hợp chất rắn Y Chia Y thành phần Phần 1: Cho tác dụng với dung dịch NaOH dư, sau phản ứng thu 1,68 lít khí 12,6 gam chất rắn Phần 2: Cho tác dụng với dung dịch H 2SO4 đặc nóng, dư Sau phản ứng thu 27,72 lít SO2 dung dịch Z có chứa 263,25 gam muối sunfat Biết phản ứng xảy hồn tồn, khí đo điều kiện tiêu chuẩn Viết phương trình phản ứng xảy Tìm m cơng thức FexOy Câu 8: (2 điểm) Chỉ dùng thêm hóa chất, nhận biết chất rắn: Al, FeO, BaO, Al 4C3, ZnO đựng lọ riêng biệt Viết phương trình hóa học xảy Viết phương trình phản ứng xảy dùng nước vôi dư để loại bỏ khí độc sau khỏi khơng khí bị nhiễm: Cl2, SO2, H2S, NO2 Câu 9: (2 điểm) Nung 13.4 gam muối cacbonnat kim loại M hoá trị II, thu 6,8 gam chất rắn khí A Cho A hấp thụ hết vào 75ml dd NaOH 1M dung dịch B Tính khối lượng muối dung dịch B Cho lượng bột CaCO3 tác dụng hoàn toàn với dung dịch HCl 32,85%, sau phản ứng thu dung dịch X nồng độ HCl cịn lại 24,195% Thêm vào X lượng bột MgCO3 khuấy cho phản ứng xảy hoàn toàn thu dung dịch Y nồng độ HCl cịn lại 21,11% Tính nồng độ % muối có dung dịch Y Câu 10 (2,0 điểm): Hoà tan a gam hỗn hợp kim loại R (hoá trị II) vào dung dịch HCl dung dịch X Để trung hoà vừa hết X cần dùng 64 gam NaOH 12,5% Phản ứng tạo dung dịch Y chứa 4,68% khối lượng NaCl 13,3% khối lượng RCl Cho tiếp lượng dư NaOH vào Y lọc kết tủa tạo thành, đem nung đến khối lượng không đổi 14 gam chất rắn Xác định tên kim loại R a Hình chứng minh tính chất vật lí khí hiđroclorua? b Giải thích tượng Hết Câu Ý (2đ) HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HSG LỚP Thời gian làm bài: 150 phút HDC có 05 trang Nội dung Cân phản ứng hóa học sau: a 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 7H2O b 19Al + 72HNO3 → 19Al(NO3)3 + 3NO + 3N2O + 3NH4NO3 + 30H2O → 3xFe(NO3)3 + (3x-2y)NO + (6x-y)H2O c 3FexOy + (12x-2y)HNO3(loãng) d 2FeS2 + 14H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 15SO2 + 14H2O Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O 2FeCl3 + 3Ag2 SO4→ Fe2(SO4)3 + 6AgCl ↓ Fe2(SO4)3+ Fe → 3FeSO4 3FeSO4 + 4HNO3→ Fe(NO3)3 + Fe2(SO4)3 + NO ↑ + 2H2O 2Fe(NO3)3 + Fe → 3Fe(NO3)2 Fe(NO3)2 + 2NaOH → 2NaNO3 + Fe(OH)2 ↓ t0 4Fe(OH)2 + O2 → 4H2O + 2Fe2O3 t 3Fe2O3 + CO → 2Fe3O4 + CO2 t0 Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2 t0 FeO + CO → Fe + CO2 2,352 = 0,105( mol ) 22, Kết hợp với tỉ lệ thể tích tương ứng tỉ lệ số mol Nên dễ dàng suy ra: Số mol CO: 0,01 mol → mCO = 0,01.28 = 0,28 gam H2: 0,02 mol → mH2 = 0,02.2 = 0,04 gam NH3: 0,02 mol → mNH3 = 0,02.17 = 0,34 gam O2: 0,055 mol → mO2 = 0,055.32 = 1,76 gam Vậy: * %V (CO) = 9,50% %m (CO) = 11,57% * %V (H2) = 19,04% %m (H2) = 1,65% * %V (NH3) = 19,04% %m (NH3) = 14,05% * %V (O2) = 52,38% %m (O2) = 72,72% MA 2, 42 = = 11,524 Tỉ khối hh (A) so với H2 là: d A / H = M H 2.0,105 Điểm 0,5 0,5 0,5 0,5 Mỗi PTHH 0,1 điểm Theo giả thiết, số mol hỗn hợp khí đktc: nhhA = (2đ) 0,5 0,5đ Có nFe2O3 = 0,14 mol; nBa (OH )2 = 0,06 mol; nBaCO3 = 0,04 mol Các phương trình hóa học xảy ra: t0 4FeCO3 + O2 → 2Fe2O3 + 4CO2 (1) 3x − y t0 2FexOy + O2 → xFe2O3 (2) CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O (3) 2CO2 + Ba(OH)2 Ba(HCO3)2 (4) Do số mol Ba(OH)2 > số mol BaCO3 nên có khả xảy ra: - Nếu Ba(OH)2 dư: Không xảy phản ứng (4) Theo (3): n CO2 = 0,04 mol => Lượng FexOy =25,28 - (0,04 116) = 20,64 gam => Số mol Fe2O3 tạo từ FexOy = 0,14 - 0,04/2 =0,12 mol => Số mol Fe: 0,24 mol; số mol oxi nguyên tử: 0,45 mol nO 0,45 = => = 1,875 > 1,5 => loại n Fe 0,24 - Nếu Ba(OH)2 không dư: Xảy phản ứng (4) Theo (3), (4) : n CO2 = 0,04+0,04 = 0,08 mol => Lượng FexOy =25,28 - (0,08 116) = 16,0 gam => Số mol Fe2O3 tạo (2) = 0,14 - 0,08/2 = 0,10 mol => oxi phản ứng (2): 0,0 mol => FexOy Fe2O3 v (ml ).1,83( g / ml ).(98 /100).(1/ 98) = 0,1M => v = 2, 73ml - Tính: CH SO4 = 0,5 (2đ) (2đ) (2đ) 0,5đ 0,75đ 0,75đ 0,5đ - Cách pha: Đong 2,73 ml dung dịch H2SO4 98%, Cho từ từ dung dịch H2SO4 đặc (theo thành bình, khuấy đều) vào khoảng 450 ml nước chứa bình có dung tích 1lít sau cho thêm nước vạch 500 ml 0,5đ Ở 80oC, 100 g nước hòa tan tối đa 28,3 g Na2SO4 tạo 128,3 g dung dịch Vậy 128,3 g dung dịch có 28,3 g Na2SO4 28,3 × 1026,4 = 226,4( g ) ⇒x= 1026,4 g xg 128,3 0,25 mH O = 1026,4 – 226,4 = 800 (g) Gọi a số mol Na2 SO4 tách khỏi dung dịch Na2SO4 Na2SO4 10H2O a mol 10a mol H2O Khối lượng H2O sau muối kết tinh là: ( 800 – 180a) g Ở 10oC , 100g H2O hòa tan tối đa 9,0 g Na2SO4 9,0 × (800 − 180a ) ( 800 – 180a) g yg => y = 100 Mặt khác lượng Na2SO4 cần hịa tan là: (226,4 – 142a) g 9,0 × (800 − 180a ) Ta có: = 226,4 – 142a 100 Giải ra: a ≈ 1,227 Khối lượng muối Na2SO4.10H2O kết tinh = 1,227 × 322 =395,09 (g) Vì chất rắn A cho vào dung dịch NaOH thu dung dịch E Chứng tỏ Al2O3 dư Các phản ứng hóa học xảy ra: * Cho X vào nước Na2O + H2O → 2NaOH (1) Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O (2) 0,25 0,25 0,25đ 2 (2đ) - Rắn A: Fe2O3, CuO Al2O3 - Dung dịch B: NaAlO2 * Cho A vào dung dịch NaOH: Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O (3) - Rắn C: Fe2O3, CuO - Dung dịch hỗn hợp E: NaAlO2 NaOH dư * Cho dịng khí CO dư qua C: CO + CuO → Cu + CO2 (4) 3CO + Fe2O3 → 2Fe + 3CO2 (5) - Rắn F thu gồm: Fe Cu kim loại * Cô cạn E thu rắn H: NaAlO2 NaOH khan * Cho dung dịch HCl dư vào B 4HCl + NaAlO2 → NaCl + AlCl3 + H2O (6) - Dung dịch D: NaCl, AlCl3, HCl dư * Cô can D thu rắn G: NaCl, AlCl3 Cho hỗn hợp vào dung dịch NaOH, có phản ứng Al 2O3, không phản ứng CuO Al2O3 + NaOH NaAlO2 + H2O Lọc lấy chất không tan thu CuO Sục CO2 dư vào dung dịch NaAlO2, thu kết tủa đem nung kết tủa nhiệt độ cao thu Al2O3 NaAlO2 + o CO2 + H2O NaHCO3 + Al(OH)3 t Al(OH)3 → Al2O3 + H2O Cho từ từ (từng giọt) dung dịch HCl vào dung dịch hỗn hợp chứa KHCO Na2CO3 Sau thời gian thấy có bọt khí Do có phản ứng: Na2CO3 + HCl → NaCl + NaHCO3 NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2 Cho từ từ (từng giọt) dung dịch hỗn hợp chứa KHCO Na2CO3 vào dung dịch HCl Ta thấy có bọt khí bay (do HCl ban đầu dư nhiều) Do pư xảy đồng thời: Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2 NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5đ 0,5đ 0,5 0,5 Cho hỗn hợp (X) gồm FeS, BaSO 3, CuO, FeS2 (có số mol nhau) vào dung dịch HCl dư Thấy có khí mùi trứng thối lẫn mùi sốc bay Đồng thời có kết tủa đen xuất Do có pư: FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S FeS2 + 2HCl → FeCl2 + H2S + S CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O BaSO3 + 2HCl → BaCl2 + H2O + SO2 0,5đ CuCl2 + H2S → CuS + 2HCl Kết tủa (A) đen lẫn vàng: CuS, S Khí (B) SO2, H2S Sục vào dung dịch Br2 dư thấy màu nâu bị nhạt màu Do có pư: SO2 + Br2 + 2H2O → 2HBr + H2SO4 0,5đ H2S + 4Br2 + 4H2O → 8HBr + H2SO4 Phản ứng nhiệt nhôm 2yAl + 3FexOy → yAl2O3 + 3xFe (1) Vì hỗn hợp sau phản ứng cho vào dung dịch NaOH có khí ra, chứng tỏ Al dư, FexOy hết (do phản ứng hoàn toàn) Phần 1: Cho vào dung dịch NaOH dư 2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2 (2) Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O (3) → Phần khơng tan Fe có khối lượng 12,6 gam 0,5đ Phần 2: Tác dụng với H2SO4 đặc, nóng dư 2Al + 6H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O Al2O3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2O 2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O Từ (2) nAl dư = 2/3nH2 = 0,05 mol nFe = 0,225 mol Vậy phần có Al2O3, 0,05 mol Al dư, 0,225 mol Fe (2đ) Giả sử phần có khối lượng gấp a lần phần (a > 0) Phần 2: Có Al2O3, 0,05a mol Al dư, 0,225a mol Fe Từ (4) (6) có phương trình SO2: (0,05a + 0,225a).3/2 = 1,2375 → a = Khi đó, khối lượng Al2(SO4)3 (5) = 263,25 – mAl2(SO4)3(4) – mFe2(SO4)3(6) = 102,6 gam → Số mol Al2(SO4)3 (5) = 0,3 mol = số mol Al2O3(5) Khối lượng phần = Khối lượng (Al2O3; Fe, Al) = 0,3.102 + 0,675.56 + 0,15.27 = 72,45 g Suy m = 72,45.4/3 = 96,6 gam Tìm CT oxit: Từ (1) ta có: 3x:y = 0,675:0,3 suy x:y = 3:4 CT oxit Fe3O4 * Lấy chất để nhận biết, cho nước vào mẫu thử - Mẫu thử tan có khí kết tủa keo trắng là: Al4C3 Al4C3 + 12H2O → 4Al(OH)3 + 3CH4 - Chất tan BaO BaO + H2O → Ba(OH)2 - Các chất không tan là: Al, FeO, ZnO * Cho chất rắn không tan vào dung dịch Ba(OH)2 vừa thu - Chất rắn tan, có bọt khí Al 2Al + Ba(OH)2 + 2H2O → Ba(AlO2)2 + 3H2 - Chất rắn tan, bọt khí ZnO ZnO + Ba(OH)2 → BaZnO2 + H2O - Chất cịn lại khơng tan FeO Các phản ứng hóa học xảy để loại bỏ khí độc nước vơi 2Ca(OH)2 + 2Cl2 → CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O Ca(OH)2 + SO2 → CaSO3 + H2O Ca(OH)2 + H2S → CaS + 2H2O 2Ca(OH)2 + 4NO2 → Ca(NO3)2 + Ca(NO2)2 + 2H2O, (2đ) (2đ) (4) (5) (6) - Gọi CT muối cacbonat MCO3 t0 Nung muối: MCO3 (r) → MO(r) + CO2 (k) - Áp dụng bảo toàn khối lượng: mCO2 = mMCO3 – mMO = 13,4 – 6,8 = 6,6 (gam) => nCO2 = 6,6:44 = 0,15 (mol); nNaOH = 0,075.1 = 0,075 (mol) - Phương trình hóa học: CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O (1) 0,0375 0,075 0,0375 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0.25đ 0.5đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,5đ CO2 + H2O + Na2CO3 → 2NaHCO3 (2) 0,1125 (dư) 0,0375 0,075 Khối lượng muối khan: mNaHCO3 = 0,075.84 = 6,3 (gam) Giả sử có 100 gam dung dịch HCl 32,85% khối lượng HCl 32,85 gam 32,85 nHCl= = 0,90 mol 36,5 - Gọi số mol CaCO3 x (mol) Phản ứng: CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2 (1) x 2x x x Từ (1) đề ra: nHCldư = (0,90 - 2x) mol Khối lượng dung dịch X sau phản ứng (1): 100 + 100x – 44x = (100 + 56x) gam (0,90 − x).36,5.100% Theo đề ra: C%HCl = = 24,195% => x = 0,1 mol 100 + 56 x Vậy sau p/ư (1) nHCl lại = 0,7mol - Cho MgCO3 vào dung dịch X, có p/ư: MgCO3 + 2HCl → MgCl2 + H2O + CO2 (2) y 2y y y Sau p/ư (2) nHCl dư = 0,7-2y Khối lượng dung dịch Y là: (105,6 + 84y - 44y) gam hay (105,6 + 40y) gam (0, − y ).36,5 Từ (2) đề ra: C%HCl Y= 100% = 21,11% => y = 0,04 mol 105, + 40 y Dung dịch Y chứa muối CaCl2, MgCl2 HCl dư: 0,1.111 100% = 10,35% 107,2 0,04.95 100% = 3,54% C%(MgCl2) = 107,2 0,5đ 0,25 0.25 0,25 C%(CaCl2) = 10 (2đ) 0.25 - Phương trình hóa học: R + 2HCl → RCl2 + H2 (1) 0,25 NaOH + HCl → NaCl + H2O (2) nNaOH = 0,2 mol ⇒ nNaCl = 0,2mol; mNaCl = 11,7g 11,7.100 % mNaCl = 4,68% ⇒ mdd = = 250 (g) 0,25 4,68 33,25 13,3.250 mRCl = 100 = 33,25(g)⇒ nRCl = R + 71 0,25 - Cho NaOH dư vào: RCl2 + 2NaOH → R(OH)2↓ + 2NaCl (3) R(OH)2→ RO + H2O (4) 33,25 33,25 nRO= nR(OH) = nRCl = R + 71 ⇒ (R + 16) R + 71 = 14 ⇒ R = 24 ⇒ R Mg 0,25 (Magie) Hình nói lên tính tan tốt nước khí HCl 0,5 Do HCl tan nhiều nước nên làm cho số phân tử khí bình giảm, dẫn đến 0,5 áp suất bình giảm so với áp suất bên Nên nước chậu phun lên theo ống vuốt Với tập:Học sinh làm cách khác cho điểm tối đa Với lý thuyết:Học sinh viết sai cơng thức, phương trình khơng cơng nhận, khơng tính điểm Học sinh khơng cân thiếu điều kiện phản ứng trừ ½ điểm phương trình ... Giải thích tượng Hết Câu Ý (2đ) HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HSG LỚP Thời gian làm bài: 150 phút HDC có 05 trang Nội dung Cân phản ứng hóa học sau: a 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4... H2O + CO2 (1) x 2x x x Từ (1) đề ra: nHCldư = (0,90 - 2x) mol Khối lượng dung dịch X sau phản ứng (1): 100 + 100x – 44x = (100 + 56x) gam (0,90 − x).36,5.100% Theo đề ra: C%HCl = = 24,195% => x... Cách pha: Đong 2,73 ml dung dịch H2SO4 98%, Cho từ từ dung dịch H2SO4 đặc (theo thành bình, khuấy đều) vào khoảng 450 ml nước chứa bình có dung tích 1lít sau cho thêm nước vạch 500 ml 0,5đ Ở 80oC,
