PHÒNG GD & ĐT THANH CHƯƠNG ĐỀ THI CHỌN HSG CẤP HUYỆN VÀ ĐỘI TUYỂN DỰ THI HSG TỈNH NĂM HỌC: 2011 – 2012. Môn thi: HÓA HỌC 9 Thời gian: 150 phút (Không kể thời gian giao đề) Câu 1.( 2 điểm) Cho sơ đồ chuyển hóa của nguyên tố Fe (mỗi mũi tên là 1 phản ứng hóa học): Fe Fe 2 (SO 4 ) 3 FeCl 3 Fe Fe(OH) 3 Fe 2 O 3 Fe(OH) 3 a. Hãy chỉ ra những chỗ đúng, sai, hoặc thiếu chính xác ở sơ đồ chuyển hóa trên và giải thích vì sao? b. Từ đó hãy chọn hóa chất, điều kiện (ở trên dấu mũi tên) thích hợp và viết PTHH thực hiện dãy chuyển hóa đúng. Câu 2 . (2 điểm) a. Chỉ được dùng thêm 2 hóa chất tự chọn. Bằng phương pháp hóa học hãy phân biệt 5 chất bột chứa trong 5 lọ mất nhãn gồm: Mg(OH) 2 , Al 2 O 3 , Ca(NO 3 ) 2 , Na 2 CO 3 , KOH. b. Hãy trình bày phương pháp hóa học để tách từng chất ra khỏi hỗn hợp gồm BaCO 3 , CuO NaCl, CaCl 2 sao cho khối lượng không thay đổi. Câu 3. (2 điểm) a. Trình bày nguyên tắc, nguyên liệu, các phản ứng chính xảy ra trong quá trình luyện gang. b. Tính khối lượng quặng manhetit (chứa 10% tạp chất trơ) cần dùng để sản xuất được 2 tấn gang chứa 5% cacbon. Biết hiệu suất quá trình đạt 90%. Câu 4 . (2 điểm) Hòa tan 5,33 gam hỗn hợp 2 muối RCl n và BaCl 2 vào nước được 200 gam dung dịch X. Chia X thành 2 phần bằng nhau: Phần 1: Cho tác dụng với 100 g dung dịch AgNO 3 8,5% thu được 5,74 g kết tủa X 1 và dung dịch X 2 . Phần 2: Cho tác dụng với dung dịch H 2 SO 4 loãng, dư thu được 1,165 gam kết tủa X 3 . a. Xác định tên kim loại R và công thức hóa học RCl n . b. Tính nồng độ % các chất trong dung dịch X 2 Câu 5. (2 điểm) Cho 12,9 gam hỗn hợp A gồm 2 kim loại Mg và Al vào trong bình đựng khí clo, nung nóng. Sau một thời gian ngừng phản ứng thu được 41,3 gam hỗn hợp chất rắn B. Cho toàn bộ chất rắn B tan vào trong 500 ml dung dịch HCl 1,2M thu được dung dịch C và V lít khí H 2 (đktc). Dẫn V lít khí H 2 này qua ống đựng 20 gam CuO nung nóng. Sau một thời gian thu được hỗn hợp chất rắn nặng 16,8 gam. Biết chỉ có 80% H 2 phản ứng. a. Tính thành phần % khối lượng các chất trong hỗn hợp A. b. Tính nồng độ C M các chất trong dung dịch C( Giả sử thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể). Cho: H=1, O=16, Al=27, Ba=137, Mg=24,S=32, Fe=56, Cl=35,5, Ag = 108, Cu = 64, N= 14, C= 12 Hết H 2 SO 4 (1) HCl đặc (2) Ba(OH)2 (3) (4) NaCl t o (5) H 2 O (8) t 0 (6) HCl (7) ĐỀ CHÍNH THỨC (Đề gồm 1 trang) Họ và tên : …………………………………………………Số báo danh: ………………………………. ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HSG HUYỆN VÒNG 2 VÀ CHỌN ĐỘI TUYỂN DỰ THI CẤP TINH MÔN HÓA HỌC 9. 2011-2012 Câu Nội dung Điểm I 2.0 a (1) chưa chính xác vì : Nếu dung dịch H 2 SO 4 loãng thì chỉ thu được FeSO 4 Nếu H 2 SO 4 đặc, nguội thì Fe bị thụ động hóa nên không xảy ra phản ứng. Do đó phải dùng dung dịch H 2 SO 4 đặc, nóng 1.0 (2) Sai, vì HCl đặc dễ bay hơi nên không thể đẩy H 2 SO 4 ra khỏi muối (3) Phản ứng xảy ra nhưng không nên dùng Ba(OH) 2 vì tạo BaSO 4 kết tủa lẫn với Fe(OH) 3 (4) Sai, vì Fe(OH) 3 là bazơ không tan nên không tác dụng với muối NaCl (5) đúng, vì Fe(OH) 3 là bazơ không tan nên bị nhiệt phân (6) Sai, Fe 2 O 3 không thể phân hủy thành Fe, cần có chất khử mạnh như H 2 , CO (7) Sai, Vì phản ứng xảy ra chỉ thu được FeCl 2 (8) sai, không thể chuyển hóa trực tiếp vì Fe 2 O 3 không tan trong nước b (1) Chọn H 2 SO 4 đặc, nóng 2Fe + 6 H 2 SO 4 đặc, nóng → Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3SO 2 + 6 H 2 O 1.0 (2) Chọn BaCl 2 : Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3 BaCl 2 → 2FeCl 3 + 3BaSO 4 (3) Chọn NaOH Fe 2 (SO 4 ) 3 + 6 NaOH → 2 Fe(OH) 3 + 3Na 2 SO 4 (4) Chọn dd HCl: Fe(OH) 3 + 3 HCl → to FeCl 3 + 3 H 2 O (5) 2Fe(OH) 3 → Fe 2 O 3 + 3 H 2 O (6) Chọn CO hoặc H 2 Fe 2 O 3 + 3CO 2 Fe + 3 CO 2 Fe 2 O 3 + 3 H 2 → to 2Fe + 3 H 2 O (7) Chọn Cl 2 : 2Fe + 3Cl 2 → to 2FeCl 3 (8) không thể chuyển hóa trực tiếp II 2.0 a. - Cho các mẫu thử vào nước dư: + Hai mẫu thử không tan là Mg(OH) 2 và Al 2 O 3 ( nhóm 1) + Ba mẩu thử tan tạo thành 3 dung dịch là Ca(NO 3 ) 2 , Na 2 CO 3 , KOH ( nhóm 2) 1.0 - Nhỏ dung dịch HCl vào 3 mẫu thử của nhóm 2: + Mẩu nào có bọt khí thoát ra là Na 2 CO 3 Na 2 CO 3 + 2HCl → NaCl + CO 2 + H 2 O. Ta biết lọ Na 2 CO 3 +Lấy dung dịch Na 2 CO 3 vừa nhận biết ở trên cho vào 2 dung dịch còn lại Mẫu nào có kết tủa trắng là Ca(NO 3 ) 2 , Không có hiện tượng gì là KOH Na 2 CO 3 + Ca(NO 3 ) 2 → CaCO 3 + 2NaNO 3 - Nhỏ dung dịch KOH vừa nhận biết ở trên vào 2 mẩu thử rắn ở nhóm 1 Mẩu nào tan là Al 2 O 3 , không tan là Mg(OH) 2 Al 2 O 3 + 2KOH → 2KAlO 2 + H 2 O - Cho (NH 4 ) 2 CO 3 vào dung dịch vừa thu được cho đến khi lượng kết tủa không t o b. tăng nữa, lọc kết tủa thu được CaCO 3 . (NH 4 ) 2 CO 3 + CaCl 2 → CaCO 3 + 2NH 4 Cl -Hòa tan CaCO 3 trong dung dịch HCl: CaCO 3 + 2HCl → CaCl 2 + CO 2 + H 2 O Cô cạn dung dịch ta thu được CaCl 2 . - Lấy nước lọc có chứa NaCl, NH 4 Cl, (NH 4 ) 2 CO 3 (dư) ở trên, Cho HCl vào đến khi không còn khí thoát ra: (NH 4 ) 2 CO 3 + 2 HCl → 2 NH 4 Cl + CO 2 + H 2 O Cô cạn dung dịch, nung ở nhiệt độ cao thu được NaCl NH 4 Cl → to NH 3 ↑ + HCl↑ 1.0 - Cho hỗn hợp chất rắn BaCO 3 , CuO vào nước, sục CO 2 vào tới dư: BaCO 3 + CO 2 + H 2 O → Ba(HCO 3 ) 2 . Lọc kết tủa ta thu được CuO. Lấy dung dịch nước lọc đem cô cạn thu được BaCO 3 Ba(HCO 3 ) 2 → to BaCO 3 + CO 2 + H 2 O III 2.0 a Nguyên tắc sản xuất gang: Dùng CO khử các oxit sắt ở nhiệt độ cao trong lò cao 1.0 Nguyên liệu: Quặng sắt ( hemantit Fe 2 O 3 hoặc manhetit Fe 3 O 4 ), than cốc, không khí giàu oxi và chất phụ gia ( đá vôi ) Các phản ứng chính: - Tạo chất khử CO: C + O 2 → to CO 2 CO 2 + C → to 2 CO - Khử oxit sắt: 3CO + Fe 2 O 3 → to 2Fe + 3CO 2 hoặc 4 CO + Fe 3 O 4 → to 3 Fe + 4 CO 2 - Tạo xỉ: CaCO 3 → to CaO + CO 2 CaO + SiO 2 → to CaSiO 3 b - Hàm lượng Fe trong gang: 100- 5 = 95 %. Khối lượng Fe có trong 2 tấn gang: 2 . 95% = 1,9 (tấn) Khối lượng Fe 3 O 4 cần dùng để có 1,9 tấn Fe là: = 168 9,1.232 168 8,440 ( tấn). Khối lượng quặng manhetit chứa 10% tạp chất: 168 8,440 . 90 100 = 1512 4408 (tấn) Vì hiệu suất chỉ đạt 90% nên khối lượng quặng đã lấy là: 1512 4408 . 90 100 ≈ 3,24 (tấn) 1.0 IV 2.0 a Gọi a,b là số mol của RCl n và BaCl 2 có trong 2,665 gam mỗi phần Phần 1: RCl n + n AgNO 3 → R(NO 3 ) n + n AgCl (1) a an a an (mol) BaCl 2 + 2 AgNO 3 → Ba(NO 3 ) 2 + 2 AgCl (2) b 2b b 2b (mol) n AgCl = 5,143 74,5 = 0,04 mol  an + 2b = 0,04 Phần 2: BaCl 2 + H 2 SO 4 → BaSO 4 + 2 HCl (3) 1.0 b b mol 2RCl n + nH 2 SO 4 → R 2 (SO 4 ) n + 2nHCl (4) Từ phản ứng(3) cứ 1 mol BaCl 2 chuyển thành 1 mol BaSO 4 khối lượng muối tăng 25 gam. Từ phản ứng (4) cứ 2 mol RCl n chuyển thành 1 mol R 2 (SO 4 ) khối lượng tăng 12,5 n gam. Nhưng khối lượng X 3 < m hỗn hợp muối ban đầu. Chứng tỏ (4) không xảy ra. → X 3 là BaSO 4 Số mol BaSO 4 = 233 165,1 = 0,005 mol  b = 0,005  an = 0,03. m hh = a(M R + 35,5n) + 0,005. 208 = 2,665  aM R = 0,56 aM R / an = 0,56 / 0,03  M R = n 3 56 n 1 2 3 M R 18,7 37,3 56(Fe) Vậy R là kim loại sắt Fe. Công thức hóa học của muối: FeCl 3 b. số mol AgNO 3 phản ứng theo PTHH (1), (2)=. 0,04 mol số mol AgNO 3 dư = 0,05 - 0,04 = 0,01 mol Dung dịch X 2 gồm: Fe(NO 3 ) 3 ( 0,01 mol)  m Fe(NO 3 ) 3 = 0,01. 142 = 1,42 g Ba(NO 3 ) 2 ( 0,005 mol)  m Ba(NO 3 ) 2 = 0,005. 261=1,305 g AgNO 3 dư (0,01 mol)  m AgNO 3 = 0,01 . 170 = 1,7 g m dd = 2 200 + 100 - 5,74 =194,26 g C% Fe(NO 3 ) 3 = %100. 26,194 42,1 = 0,73% C% Ba(NO 3 ) 2 = %100. 26,194 305,1 = 0,671% C% AgNO 3 = %875,0%100. 26,194 7,1 = 1.0 V 2.0 a. Gọi x, y là số mol Mg, Al phản ứng với Cl 2 theo phương trình hoá học: Mg + Cl 2 → to MgCl 2 x x mol 2Al + 3Cl 2 → to 2AlCl 3 y 3y/2 mol Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: m A + mCl 2 = m B  mCl 2 = 41,3 - 12,9 = 28,4 g  nCl 2 = mol4,0 71 4,28 =  x + 3y/2 = 0,4  2x + 3y = 0,8 (1) Cho B vào dd HCl thấy có khí H 2 thoát ra chứng tỏ kim loại còn dư gọi a, b là số mol Mg, Al có trong B Mg + 2 HCl → MgCl 2 + H 2 a a 2Al + 6 HCl → 2 AlCl 3 + 3 H 2 b 3b/2 nH 2 = a + 3b/2 H 2 + CuO → to Cu + H 2 O 1.5 khối lượng chất rắn giảm đi chính là khối lượng oxi trong CuO bị khử  m O = 20 - 16,8 = 3,2 gam Theo PTHH nH 2 pư = n CuO = n O = 2,0 16 2,3 = mol vì chỉ có 80% H 2 tham gia phản ứng nên lượng H 2 có trong V lít là mol25,0 80 100.2,0 =  a + 3b/2 = 0,25 ⇒ 2a +3b = 0,5 (2) Từ (1) và (2) ta có 2(a+x) + 3(b+ y) = 1,3 (4) trong hỗn hợp đầu n Mg = (a + x), n Al = (b + y) m hh = 24( a + x) + 27 (b +y) = 12,9 (5) Từ (4), (5) ta có hệ PT: 2(a+x) + 3(b+ y) = 1,3 24( a + x) + 27 (b +y) = 12,9 Giải hệ Pt ta được (a + x) = 0,2 ; ( b + y) = 0,3 ⇒ m Mg = 0,2 . 24 = 4,8 gam m Al = 0,3 . 27 = 8,1 gam % m Mg = %21,37%100 9,12 8,4 = %m Al = %79,62%100 9,12 1,8 = b Ta có: n HCl bđ = 0,5 . 1,2 = 0,6 mol , n HCl pư = 2 nH 2 = 2. 0,25 = 0,5 mol HCl dư. Trong dung dịch C nMgCl 2 = n Mg = 0,2 mol nAlCl 3 = n Al = 0,3 mol n HCl dư = 0,6 - 0,5 = 0,1 mol. Nồng độ mol các chất trong C C M MgCl 2 = M4,0 5,0 2,0 = ; C M AlCl 3 = M6,0 5,0 3,0 = ; C M HCl = M2,0 5,0 1,0 = 0,5 Hs có thể giải theo nhiều cách khác nhau, nếu đúng cho điểm tối đa câu đó . . GD & ĐT THANH CHƯƠNG ĐỀ THI CHỌN HSG CẤP HUYỆN VÀ ĐỘI TUYỂN DỰ THI HSG TỈNH NĂM HỌC: 2011 – 2012. Môn thi: HÓA HỌC 9 Thời gian: 150 phút (Không kể thời gian giao đề) Câu 1.( 2 điểm) Cho. t o (5) H 2 O (8) t 0 (6) HCl (7) ĐỀ CHÍNH THỨC (Đề gồm 1 trang) Họ và tên : …………………………………………………Số báo danh: ………………………………. ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HSG HUYỆN VÒNG 2 VÀ CHỌN ĐỘI TUYỂN DỰ THI. - Hàm lượng Fe trong gang: 100- 5 = 95 %. Khối lượng Fe có trong 2 tấn gang: 2 . 95 % = 1 ,9 (tấn) Khối lượng Fe 3 O 4 cần dùng để có 1 ,9 tấn Fe là: = 168 9, 1.232 168 8,440 ( tấn). Khối lượng