UBND HUYỆN HÀ TRUNG ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 MÔN HÓA HỌC PHÒNG GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO NĂM HỌC 2011-2012 Thời gian làm bài: 150 phút Câu 1 (2điểm): Một dung dịch chứa a mol NaHCO 3 và b mol Na 2 CO 3 a. Khi thêm (a+b) mol CaCl 2 hoặc (a+b) mol Ca(OH) 2 vào dung dịch trên thì khối lượng kết tủa thu được trong 2 trường hợp có bằng nhau không? Giải thích. c. Tính khối lượng mỗi kết tủa thu được trong trường hợp a = 0.1 mol và b = 0.2 mol Câu 2 (2 điểm): Xác định X, Y, Z và viết các phương trình phản ứng trong sơ đồ sau (mỗi chiều mũi tên 1 phương trình). Y (4) t 0 (7) (3) Cu(NO 3 ) 2 t 0 (1) X (2) CuCl 2 (6) (8) (5) Z Câu 3 (4 điểm): a). Từ nguyên liệu chính là FeS 2, quặng boxit (Al 2 O 3 có lẫn Fe 2 O 3 ), không khí, than, H 2 O, muối ăn và các chất xúc tác, các điều kiện cần thiết có đủ hãy điều chế Fe và muối Al 2 (SO 4 ) 3 b). Hỗn hợp dạng bột gồm 4 kim loại Al, Cu, Fe, Mg . Bằng phương pháp hóa học hãy tách riêng từng kim loại ra khỏi hỗn hợp. Viết các phương trình phản ứng đã dùng. Câu 4 (3 điểm): a). Đốt cháy 1 gam đơn chất R cần một lượng vừa đủ 0.7 lít khí oxi (đktc) tạo thành hợp chất A. - Xác định R, biết rằng R là một nguyên tố quen thuộc. Hãy viết công thức phân tử của A? - Trình bày tính chất hóa học của A, viết phương trình hóa học minh họa? b). Bằng phương pháp hóa học hãy nhận biết mỗi khí trong hỗ hợp sau: SO 2 , CO 2 , SO 3 , H 2. Câu 5 (2.5 điểm): Cho Bari kim loại đến dư lần lượt vào các dung dịch: NaHCO 3 ; CuCl 2 ; (NH 4 ) 2 SO 4 ; AlCl 3 ; Fe(NO 3 ) 2 để ngoài không khí. Nêu hiện tượng, giải thích và viết phương trình hoá học minh hoạ. Câu 6 (2 điểm): Để hòa tan hết 5.8 gam oxit Fe x O y cần 100ml dung dịch HCl 2M. a). Xác định công thức phân tử của sắt oxit? b). Hãy viết 3 phương trình điều chế sắt kim loại từ Fe x O y nói trên Câu 7 (4.5 điểm): Cho 1.572 gam bột A gồm Al, Fe, Cu tác dụng hoàn toàn với 40ml dung dịch CuSO 4 1M thu được dung dịch B và hỗn hợp D gồm 2 kim loại. Cho dung dịch NaOH tác dụng từ từ với dung dịch B cho đến khi thu được lượng kết tủa lớn nhất; nung kết tủa trong không khí đến khối lượng không đổi được 1.82 gam hỗn hợp 2 oxit. cho D tác dụng hoàn toàn với dung dịch AgNO 3 thì lượng Ag thu được lớn hơn khối lượng của D là 7.336 gam. Tính số gam mỗi kim loại trong A. Cho: Na = 23 Ca = 40 K = 39 Mg = 24 H = 1 O = 16 Cl = 35.5 C = 12 S = 32 N = 14 Cu = 64 Zn = 65 Fe = 56 Al = 27 Ag=108 Cán bộ coi thi không cần giải thích gì thêm, thí sinh không phải chép đề UBND HUYỆN HÀ TRUNG HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HSG LỚP 9 MÔN HÓA HỌC PHÒNG GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO NĂM HỌC 2011-2012 Câu Nội dung Thang điểm Câu 1 (2 điểm) b). Trong dd có: a mol NaHCO 3 và b mol Na 2 CO 3 + Thêm (a+b) mol CaCl 2 : chỉ có Na 2 CO 3 phản ứng: Na 2 CO 3 + CaCl 2  → CaCO 3 ↓ + 2NaCl (1) + Thêm (a+b) mol Ca(OH) 2 : cả 2 chất đều phản ứng Na 2 CO 3 + Ca(OH) 2  → CaCO 3 ↓ + 2NaOH (2) NaHCO 3 + Ca(OH) 2  → CaCO 3 ↓ + NaOH + H 2 O Như vậy ở trường hợp thứ 2 kết tủa nhiều hơn b). Khối lượng kết tủa thu được: + Trường hợp thứ nhất: m 1 = 100b = 100 x 0.2 = 20g + Trường hợp thứ hai: m 2 = 100(a+b) = 100 x 0.3 = 30g 0.5 điểm 0.75 điểm 0.25 điểm 0.25 điểm 0.25 điểm Câu 2 (2 điểm) a). X là CuO, Y là Cu(OH) 2 và Z là Cu (1) 2Cu(NO 3 ) 2 0 t  → 2CuO + 4NO 2 + O 2 (2) CuO + 2HCl  → CuCl 2 + H 2 O (3) CuCl 2 + 2NaOH  → Cu(OH) 2 ↓ + 2NaCl (4) Cu(OH) 2 ↓ + 2HNO 3  → 2Cu(NO 3 ) 2 + H 2 O (5) CuCl 2 + Fe  → FeCl 2 + Cu (6) 3Cu + 8HNO 3 (đ)  → 3Cu(NO 3 ) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O (7) Cu(OH) 2 0 t  → CuO + H 2 O (8) CuO + H 2 0 t  → Cu + H 2 O Ý 1 cho 0.4 điểm Mỗi một PTHH đúng cho 0.2 điểm Câu3: (4 điểm) a). - Điều chế Fe : 4FeS 2 + 11O 2  → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 ↑ 2C + O 2  → 2CO Fe 2 O 3 + CO  → 2Fe + 3CO 2 ↑ - §iÒu chÕ Al 2 (SO 4 ) 3 : + 2SO 2 + O 2  → 2SO 3 SO 3 + H 2 O  → H 2 SO 4 + 2NaCl + 2H 2 O ( )dp comangngan      → 2NaOH + H 2 ↑ + Cl 2 ↑ + Quặng boxit có lẫn Fe 2 O 3 được làm sạch bằng cách nấu quặng đã được nghiền nhỏ trong dd NaOH ở 180 0 C, 4at, loại bỏ hợp chất không tan là Fe 2 O 3 Al 2 O 3 + 2NaOH 0 t  → 2NaAlO 2 + H 2 O Sục khí CO 2 vào dd được kết tủa Al(OH) 3 : NaAlO 2 + CO 2 + 2H 2 O  → Al(OH) 3 ↓ + NaHCO 3 Lọc lấy kết tủa rồi cho tác dụng với axit H 2 SO 4 ở trên thu được Al 2 (SO4) 3 2Al(OH) 3 + 3H 2 SO 4  → Al 2 (SO 4 ) 3 + 6H 2 O 0.5 điểm 0.5 điểm 0.5 điểm 0.5 điểm b). Cho dung dịch NaOH dư vào hỗn hợp, tách được Al: 2Al + 2NaOH + 2H 2 O  → 2NaAlO 2 + 3H 2 ↑ Lọc tách 3 kim loại không phản ứng: Fe, Cu, Mg Sục khí CO 2 vào phần nước lọc, thu được kết tủa, nung kết tủa , điện phân nóng chảy thu Al CO 2 + NaAlO 2 + 2H 2 O  → Al(OH) 3 ↓ + NaHCO 3 2Al(OH) 3 0 t  → Al 2 O 3 + 3H 2 O ↑ 2Al 2 O 3 dpnc   → 4Al + 3O 2 ↑ thu được Al - Cho 3 kim loại còn lại vào dung dịch vào dd HCl dư, tách được Cu không phản ứng và dd 2 muối: Mg + 2HCl  → MgCl 2 + H 2 ↑ Fe + 2HCl  → FeCl 2 + H 2 ↑ - Cho dd dịch NaOH dư vào dd 2 muối: MgCl 2 + 2NaOH  → Mg(OH) 2 ↓ + 2NaCl FeCl 2 + 2NaOH  → Fe(OH) 2 ↓ + 2NaCl Lọc lấy kết tủa và nung ở nhiệt độ cao Mg(OH) 2 ↓ 0 t  → MgO + H 2 O ↑ 4Fe(OH) 2 + O 2 0 t  → 2Fe 2 O 3 + 4H 2 O ↑ Thổi khí CO vào hỗn hợp 2 oxit đã nêu ở trên ở nhiệt độ cao: Fe 2 O 3 + 3CO 0 t  → 2Fe + 3CO 2 ↑ MgO không phản ứng Hòa tan hỗn hợp sau khi nung đã để nguội và axit H 2 SO 4 đặc nguội, Fe không tan tách sắt MgO + H 2 SO 4 đ.n  → MgSO 4 + H 2 O MgSO 4 + 2NaOH dư  → Mg(OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4 Mg(OH) 2 + 2HCl  → MgCl 2 + H 2 O MgCl 2 dpnc   → Mg + Cl 2 ↑ Thu được Mg 0.5 điểm 0.125 điểm 0.5 điểm 0.125 điểm 0.5 điểm Câu 4 (3 điểm) a). - Gọi nguyên tử khối của R là M R , hóa trị của R là n Số mol của R 1 M R = Số mol của O 2 0,7 0,031 22,4 = = mol + Phương trình phản ứng cháy: 4R + nO 2 0 t  → 2R 2 O n 4 mol n mol 1 M R 0,031 M R = 8 4.0,031 n n = = Lập bảng: 0.25 điểm 0.25 điểm n 1 2 3 4 5 6 M R 8 16 24 32 40 48 Chỉ có cặp nghiệm thích hợp: n=4, M R = 32 Vậy R là Lưu huỳnh (S) và công thức của A là SO 2 - Tính chất hóa học của SO 2 : + SO 2 tan trong nước tạo axit yếu làm hồng giấy quỳ tím SO 2 + H 2 O  → H 2 SO 3 + Tác dụng với Bazơ: SO 2 + Ca(OH) 2  → CaSO 3 ↓ + H 2 O + Tác dụng với Oxit bazơ SO 2 + Na 2 O  → Na 2 SO 3 + Ngoài ra SO 2 còn tham gia phản ứng với oxi, hidrosunfua, Brom 2SO 2 + O 2  → 2SO 3 SO 2 + 2H 2 S  → 3S ↓ + 2H 2 O SO 2 + Br 2 + 2H 2 O  → 2HBr + H 2 SO 4 b). Nhận biết các khí SO 2 , SO 3 , CO 2 , H 2 trong hỗn hợp: - Sục hỗn hợp chí qua dung dịch Br 2 dư, nếu brom nhạt màu thì nhận ra khí SO 2 SO 2 + Br 2 + 2H 2 O  → 2HBr + H 2 SO 4 - Hỗn hợp khí còn lại cho từ từ qua dung dịch nước vôi trong dư, nếu có kết tủa trắng chứng tỏ có CO 2 CO 2 + Ca(OH) 2  → CaCO 3 ↓ + H 2 O - Hỗn hợp khí còn lại gồm SO 3 và H 2 cho qua dung dịch BaCl 2 , nếu có kết tủa trắng chứng tỏ có khí SO 3 SO 3 + H 2 O + BaCl 2  → BaSO 4 ↓ + 2HCl - Khí còn lại là H 2 được nhận biết bằng cách đốt, sau đó làm lạnh sản phẩm có hơi nước ngưng tụ H 2 + O 2  → H 2 O 0.5 điểm 0.25 điểm 0.25 điểm 0.25 điểm 0.25 điểm 0.25 điểm 0.25 điểm 0.25 điểm 0.25 điểm Câu 5 (2.5 điểm) + Hiện tượng chung: - Có khí không màu thoát ra do phản ứng tạo ra H 2 Ba + H 2 O  → Ba(OH) 2 + H 2 ↑ + Hiện tượng riêng: - Ống đựng dung dịch NaHCO 3 : Xuất hiện kết tủa trắng do tạo thành BaCO 3 Ba(OH) 2 + 2NaHCO 3  → BaCO 3 ↓ + Na 2 CO 3 + 2H 2 O - Ống đựng dung dịch CuCl 2 : Xuất hiện kết tủa xanh do tạo thành Cu(OH) 2 . Ba(OH) 2 + CuCl 2  → BaCl 2 + Cu(OH) 2 ↓ - Ống đựng dung dịch (NH 4 ) 2 SO 4 : Xuất hiện kết tủa trắng đồng thời có khí mùi khai thoát ra do tạo thành BaSO 4 và NH 3 Ba(OH) 2 + (NH 4 ) 2 SO 4  → BaSO 4 ↓ + 2NH 3 ↑ + 2H 2 O - Ống đựng dung dịch AlCl 3 : Xuất hiện kết tủa trắng tăng dần 0,5 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm sau đó lại tan dần và thu được dung dịch trong suốt do ban đầu tạo thành Al(OH) 3 . Sau đó Al(OH) 3 phản ứng với Ba(OH) 2 dư tạo thành Ba(AlO 2 ) 2 . 3Ba(OH) 2 + 2AlCl 3  → 3BaCl 2 + 2Al(OH) 3 ↓ 2Al(OH) 3 + Ba(OH) 2  → Ba(AlO 2 ) 2 + 4H 2 O - Ống đựng dung dịch Fe(NO 3 ) 2 : Xuất hiện kết tủa trắng xanh, sau một thời gian chuyển thành màu nâu đỏ do ban đầu tạo thành Fe(OH) 2 sau đó chuyển thành Fe(OH) 3 . Ba(OH) 2 + Fe(NO 3 ) 2  → Ba(NO 3 ) 2 + Fe(OH) 2 ↓ 4Fe(OH) 2 ↓ + O 2 + 2H 2 O  → 4Fe(OH) 3 ↓ 0,75 điểm 0,5 điểm Câu 6 (2 điểm) a). Phương trình phản ứng hòa tan Fe x O y trong HCl Fe x O y + 2yHCl  → x 2 y x FeCl + yH 2 O 1 mol 2y mol (56x + 16y)g 2y mol 5.8g mol 0.2 mol Số mol HCl đã dùng = 0,1 . 2 = 0,2mol  → (56x + 16y) 0,2 = 5, 8 . 2y 42 3 56 4 x y = =̃ Vậy công thức phân tử của sắt Oxit là: Fe 3 O 4 b). Các phương trình điều chế Fe từ Fe 3 O 4: - Nhiệt nhôm: 8Al + 3Fe 3 O 4 0 t  → 4Al 2 O 3 + 9Fe - Khử bằng CO: 4CO + Fe 3 O 4 0 t  → 4CO 2 ↑ + 3Fe - Khử bằng H 2 : 4H 2 + Fe 3 O 4 0 t  → 4H 2 O + 3Fe 0,25 điểm 0,5 điểm 0,5 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm Câu 7 (4.5 điểm) - Gọi x, y, z là số mol Al, Fe, Cu có trong 1.57 g bột A. Số mol Fe đã phản ứng là t. - Các phương trình phản ứng: 2Al + 3CuSO 4  → Al 2 (SO 4 ) 3 + 3Cu ↓ (1) x 3x/2 x/2 3x/2 Fe + CuSO 4  → FeSO 4 + Cu ↓ (2) t t t t Dung dịch B gồm: Al 2 (SO 4 ) 3, và FeSO 4 Hỗn hợp D gồm: Cu và Fe dư - Cho dd NaOH tác dụng từ từ với B đến khi thu được kết tủa nhiều nhất: Al 2 (SO 4 ) 3 + 6NaOH  → 2 Al(OH) 3 ↓ + 3Na 2 SO 4 (3) x/2 x FeSO 4 + 2NaOH  → Fe(OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4 (4) - Nung kết tủa trong không khí đến khối lượng không đổi : Al(OH) 3 0 t  → Al 2 O 3 + 3H 2 O ↑ (5) 4Fe(OH) 2 + O 2 0 t  → 2Fe 2 O 3 + 4H 2 O (6) 0,5 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 1 . ( ) 2 2 2 3 3 x n n Al O Al OH = = 1 . ( ) 2 2 2 3 2 t n n Fe O Fe OH = =  → m = 2 3 m Al O + 1.82 2 3 m g Fe O = - Cho D tác dụng với dd AgNO 3 Fe + 2AgNO 3  → Fe(NO) 2 + 2Ag ↓ (7) Cu + 2AgNO 3  → Cu(NO) 2 + 2Ag ↓ (8) Số mol CuSO 4 = 0.04 x 1 = 0.04mol Số mol sắt dư tham gia (7) = y - t Số mol Cu tham gia (8) 3 2 x t z + + Ta có hệ phương trình: 27x + 56y + 64z = 1.572 3 0.04 2 x t + = 1 .102 .160 1.82 2 2 x + = Theo (7) và (8): 216(y-t)+216 ( 3 2 x t z + + ) - 56(y-t) + 64( 3 2 x t z + + ) = 7.336 Giải hệ phương trình ta có t = 0.01,x = 0.02, y = 0.15, z = 0.003 0,02.27 0.54m g Al = = 0,015.56 0.84m g Fe = = 0,003.64 0.192m g Cu = = 0,75 điểm 0,25 điểm 0,75 điểm 0,75 điểm 0,25 điểm 0,5 điểm Ghi chú: - Học sinh làm theo cách khác nếu đúng vẫn cho điểm tối đa, - Nếu học sinh có hướng làm đúng, có khả năng phát triển nhưng chưa đưa ra kết quả cụ thể, tùy từng trường hợp có thể linh hoạt cho điểm. . Cán bộ coi thi không cần giải thích gì thêm, thí sinh không phải chép đề UBND HUYỆN HÀ TRUNG HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HSG LỚP 9 MÔN HÓA HỌC PHÒNG GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO NĂM HỌC 2011-2012 . UBND HUYỆN HÀ TRUNG ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 MÔN HÓA HỌC PHÒNG GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO NĂM HỌC 2011-2012 Thời gian làm bài: 150 phút Câu 1 (2điểm):. Hãy viết công thức phân tử của A? - Trình bày tính chất hóa học của A, viết phương trình hóa học minh họa? b). Bằng phương pháp hóa học hãy nhận biết mỗi khí trong hỗ hợp sau: SO 2 , CO 2 ,