ĐÁP ÁN BÀI THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC 9 TỈNH THANH HÓA Năm học 2007 - 2008 Ngày thi 28-3-2008 Câu 1: 1- a/ A, B, C là quặng sắt, than cốc, đác vôi. D là oxi hoặc không khí giàu oxi. E, Ngân hàng, G là CO 2 , CO, N 2 . H là xỉ, I là gang. b/ Sự hình thành CO trong lò cao và phản ứng khử manhetit. C + O 2 → CO 2 CO 2 + C → 2CO Fe 3 O 4 + 4CO → 3Fe + 4CO 2 2- a/ Khi ta thổi mạnh một luồng không khí vào bếp củi đang cháy, luồng không khí lạnh đột ngột đi vào có thể làm cho nhiệt độ trong bếp hạ xuống thấp hơn nhiệt độ cháy vì vậy ngọn lửa trong bếp có thể bị tắt. Khi ta thổi mạnh một luồng không khí vào bếp củi đang cháy, nếu nhiệt độ trong bếp không hạ thấp hơn nhiệt độ cháy thì ngọn lửa có thể bùng cháy mạnh hơn vì khi đó đã cung cấp thêm oxi cho quá trình cháy. b/ Các viên than tổ ong được chế tạo nhiều hàng lỗ xuyên dọc viên than nhằm làm tăng diện tích tiếp xúc giữa than với oxi tạo điều kiện chi sự cháy xảy ra hoàn toàn. Còn khi nhóm bếp than tổ ong người ta thường úp thêm một ống khói cao lên miệng lò là nhằm ứng dụng hiện tượng đối lưu, nhằm mục đích hút không khí vào lò làm tăng nồng độ oxi, đồng thời đẩy khói ra khỏi lò nên quá trình cháy mạnh hơn. 3- - Các phương trình hóa học điều chế clo: 4HCl + MnO 2 → MnCl 2 + 2H 2 O + Cl 2 (1) 16HCl + 2KMnO 4 → 2KCl + 2MnCl 2 +8H 2 O + 5Cl 2 (2) - Nếu khối lượng MnO 2 và KMnO 4 bằng nhau và bằng a gam: Theo (1): a/87 mol MnO 2 điều chế được a/ 87 mol Cl 2 . Theo (2): a/158 mol KMNO 4 điều chế được 2,5a/158 = a/63,2 (mol) Cl 2 > a/87 Vậy dùng KMnO 4 sẽ thu được nhiều khí Cl 2 hơn so với cùng khối lượng MnO 2 . - Nếu số mol MnO 2 và số mol KMnO 4 bằng nhau: Theo (1): a mol MnO 2 điều chế được amol Cl 2 Theo (2): a mol KMnO 4 điều chế 2,5a mol Cl 2 Vậy dùng KMnO 4 sẽ thu được nhiều khí Cl 2 hơn so với cùng số mol MnO 2 . - Chọn chất nào để tiết kiệm được HCl: Theo (1): muốn điều chế được 1 mol Cl 2 cần 4 mol HCl. Theo (2): muốn điều chế 1 mol Cl 2 cần 16/5=3,2 mol HCl. Vậy muốn điều chế những thể tích Cl 2 bằng nhau ta chọn KMnO 4 sẽ tiết kiệm HCl. Câu 2: 1- Theo đề ra thì: A: CH 4 , B: C 2 H 2 , C: H 2 , D: C 2 H 4 , F: C 2 H 5 OH, G: CH 3 COOH, H: CH 3 COOC 2 H 5 , I: CH 3 COONa, L: Na. Phương trình hóa học: 2CH 4 0 t → C 2 H 2 + 3H 2 C 2 H 2 + H 2 0 ,t xt → C 2 H 4 C 2 H 4 + H 2 O 0 ,t xt → C 2 H 5 OH C 2 H 5 OH + O 2 0 ,t xt → CH 3 COOH + H 2 O CH 3 COOH + C 2 H 5 OH € CH 3 COOC 2 H 5 + H 2 O CH 3 COOC 2 H 5 + NaOH 0 t → CH 3 COONa + C 2 H 5 OH 2CH 3 COOH +2Na → 2CH 3 COONa + H 2 2- Cấu tạo các đồng phân của C 5 H 12 1 CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3 ; CH 3 -CH(CH 3 )-CH 2 -CH 3 ; CH 3 -C(CH 3 ) 2 -CH 3 Theo đề thì công thức cấu tạo đúng của A là CH 3 -C(CH 3 ) 2 -CH 3 Phương trình hóa học: CH 3 -C(CH 3 ) 2 -CH 3 + Cl 2 askt → CH 3 -C(CH 3 ) 2 -CH 2 Cl + HCl 3- CaCO 3 0 t → CaO , ò dienC l+ → CaC 2 2 H O+ → C 2 H 2 2 , , o H xt t+ → C 2 H 4 2 ,H O H + + → C 2 H 5 OH C 2 H 5 OH 2 ,O xt+ → CH 3 COOH C 2 H 2 , o xt t → C 4 H 4 0 2 , ,H Ni t+ → C 4 H 10 crackinh → CH 4 và CH 2 = CH- CH 3 CH 4 2 ,asCl+ → CH 3 Cl NaOH+ → CH 3 OH 2 ,O xt+ → HCOOH CH 2 =CH-CH 3 0 2 ,500Cl C+ → CH 2 =CH-CH 2 Cl 0 2 , ,H Ni t+ → CH 3 -CH 2 -CH 2 Cl NaOH+ → CH 3 -CH 2 -CH 2 OH 0 ,CuO t+ → C 2 H 5 -CHO 2 3 /Ag O NH → C 2 H 5 -COOH Câu 3: Gọi M và MO là kim loại và oxit của nó. Khi nung hỗn hợp A ta có: MO + H 2 → M + H 2 O (1) MgO và Al 2 O 3 không phản ứng. Hòa tan chất rắn trong HCl xảy ra các phản ứng: MgO + 2HCl → MgCl 2 + H 2 O (2) x mol x mol Al 2 O 3 + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2 O (3) y mol 2y mol Dung dịch B chứa MgCl 2 và AlCl 3 . Khi tác dụng với NaOH: AlCl 3 + 3NaOH → Al(OH) 3 + 3NaCl (4) MgCl 2 + 2NaOH → MgCl 2 + 2NaCl (5) Nếu dư NaOH: Al(OH) 3 + NaOH → NaAlO 2 + 2H 2 O (6) Biện luận: Có thể xảy ra 3 trường hợp thiếu, đủ, dư NaOH. * Thiếu NaOH: 13,9 < m (chất rắn sau khi nung) < 16,4 > 6,8 => loại. * Đủ NaOH: Al(OH) 3 không phản ứng. m (chất rắn sau khi nung) = 12,2 > 6,8 => Loại * Dư NaOH: Hai trường hợp: Khi nung kết tủa, ta được: 2Al(OH) 3 0 t → Al 2 O 3 + 3H 2 O (7) 2x mol x mol Mg(OH) 2 0 t → MgO + H 2 O (8) - Xác định tên kim loại: Khối lượng H 2 SO 4 có trong 15,3 g dung dịch H 2 SO 4 90% là 15,3.90/100 = 13,77 (g) Vậy khối lượng nước thoát ra từ (1) là 2,43 - 1,53 = 0,9 (g) hay 0,05 mol Chất rắn trong ống còn lại gồm M, MgO và Al 2 O 3 . Chỉ có MgO và Al 2 O 3 tan trong HCl. Do đó, 3,2 g chất không tan là M. Theo (2): M n = 2 H O n => M = 3,2/0,05 = 64. Vậy kim loại cần tìm là Cu. - Xác định thành phần % khối lượng của A: + Trường hợp chất rắn sau khi nung gồm hai oxit: Đặt x, y lần lượt là số mol của MgO và Al 2 O 3 có trong 16,5 g A, z là số mol Al 2 O 3 trong hỗn hợp sau khi nung, ta có: CuO n = 0,0,05.80 = 4 (g) Vậy 40x + 102y = 16,2 - 4 = 12,2 (9) 40x + 102y = 6,08 (10) 2 NaOH n đã dùng 0,82.1 = 0,82 . Trong đó đã dùng 2x mol theo (2, 5), dùng 6z mol theo (4,7) => số mol NaOH dùng ở (6) là 0,82 - 2x - 6z Theo (4,6): 3 AlCl n = 1/4 . (0,82 -2x -6z) Vậy: (0,82-2x-6z)/4 + z = y (11) Giải hệ (9,10,11) được x= 0,05; y = 0,1; z = 0,04 Do đó khối lượng CuO là 4g MgO m = 0,05 .40 = 2 g =>. 12,35% m (CuO) = 4 => 24,69% m (Al 2 O 3 ) => 62,96% + Trường hợp chất rắn sau khi nung chỉ 1 oxit MgO m(MgO) = 40x = 6,08 (13) Giải hệ (12,13) được x= 0,152 ; y = 0,06 n (NaOH) đã dùng 2x mol theo (2,5), dùng 8y theo (3,4,7): n(NaOH) = 2.0,152 + 8.0,06 = 0,784 < 0,82 thỏa mãn. Do đó khối lượng CuO ;à 4 g m(MgO) = 0,152. 40 = 6,08 g => 37.53% m(CuO) = 4g => 24,69% m(Al 2 O 3 ) => 37,785 % Câu 4: 1- Đặt a, b lần lượt là số mol C x H y va H 2 trong hỗn hợp A 1 . Số mol CO 2 = 15,6/44= 0,4 Số mol Br 2 = 32/160 = 0,2 Khi đốt A 1 : C x H y + (x+ y/4) O 2 → xCO 2 + y/2H 2 O a 0,4 => ax = 0,4 (1) C x H y + mBr 2 → C x H y Br 2m a 0,2 => am = 0,2 (2) Từ (1), (2) ta có x = 2m (3) * Biện luận: Vì hidrocacbon ở thể khí trong điều kiện thường nên x ≤ 4. Từ (3) ta có: m= 1 => x = 2 m= 2 => x = 4 m =3 => x = 6 Khi x = 2, m=1 hỗn hợp A 1 có H 2 và C 2 H 4 Khi x = 4, m= 2 hỗn hợp A 1 có H 2 và C 4 H 6 Thành phần % các khí trong A 1 : + Hỗn hợp H 2 và C 2 H 4 : n (C 4 H 6 ) = a = 0,4/2 = 0,2 => 50% n (H 2 ) = b = (6 - 28 . 0,2)/2 = 0,2 => 50% + Hỗn hợp H 2 và C 2 H 4 : n (C 4 H 6 ) = a = 0,4/4 = 0,1 n(H 2 ) = b = (6 - 54 . 0,1) / 2 = 0,3 => 25% 2- Đặt a 1 , b 1 lần lượt là số mol của C z H k và H 2 trong A 2 , ta có: (M. a 1 + 2b 1 )/2.(a 1 + b 1 ) = 3 => Ma 1 = 6a 1 + 4b 1 (1) Khi qua bột Ni nung nóng: C z H k + mH 2 → C z H k+2m Số mol đầu a 1 b 1 Số mol phản ứng a 1 ma 1 a 1 Số mol sau phản ứng 0 b 1 -ma 1 a 1 Tỷ khối của hỗn hợp B so với H 2 là: 1 1 1 1 1 1 ( 2 ) 2( ) 4,5 2( ) M m a b ma a b ma + + − = + − Hay Ma 1 = 9a 1 + 7b 1 - 9ma 1 (2) Từ (2): a- Khi m=1 => Ma 1 = 7b 1 (3) 3 Từ(1,3): 6a 1 + 4b 1 = 7b 1 => b 1 = 2a 1 (4) Thay (4) vào (1) hoặc (3) ta có: M = 7.2a 1 /2a 1 = 14 loại b- Khi m = 2 Ma 1 = 7b 1 -9a 1 (5) Từ (1,5): 6a 1 + 4b 1 = 7b 1 - 9a 1 => b 1 = 5a 1 (6) Thay (6) vào (1) hoặc (5): M = (7.a 1 - 9a 1 )/a 1 = 26 (C 2 H 2 ) Từ (6) ta có: a 1 /b 1 = 1/5 => C 2 H 2 chiếm 16,66%, H 2 chiếm 83,33% c- Khi m=3: Biện luận tương tự có M= 38 loại vì = 3 phải có ít nhất 4 nguyên tử C nên M>38 d- Khi m = 4 biện luận tương tự m = 50. Công thức là C 4 H 2 H - C ≡ C - C ≡ C - H (Đây chỉ là đáp án, phần biểu điểm đã lược bỏ, các bạn thông cảm - Anh Tình) 4 . ĐÁP ÁN BÀI THI HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC 9 TỈNH THANH HÓA Năm học 2007 - 2008 Ngày thi 28-3-2008 Câu 1: 1- a/ A, B, C là. NaAlO 2 + 2H 2 O (6) Biện luận: Có thể xảy ra 3 trường hợp thi u, đủ, dư NaOH. * Thi u NaOH: 13 ,9 < m (chất rắn sau khi nung) < 16,4 > 6,8 =>