Đề thi HSG Hóa 9 tỉnh Vĩnh Phúc năm 2017-2018

SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC ĐỀ CHÍNH THỨC KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 NĂM HỌC 2017 - 2018 ĐỀ THI MÔN: HÓA HỌC Thời gian làm bài: 150 phút (không kể thời gian giao đề) (Đề thi có 02 trang) Cho: H=1; C=12; N=14; O=16; Na=23; Mg=24; Al=27; S=32; Cl=35,5; K=39; Ca=40; Mn=55; Fe=56; Cu=64; Zn= 65; Ag=108; Ba=137. Câu 1 (2,0 điểm) Nguyên tử nguyên tố X có tổng các loại hạt là 82. Trong hạt nhân nguyên tử X, số hạt mang điện ít hơn số hạt không mang điện là 4 hạt. Biết nguyên tử khối của X có giá trị bằng tổng số hạt trong hạt nhân nguyên tử. a) Xác định nguyên tố X. b) Coi nguyên tử X có dạng hình cầu với thể tích xấp xỉ 8,74.10 -24 cm3. Trong tinh thể X có 74% thể tích bị chiếm bởi các nguyên tử, còn lại là khe trống. Cho số Avôgađro: N= 6,022.10 23. Tính khối lượng riêng của tinh thể X. Câu 2 (2,0 điểm) a) Gọi tên những hợp chất có công thức hóa học sau: CaO, Fe(OH)3, HClO, H2SO3, H3PO4, Na3PO4, Ca(H2PO4)2, SO2, N2O4, AlCl3. b) Hợp chất A có khối lượng mol phân tử bằng 134 g/mol. Thành phần phần trăm về khối lượng của các nguyên tố trong A là 34,33% natri, 17,91% cacbon, còn lại là oxi. Lập công thức phân tử của A. Câu 3 (2,0 điểm) Trong một phòng thí nghiệm có hai dung dịch axit clohiđric (dung dịch A và dung dịch B) có nồng độ khác nhau. Nồng độ phần trăm của B lớn gấp 2,5 lần nồng độ phần trăm của A. Khi trộn hai dung dịch trên theo tỉ lệ khối lượng là 3:7 thì được dung dịch C có nồng độ 24,6%. Biết trong phòng thí nghiệm, dung dịch axit clohiđric có nồng độ lớn nhất là 37%. Tính nồng độ phần trăm của dung dịch A, B. Câu 4 (2,0 điểm) Hoà tan hoàn toàn a mol Ba vào dung dịch chứa a mol HCl, thu được dung dịch X. Cho dung dịch X lần lượt tác dụng với các chất sau: Al 2O3, NaOH, Na2SO4, AlCl3, Na2CO3, Mg, NaHCO3 và Al. Viết phương trình các phản ứng hoá học xảy ra (nếu có). Câu 5 (2,0 điểm) Bằng phương pháp hóa học, hãy loại bỏ tạp chất trong các khí sau: a) CO2 có lẫn tạp chất là SO2. b) SO2 có lẫn tạp chất là SO3. c) CO có lẫn tạp chất là CO2. d) CO2 có lẫn tạp chất là HCl. Câu 6 (2,0 điểm) Một hỗn hợp X gồm CuO và MgO. Chỉ dùng thêm dung dịch HCl và bột Al, hãy nêu 2 cách để điều chế đồng nguyên chất từ hỗn hợp X (các dụng cụ và điều kiện cần thiết có đủ). Viết phương trình các phản ứng hoá học xảy ra. Câu 7 (2,0 điểm) Cho một kim loại A tác dụng với dung dịch của một muối B (dung môi là nước). Hãy tìm một kim loại A, một muối B phù hợp với mỗi thí nghiệm có hiện tượng như sau: a) Kim loại mới bám lên kim loại A. https://nguyenthienhuongvp77.violet.vn 1 b) Dung dịch đổi màu từ vàng sang xanh lam. c) Có bọt khí và kết tủa keo trắng, sau đó kết tủa tan dần đến hết. d) Có bọt khí và kết tủa màu trắng lẫn kết tủa màu xanh lơ. Viết phương trình các phản ứng hóa học xảy ra. Câu 8 (2,0 điểm) Hấp thụ hoàn toàn 1,568 lít CO2 (đktc) vào 500ml dung dịch NaOH 0,16M, thu được dung dịch X. Thêm 250 ml dung dịch Y gồm BaCl2 0,16M và Ba(OH)2 aM vào dung dịch X, thu được 3,94 gam kết tủa. Tính giá trị của a. Câu 9 (2,0 điểm) Đốt 11,2 gam Fe trong không khí, thu được m 1 gam chất rắn A. Hòa tan hoàn toàn A trong 800 ml HCl 0,55M, thu được dung dịch B (chỉ chứa muối) và 0,448 lít khí (đktc). Cho dung dịch AgNO 3 dư vào B, thu được m2 gam kết tủa khan. Tính m1 và m2. Câu 10 (2,0 điểm) Trộn CuO với một oxit của kim loại M (M có hóa trị II không đổi) theo tỉ lệ mol tương ứng là 1:2 được hỗn hợp A. Dẫn một luồng khí CO dư đi qua 3,6 gam A nung nóng đến phản ứng hoàn toàn, thu được hỗn hợp B. Để hòa tan hết B cần 60 ml dung dịch HNO 3 2,5M, thu được dung dịch (chỉ chứa chất tan là muối nitrat của kim loại) và V lít khí NO duy nhất (đktc). Xác định kim loại M và tính V. ------------------- Hết------------------Thí sinh được sử dụng bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học và bảng tính tan, không được sử dụng các tài liệu khác. Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm. Họ và tên thí sinh:……………………………………………………. Số báo danh:………………… https://nguyenthienhuongvp77.violet.vn 2 SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 NĂM HỌC 2017-2018 HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN: HÓA HỌC HDC gồm 04 trang Câu 1 2 3 Hướng dẫn chấm a. Theo giả thiết:  2Z + N = 82  Z = 26   N -Z = 4  N = 30 Vậy NTK của X= 26+30= 56 => X là sắt( Fe) -24 8,74.10 . 6,022.10 = 7,1125 cm 3 74% b. 56 D Fe =  7,87 g/cm3 7,1125 => a. CaO: canxi oxit Fe(OH)3: Sắt (III) hiđroxit HClO: axit hipoclorơ H2SO3: axit sunfurơ H3PO4: axit photphoric Na3PO4: natri photphat Ca(H2PO4)2: canxi đihiđrophotphat SO2: lưu huỳnh đioxit N2O4: đinitơ tetraoxit AlCl3: nhôm clorua b. Gọi công thức của A là NaxCyOz (x,y,z  N*) 34,33.134 17,91.134 x 2; y = 2 23.100 12.100 134  23.2  12.2 z 4 16  CTPT A là Na2C2O4 Gọi nồng độ C% dung dịch A, B lần lượt là a, b( a<24,6 2,5a – b = 0 a 0,5 0,5 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 b – 24,6 24,6 m1 gam dung dịch A 0,5 23 V1 mol Fe = m1 gam dung dịch A Điểm b 0,25 24,6 – a m1 b-24,6 = m 24,6-a Theo sơ đồ đường chéo 2 0,25 Theo giả thiết: m1: m2 = 7: 3 hoặc m1: m2 = 3: 7 0,25 m1 b-24,6 7 = = m 24,6-a 3 => 3b + 7a =246 2 TH1: 0,25  2,5a - b = 0   7a + 3b = 246 Ta có   a = 16,97   b = 42,4 => loại vì b > 37 https://nguyenthienhuongvp77.violet.vn 0,25 3 m1 b - 24,6 3 = = m 24,6 a 7 2 TH2: 0,25  2,5a - b = 0   3a+7b = 246 Ta có  0,25  a = 12   b = 30 thỏa mãn Pt: 4 5 6 Ba + 2 HCl→ BaCl2 + H2 a/2 a ( mol) Vậy Ba còn tham gia phản ứng Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2 => Dung dịch X chứa BaCl2 và Ba(OH)2 0,5 Ba(OH)2 + Al2O3 → Ba(AlO2)2 + H2O 0,25 Ba(OH)2 + Na2SO4 → BaSO4↓ + 2NaOH BaCl2 + Na2SO4 → BaSO4↓ + 2NaCl 0,25 3Ba(OH)2 + 2AlCl3 → 3BaCl2 + 2Al(OH)3↓ Ba(OH)2 + 2Al(OH)3 → Ba(AlO2)2 + 4H2O 0,25 Ba(OH)2 + Na2CO3 → BaCO3↓ + 2NaOH BaCl2 + Na2CO3 → BaCO3↓ + 2NaCl 0,25 Ba(OH)2 + 2NaHCO3 → BaCO3↓ + Na2CO3 + 2H2O BaCl2 + Na2CO3 → BaCO3↓ + 2NaCl Hoặc Ba(OH)2 + NaHCO3 → BaCO3↓ + NaOH + H2O Ba(OH)2 + 2Al + 2H2O → Ba(AlO2)2 + 3H2↑ a) Dẫn hỗn hợp qua dung dịch Br2 dư, SO2 bị hấp thụ => thu được CO2  2HBr + H2SO4 Br2 + SO2 + 2H2O   b) Dẫn hỗn hợp SO3 và SO2 qua dung dịch BaCl2 dư, SO3 bị hấp thụ hết => thu được SO2  2HCl + BaSO4  SO3 + BaCl2 + 2H2O   c) Dẫn hỗn hợp CO2 và CO qua dung dịch nước vôi trong dư, CO2 bị hấp thụ hết => thu được CO Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O d) Dẫn hỗn hợp CO2 và HCl qua dung dịch NaHCO3 dư, HCl bị hấp thụ hết => thu được CO2  NaCl + CO2 + H2O NaHCO3 + HCl   Cách 1: Cho Al tác dụng với HCl thu được H2:  2AlCl3 + 3H2 2Al + 6HCl   Cho luồng khí H2 dư vừa thu được qua hỗn hợp CuO, MgO nung nóng, chất rắn sau phản ứng cho tác dụng với HCl dư (trong điều kiện không có oxi không khí), Cu không tan gạn lọc, rửa sạch, làm khô thu được Cu nguyên chất. 0,25 0,25 0,5 0,5 0,5 0,5 0,25 0,5 t0 CuO + H2   Cu + H2O  MgCl2 + H2O MgO + 2HCl   Cách 2: Cho HCl đến dư vào hỗn hợp CuO, MgO, dung dịch thu được cho tác dụng với Al dư.   MgCl2 + H2O MgO + 2HCl   CuO + 2HCl CuCl2 + H2O  2Al dư + 3CuCl2   2AlCl3 + 3Cu https://nguyenthienhuongvp77.violet.vn 0,25 0,5 4  2AlCl3 + 3H2 2Aldư + 6HCl   Hỗn hợp rắn thu được gồm Al dư, Cu. Đem hoà tan chất rắn trong HCl dư, Cu không tan gạn lọc, rửa sạch, làm khô thu được Cu nguyên chất.  2AlCl3 + 3H2 2Aldư + 6HCl   a. Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu b. Cu + 2Fe2(SO4)3 CuSO4 + 2FeSO4 7 8 c. 2Na + 2H2O  2NaOH + H2  3NaOH + AlCl3  Al(OH)3  + 3NaCl Al(OH)3 + NaOH  NaAlO2 + 2H2O d. Ba + 2H2O → H2 + Ba(OH)2 Ba(OH)2 + CuSO4 → BaSO4+ Cu(OH)2 1,568 n CO2  0,07 (mol) n 0,5 0,16 0, 08 (mol) 22, 4 ; NaOH n BaCl2 0, 25 0,16 0, 04 (mol) n Ba(OH)2 = 0,25a (mol) ; 3,94 n BaCO3  0, 02 (mol) 197 CO2 + NaOH → NaHCO3 0,07 0,08 0,07 (mol) NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 + H2O 0,07 0,01 0,01 (mol) 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,25 0,5 nBaCO3  nBaCl2  nNa2CO3  nBaCO3 trong dung dịch sau phản ứng không có Na2CO3, có dư BaCl2.  nNaHCO3  nNa2CO3  dung dịch sau phản ứng có dư NaHCO3, hết 0,5 Ba(OH)2. 9 BaCl2 + Na2CO3  BaCO3  + 2NaCl 0,01  0,01  0,01 (mol) Ba(OH)2 + NaHCO3  BaCO3  + Na2CO3 + 2H2O 0,25a  0,25a  0,25a  0,25a (mol) BaCl2 + Na2CO3  BaCO3  + 2NaCl 0,25a  0,25a (mol)  nBaCO3  0,25a + 0,25a = 0,02 – 0,01  a = 0,02 Theo giả thiết: n Fe = 0,5 0,25 11,2 = 0,2 mol; n HCl =0,8.0,55= 0,44 mol 56  Fe  FeO  FeCl2  +O2 , to Fe   A   +HCl B  + H2  + H2O  FeCl3  Fe3O4  Fe2O3 Bảo toàn nguyên tố H, được 0,44  0,02.2 nHCl =2nH2 +2nH2O  nH2O  0,2 (mol) 2 n =nH2O =0,2 (mol) Bảo toàn nguyên tố O, được O/A m =mA =mFe +mO/A =11,2 +0,2.16 =14,4 (gam) Bảo toàn khối lượng, được 1 Gọi số mol FeCl2 và FeCl3 lần lượt là x, y mol ( x, y  0) https://nguyenthienhuongvp77.violet.vn 0,5 0,5 0,25 5  x + y = 0,2   2x + 3y = 0,44  Bảo toàn nguyên tố Fe và Cl, ta có Khi cho AgNO3 dư sẽ thu được AgCl và Ag  Fe(NO3)3 + Ag + 2AgCl 3AgNO3 + FeCl2    0,16 0,16 Bảo toàn nguyên tố Cl, được nAgCl= nHCl = 0,44 mol  x 0,16   y 0, 04 0,25 (mol) => m2 = 0,44. 143,5 + 0,16. 108= 80,42 gam 10 Gọi oxit kim loại phải tìm là MO và số mol CuO và MO trong A lần lượt là a và 2a. Vì CO chỉ khử được những oxit kim loại đứng sau nhôm trong dãy điện hóa nên có 2 khả năng xảy ra: * Trường hợp 1: M đứng sau nhôm trong dãy điện hóa to CuO + CO   Cu + H2O  a a (mol) o t MO + CO   M + H2O  2a 2a (mol) 3Cu + 8HNO3  3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O 8 2  3a a  3 a (mol) (mol) 3M + 8HNO3  3 M(NO3)2 + 2NO + 4H2O 8 2  3 .2a 2a  3 .2a (mol) (mol) 8 16  nHNO3  a a 0,15  3 3 a = 0,01875 3,6 0,01875.80  M  16  56  M 40 2.0,01875  M là canxi  loại vì Ca đứng trước Al * Trường hợp 2: M đứng trước nhôm trong dãy điện hóa to CuO + CO   Cu + H2O  a a (mol) 3Cu + 8HNO3  3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O 8 2  3a a  3 a (mol) (mol) MO + 2HNO3  M(NO3)2 + H2O 2a  4a (mol) 8 n  a 4a 0,15  a 0,0225  HNO3 3 3,6  0,0225.64  M  16  2.0,0225   M = 24 M là Mg thỏa mãn. 0, 0225. 2 3  V= . 22,4 = 0,336 lít. https://nguyenthienhuongvp77.violet.vn 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,25 6