Đề thi HSG Hóa 9 vòng 1 huyện Yên Lạc năm 2014-2015

PHÒNG GD&ĐT YÊN LẠC ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9 THCS VÒNG I - CẤP HUYỆN. NĂM HỌC 2014 - 2015 Môn: Hóa học. Thời gian làm bài: 120 phút (Đề thi gồm: 01 trang) Câu 1. (2 điểm): 1. Xác định các chất A, B, C, D, E, F và hoàn thành các phương trình hóa học theo các sơ đồ phản ứng sau: MnO2 + HCl K2SO3 + NaHSO4 Khí B + FeCl3(dd) Khí A Khí C Kết tủa E FeS + HCl Khí B NH4HCO3 + NaOH Khí D CO2(dư) + NaAlO2(dd) Kết tủa F 2. Chỉ dùng quỳ tím, hãy trình bày phương pháp hóa học để nhận biết 5 dung dịch không màu (riêng biệt) sau: NaCl, Ba(OH)2, KOH, Na2SO4, H2SO4. Câu 2. (2 điểm): 1.Khử hoàn toàn 6,4 gam một oxit kim loại cần dùng 0,12 mol H 2. Kim loại thu được cho tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 0,08 mol H 2. Xác định công thức hóa học của oxit kim loại trên. 2.Trong bình cầu chứa đầy khí HCl (ở đktc), người ta cho vào bình cầu đầy nước cất để hòa tan hết lượng HCl trên. Tính nồng độ % của axit thu được. Câu 3. (2,25 điểm): Hỗn hợp A gồm các kim loại Mg, Al, Fe. 1.Lấy 14,7 gam hỗn hợp A cho tác dụng với dung dịch NaOH dư, sinh ra 3,36 lít khí (đktc). Mặt khác cũng lấy 14,7 gam hỗn hợp A cho tác dụng với dung dịch HCl dư, sinh ra 10,08 lít khí (đktc) và dung dịch B. Cho dung dịch B tác dụng với dung dịch NaOH dư, kết tủa tạo thành được rửa sạch, nung nóng trong không khí đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn. Tính m và tính % theo khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp A. 2. Cho hỗn hợp A tác dụng với dung dịch CuSO4 dư, sau khi phản ứng kết thúc, lọc lấy chất rắn, đem hòa tan hết chất rắn trong dung dịch HNO3 loãng dư, thu được 26,88 lít khí NO (đktc). Tính khối lượng hỗn hợp A. Câu 4. (2,25 điểm): 1. Cho 29,6 gam hỗn hợp gồm Cu và Fe tác dụng với oxi không khí, sau phản ứng thu được 39,2 gam hỗn hợp A gồm (CuO, FeO, Fe2O3 và Fe3O4). Hòa tan hoàn toàn A trong dung dịch H2SO4 loãng, dư. Tính khối lượng muối sunfat thu được. 2. Hỗn hợp A gồm SO2 và không khí có tỉ lệ thể tích tương ứng là 1: 5. Nung nóng hỗn hợp A với xúc tác V2O5 sau phản ứng thu được hỗn hợp khí B. Tỉ khối hơi của A so với B là 0,93. Tính hiệu suất của phản ứng (Biết không khí là hỗn hợp chứa 20% O2 và 80% N2 về thể tích). Câu 5. (1,5 điểm): Cho Fe tan vừa hết trong H2SO4 thu được khí A (duy nhất) và 8,28 gam muối. 1. Tính khối lượng Fe đã phản ứng. Biết rằng số mol Fe phản ứng bằng 37,5% số mol H2SO4. 2. Dẫn toàn bộ khí A ở trên vào 100 ml dung dịch NaOH 1M. Tính nồng độ mol/l của dung dịch sau phản ứng (cho rằng thể tích dung dịch không thay đổi). (Thí sinh được sử dụng Bảng tuần hoàn các nguyên tố Hóa học) ----------------HẾT-------------Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm. HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN HÓA HỌC LỚP 9 KÌ THI CHỌN HSG CẤP HUYỆN- VÒNG I Câu 1 ( 2 điểm) Phần 1( 1điểm) 2(1điểm) Nội dung trình bày Điểm A: Cl2; B: H2S; C: SO2; D: NH3; E: S; F: Al(OH)3. Các PTHH: MnO2 + 4HCl MnCl2 + Cl2 + 2H2O FeS + 2HCl FeCl2 + H2S K2SO3 + 2NaHSO4 K2SO4 + Na2SO4 + SO2 + H2O NH4HCO3 + 2NaOH Na2CO3 + NH3 + 2H2O H2S + 2FeCl3 2FeCl2 + S + 2HCl CO2 + NaAlO2 + 2H2O Al(OH)3 + NaHCO3 Lấy mỗi dung dịch một ít làm mẫu thử, nhúng quỳ tím vào các mẫu thử: - Mẫu làm quỳ tím hóa đỏ là H2SO4. - Hai mẫu làm quỳ hóa xanh là: Ba(OH)2 và KOH (nhóm I) - Hai mẫu không làm quỳ đổi màu la: NaCl và Na2SO4 (nhóm II). Nhỏ H2SO4 vào các mẫu ở nhóm I: mẫu có kết tủa là Ba(OH)2 mẫu còn 0,25 lại là KOH: 0,25 H2SO4 + Ba(OH)2 BaSO4 + 2H2O 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Lấy Ba(OH)2 nhỏ vào các mẫu ở nhóm II: mẫu có kết tủa là Na2SO4 mẫu còn lại là NaCl: Ba(OH)2 + Na2SO4 BaSO4 + 2NaOH 0,25 Câu 2 (2 điểm) Phần Nội dung trình bày Điểm Vì n(H2 dùng để khử) > n(H2 sinh ra)  Kim loại có nhiều hóa trị. Gọi CTHH của kim loại, oxit, muối tương ứng là: M, MxOy, MCln. MxOy + yH2 xM + yH2O (1) 2M + 2nHCl 2MCln + nH2 (2) 0,25 0,25 Từ (1): số mol của O(trong oxit) = n(H2) = 0,12 mol 1.(1,25 điểm)  mM = moxit – m(O trong oxit) = 6,4 – 0,12 .16 = 4,48 gam. 0,25 Từ (2): nM = 2.n(H2) /n = 2.0,08/n = 0,16/n (mol) Vậy: M = 4,48 : 0,16/n Suy ra: M = 28n ( chỉ có n = 2, M = 56 của sắt là phù hợp) 0,25 Vậy M là Fe: n(Fe) = 0,16/2 = 0,08 mol  CTHH oxit: FexOy: x/y = n(Fe) : n(O) = 0,08 : 0,12 = 2 :3 0,25 Vậy CTHH của oxit là: Fe2O3. 2.(0,75điểm) Gọi V (l) là thể tích của bình cầu: n(HCl) = V/22,4 (mol) Suy ra: m(HCl) = 36,5V/22,4 (g). Vì khối lượng riêng của nước cất là 1 (g/ml)  m(H2O) = 1000V (g) 0,25 Khối lượng dung dịch sau khi HCl tan hết = 36,5V/22,4 + 1000V (g) Vậy: C%(HCl) = [(36,5V/22,4) : (36,5V/22,4 + 1000V)] . 100% = 0,163%. 0,25 0,25 Câu 3 (2,25 điểm) Phần Nội dung trình bày Điểm Gọi x, y, z tương ứng la số mol của Mg, Al, Fe có trong 14,7 g hỗn hợp A: - Hoà tan trong NaOH dư: Al + NaOH + H2O 0,25 NaAlO2 + 1,5H2 y 1,5y = 3,36/22,4 = 0,15  y = 0,1 1,5y - Hòa tan trong HCl dư: Mg + 2HCl MgCl2 + H2 x x Al + 3HCl y 1(1,25 điểm) Fe + 2HCl z AlCl3 + 1,5H2 1,5y FeCl2 + H2 z Theo đề và trên, ta có: 24x + 27y + 56z = 14,7 (1) x + 1,5y + z = 10,08/22,4 = 0,45 (2) y = 0,1 (3) Giải hệ (1, 2, 3), ta được: x = z = 0,15; y = 0,1. Vậy % về khối lượng: m (Mg) = 24.0,15 = 3,6 (g) chiếm 24,49% m (Al) = 27.0,10 = 2,7 (g) chiếm 18,37% m (Fe) = 56.0,15 = 8,4 (g) chiếm 57,14%. - Cho ddB + NaOH dư, nung kết tủa trong không khí thu được rắn gồm (MgO, Fe2O3) m = 18 gam. 2(1 điểm) 0,25 Cho A + dd CuSO4 dư: Giả sử cho 14,7 gam A tác dụng với CuSO4 dư: Mg + CuSO4 MgSO4 + Cu (1) 0,15 0,15 2Al + 3CuSO4 Al2(SO4)3 + 3Cu (2) 0,1 0,15 Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu (3) 0,15 0,15 Số mol khí NO: 26,88/22,4 = 1,2 mol 3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O (4) (1,2. 3/2= 1,8) mol 1,2 mol 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 Theo (1, 2, 3): Cứ 0,45 mol Cu được giải phóng ra, khối lượng hỗn hợp A phải có 14,7 gam. Vậy theo (4): 1,8 mol Cu bị hòa tan bởi HNO3 thì khối lượng hỗn hợp A là: mA = 14,7 . 1,8/ 0,45 = 58,8 gam. 0,25 Câu 4 (2,25 điểm) Phần Nội dung trình bày Sơ đồ các quá trình phản ứng: - (Cu, Fe) + O2 (CuO, FeO, Fe2O3, Fe3O4) - (CuO, FeO, Fe2O3, Fe3O4) + H2SO4 Muối sunfat + H2O 1(1 điểm) Từ quá trình trên => số mol H2SO4 phản ứng = số mol oxi trong oxit BTKL: moxi = 39,2 – 29,6 = 9,6(g) Điểm 0,25 0,25 => => số mol H2SO4 phản ứng = 0,6 (mol) BTKL và BTNT: Khối lượng muối = khối lượng kim loại + khối lượng gốc sunfat => mmuối = 29,6 + 96. 0,6 = 87,2 (g) Trong A: gọi a là số mol của SO2  5a là số mol không khí (trong đó có 0,25 a mol O2 và 4a mol N2): nA = 6a mol. Gọi a1 là số mol SO2 pư 0,25 2SO2 + O2 Trước pư: Pư: 2(1,25 điểm) a 2SO3 0,25 0,25 a a1 0,5 a1 a1 Sau pư khí B gồm: 0,25 SO2(a-a1) mol, O2(a-0,5a1) mol, SO3(a1) mol, N2(4a) mol: nB = (6a – 0,5 a1) mol BTKL: mA = mB . Mặt khác : dA/B = 0,93.  nB = 0,93nA 0,25 0,25  (6.a – 0,5.a1) = 0,93. 6.a a1 = 0,84.a.  h = a1.100%/a = 84%. Câu 5 (1,5 điểm) Phần 1.(1 điểm) Nội dung trình bày Điểm Gọi x, y tương ứng là số mol của Fe và H2SO4: Theo đề x = 0,375y. Nếu H2SO4 loãng  chỉ có pư: Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 Theo pư: n(Fe) : n(H2SO4) = 1 : 1 trái với đề bài ( = 0,375)  Loại. Vậy H2SO4 là đặc, nóng: 0,25 2Fe + 6H2SO4 Có thể có: Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (1) Fe + 2H2SO4 FeSO4 + SO2 + 2H2O ( có thể viết: Fe + Fe2(SO4)3 (2) 3FeSO4 ) Theo (1) : n(Fe) : n(H2SO4) = 1/3 Theo (2) : n(Fe) : n(H2SO4) = 1/2 Theo đề : n(Fe) : n(H2SO4) = 0,375  1/3 < 0,375 < 1/2  Xảy ra cả 2 pư (1, 2), dung dịch có 2 muối. Theo (1,2): số mol SO2 = số mol gốc SO4 trong muối. 0,25 Theo đề có y mol gốc SO4 trong axit tạo muối và tạo khí SO2 BTNT(S)Số mol gốc SO4 trong muối = số mol SO2 = y/2 = 0,5y 0,25 (mol) m(muối) = m(Fe) + m(gốc SO4) = 0,375y. 56 + 0,5y. 96 = 8,28.  y = 0,12 (mol)  n(Fe) = 0,375.y = 0,045mol; n(SO 2) = 0,06 mol. 0,25 Vậy: m(Fe) = 0,045 .56 = 2,52 gam. Ta thấy: 1