Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 năm học 2011-2012 môn: hóa học thời gian làm bài: 150 phút

UBND HUYỆN TAM DƯƠNG
ĐỀ CHÍNH THỨC
PHÒNG GD&ĐT
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 9
Năm học 2011-2012
Môn: Hóa học 
Thời gian làm bài: 150 phút 
Đề thi này gồm 01 trang
Câu 1: (1,75 điểm)
 1) Tìm các chất X1, X2, X3,  thích hợp và hoàn thành các phương trình hóa học sau:
X1 + X2 Na2SO4 + BaSO4 + CO2 + H2O
X1 + X3 Na2SO4 + BaSO4 + CO2 + H2O
X2 + X4 X3 + H2O
X2 + X5 X3 + CaCO3 + H2O
 2) Chỉ dùng hai kim loại hãy nhận biết 3 dung dịch sau: NaCl, HCl và NaNO3.
Câu 2: (1 điểm)
Một loại quặng có thành phần các nguyên tố: 14,4% Ca; 19,4% Al còn lại là thành phần phần trăm về khối lượng của Silic và Oxi. Hãy xác định công thức của quặng đó.
Câu 3: (2 điểm)
Cho 16,8 gam Fe tan hết trong dung dịch H2SO4 đặc, nóng, thu được khí SO2 và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được 52,8 gam muối khan.
 a) Tính khối lượng H2SO4 đã phản ứng.
 b) Cho toàn bộ lượng khí SO2 thu được ở trên tác dụng với 550ml dung dịch NaOH 1M, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y. Tính khối lượng chất tan có trong dung dịch Y. 
Câu 4: (2 điểm)
 1) Cho hỗn hợp chất rắn gồm FeS2, CuS, Na2O. Chỉ được dùng thêm nước và các điều kiện cần thiết (nhiệt độ, xúc tác,...). Hãy trình bày phương pháp và viết các phương trình hóa học xảy ra để điều chế FeSO4, Cu(OH)2.
 2) Cho a gam hỗn hợp gồm CuO, MgO, ZnO, Fe2O3 tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl thu được 45 gam nước. Hãy tìm khoảng xác định của giá trị a.
Câu 5: (1,25 điểm)
Cho hỗn hợp X gồm Na, Al, Fe phản ứng hết với dung dịch H2SO4 loãng, dư thu được V lít khí H2.
Nếu thay Na và Fe trong hỗn hợp X bằng kim loại M (hóa trị II, không đổi) có khối lượng bằng tổng khối lượng của Na và Fe, khối lượng Al vẫn giữ nguyên thì thu được hỗn hợp Y. Hòa tan hoàn toàn Y vào dung dịch H2SO4 loãng, dư cũng thu được V lít khí H2. 
Xác định kim loại M, biết các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất.
Câu 6: (2 điểm)
Cho 1,02 gam hỗn hợp A gồm Fe và Mg vào 200ml dung dịch CuSO4. Sau khi các phản ứng hoàn toàn, lọc, thu được 1,38 gam chất rắn B và dung dịch C. Thêm dung dịch NaOH (dư) vào C, lấy kết tủa đem nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi, được 0,9 gam chất rắn D. 
 a) Tìm nồng độ CM của dung dịch CuSO4.
 b) Tính thành phần phần trăm theo khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp A.
(Cho: Ca = 40; Al = 27; Si = 28; O = 16; Fe = 56; S = 32; H = 1; Na = 23; Cu = 64; Mg = 24; Zn = 65; Cl = 35,5).
.HẾT..
	Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm.
	Họ tên thí sinh..........................................................................SBD:.....................
UBND HUYỆN TAM DƯƠNG
PHÒNG GD&ĐT
HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN HÓA HỌC
KÌ THI CHỌN HSG LỚP 9 
Năm học: 2011-2012
(HDC này gồm 04 trang)
Câu
Nội dung trình bày
Điểm
1
(1,75 đ)
1) X1: NaHSO4; X2: Ba(HCO3)2; X3: BaCO3; X4: Ba(OH)2; X5: Ca(OH)2
2NaHSO4 + Ba(HCO3)2 Na2SO4 + BaSO4 + 2CO2 + 2H2O
2NaHSO4 + BaCO3 Na2SO4 + BaSO4 + CO2 + H2O
Ba(HCO3)2+ Ba(OH)2 2BaCO3+ 2H2O
Ba(HCO3)2 + Ca(OH)2 BaCO3 + CaCO3 + 2H2O
2) Hai kim loại dùng để nhận biết là Fe và Cu.
- Lấy một ít các chất trên ra các lọ khác nhau có đánh dấu.
- Cho Fe lần lượt vào các dung dịch, dung dịch nào thấy xuất hiện bọt khí là HCl, hai dung dịch còn lại không có hiện tượng.
Fe + 2HCl FeCl2 + H2
- Cho dung dịch HCl vừa nhận được vào 2 dung dịch còn lại. Sau đó cho kim loại Cu vào, nếu dung dịch nào xuất hiện khí không màu thoát ra, hóa nâu trong không khí thì dung dịch đó chứa HCl + NaNO3 nhận ra dung dịch NaNO3. Dung dịch còn lại là NaCl.
3Cu + 8NaNO3 + 8HCl 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O + 8NaCl
 2NO + O2 2NO2 (màu nâu)
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
0,5 đ
2
(1 đ)
Theo đề bài, tổng (%Si + %O) trong quặng là:
100% - (14,4% + 19,4%) = 66,2%.
Đặt % Si là a % thì %O là (66,2 – a)%.
Công thức quặng cần tìm có dạng : CaxAlySizOt.
Theo tính chất trung hòa điện tích : ta có :
Giải ra : a = 20,14. Do đó, ta có tỉ lệ số nguyên tử :
x : y : z : t = = 1 : 2 : 2 : 8.
Vậy công thức của quặng là CaAl2Si2O8 hay CaO.Al2O3.2SiO2.
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
3
(2 đ)
a) Ta có : (mol)
Cho 16,8 gam Fe tan hết trong dung dịch H2SO4 đặc, nóng:
2Fe + 6H2SO4 (đặc) Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (1)
Giả sử muối khan chỉ có Fe2(SO4)3 khi đó:
Theo (1): (mol)
 (gam) 52,8 (gam) muối khan (vô lí).
Điều đó chứng tỏ sau phản ứng (1) H2SO4 hết, Fe dư và xảy ra tiếp phản ứng:
Fe + Fe2(SO4)3 3FeSO4 (2)
Gọi số mol Fe phản ứng ở (1) và (2) lần lượt là x và y.
 x + y = 0,3 (I)
Theo (1): (mol).
Theo (2): (mol)
	(mol).
muối khan gồm: 3y (mol) FeSO4 và (0,5x-y) (mol) Fe2(SO4)3.
400.(0,5x – y) + 152.3y = 52,8
200x + 56y = 52,8 (II)
Từ (I) và (II) ta có: 
Theo (1): (mol)
Khối lượng axit H2SO4 đã tham gia phản ứng là: 
(gam)
b) Ta có: (mol).
Theo (1): (mol).
Vì 1 < < 2 nên phản ứng tạo 2 muối KHSO3 và K2SO3.
KOH + SO2 KHSO3
 a a a 	(mol)
 2KOH + SO2 K2SO3 + H2O
 2b b b (mol)
Khối lượng chất tan có trong dung dịch Y là:
(gam)
(gam)
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
4
(2 đ)
1) - Hòa tan hỗn hợp vào nước lọc, tách lấy chất rắn FeS2, CuS và dung dịch NaOH:
Na2O + H2O 2NaOH
- Điện phân nước thu được H2 và O2: 
	2H2O 2H2 + O2	(1)	
- Nung hỗn hợp FeS2, CuS trong O2 (ở 1) dư đến phản ứng hoàn toàn được hỗn hợp rắn Fe2O3, CuO và khí SO2:
4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2
CuS + O2 CuO + SO2
- Tách lấy khí SO2 cho tác dụng với O2 (ở 1) dư có xúc tác, sau đó đem hấp thụ vào nước được H2SO4:
2SO2 + O2 2SO3
 SO3 + H2O H2SO4 (2)
- Lấy hỗn hợp rắn Fe2O3, CuO đem khử hoàn toàn bằng H2 (ở 1) dư ở nhiệt độ cao được hỗn hợp Fe, Cu. Hòa tan hỗn hợp kim loại vào dung dịch H2SO4 loãng (ở 2), được dung dịch FeSO4. Phần không tan Cu tách riêng.
Fe2O3 + 3H2 2Fe + 3H2O
CuO + H2 Cu + H2O
Fe + H2SO4 FeSO4 + H2
- Cho Cu tác dụng với O2 (ở 1) tạo ra CuO sau đó hòa tan vào dung dịch H2SO4 (ở 2) rồi cho tiếp dung dịch NaOH vào, lọc tách thu được kết tủa Cu(OH)2.
2Cu + O2 2CuO
CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O
CuSO4 + 2NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4 
2) PTHH dạng tổng quát:
R2On + 2nHCl 2RCln + nH2O
Theo PTHH: nO(trong hỗn hợp oxit) = nO(trong ) = = (mol)
- Khối lượng hỗn hợp oxit là cực tiểu khi tất cả là MgO:
nMgO = nO = 2,5 (mol)
mhh = mMgO = 2,5.40 = 100 (gam)
- Khối lượng hỗn hợp oxit là cực đại khi tất cả là ZnO:
nZnO = nO = 2,5 (mol)
mhh = mZnO = 2,5.81 = 202,5 (gam)
Vậy giá trị của a nằm trong khoảng: 100 (gam) < a < 202,5(gam)
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
5
(1,25 đ)
Gọi số mol của Na và Fe lần lượt là 2a (mol) và b (mol). Vì các thể tích đo cùng điều kiện (to, p) nên tỉ lệ thể tích chính là tỉ lệ số mol.
2Na + H2SO4 (loãng) Na2SO4 + H2
 2a a (mol)
Fe + H2SO4 (loãng) FeSO4 + H2
 b b	(mol)
Thay Na và Fe bằng kim loại M:
 M + H2SO4 (loãng) MSO4 + H2
 (a + b) (a +b) (mol)
Ta có: 2(a + b).M = 46a +56b M = 
Nhận xét: 
 23 < M < 28 M = 24
Vậy M là Mg.
0,5 đ
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
6
(2 đ)
PTHH: 
Mg + CuSO4 MgSO4 + Cu (1)
 Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu (2)
MgSO4 + 2NaOH Mg(OH)2 + Na2SO4 (3)
FeSO4 + 2NaOH Fe(OH)2 + Na2SO4 (4)
Mg(OH)2 MgO + H2O (5)
2Fe(OH)2 + O2 Fe2O3 + 2H2O (6)
a) Theo đầu bài: 1,02 gam hỗn hợp Mg và Fe qua những biến đổi chỉ thu được 0,9 gam chất rắn D. Như vậy CuSO4 thiếu, kim loại còn dư.
Gọi số mol Mg và Fe ban đầu lần lượt là a (mol) và b (mol).
Ta có: 24a + 56b = 1,02 (I)
Vì Mg mạnh hơn Fe nên trong phản ứng với CuSO4 thì Mg phản ứng trước.
+ Trường hợp 1: Chất rắn B gồm 3 kim loại Mg, Fe, Cu.
Gọi số mol Mg tham gia phản ứng là c (mol).
Ta có: 24(a – c) + 56b + 64c = 1,38 (II)
 40c = 0,9 (III)
Từ (I), (II) và (III) ta có hệ phương trình: 
Hệ phương trình trên vô nghiệm không xảy ra trường hợp này.
+ Trường hợp 2: Chất rắn B gồm 2 kim loại Fe và Cu.
Gọi số mol Fe phản ứng là x mol.
Theo đề bài ta có hệ phương trình: 
Giải hệ ta được: a = 0,0075 ; b = 0,015 ; x = 0,0075
Tổng số mol của CuSO4 là : 0,0075 + 0,0075 = 0,015 (mol)
Nồng độ CM của dung dịch CuSO4 là:
b) Thành phần phần trăm khối lượng của hỗn hợp A:
%mMg = 
%mFe = 100% - 17,65% = 82,35%.
0,25 đ
0,25 đ
0,5 đ
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
0,25 đ
------------------HẾT --------------------
L­u ý:
ThÝ sinh cã thÓ gi¶i nhiÒu c¸ch, nÕu ®óng vÉn ®­îc ®iÓm tèi ®a.
NÕu thÝ sinh gi¶i ®óng trän kÕt qu¶ cña 1 ý theo yªu cÇu ®Ò ra th× cho ®iÓm trän ý mµ kh«ng cÇn tÝnh ®iÓm tõng b­íc nhá, nÕu tõng ý gi¶i kh«ng hoµn chØnh, cã thÓ cho mét phÇn cña tæng ®iÓm tèi ®a dµnh cho ý ®ã. §iÓm toµn bµi chÝnh x¸c ®Õn 0,25®.