Đề thi học sinh giỏi môn Hóa học Lớp 9 - Năm học 2016-2017 - Phòng GD&ĐT Gia Lộc (Có đáp án)

PHÒNG GD&ĐT GIA LỘC
ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9
Năm học 2016– 2017
MÔN HÓA HỌC
Thời gian làm bài: 150 phút
(Đề này gồm có 05 câu, 01 trang)
Câu 1 (2,0 điểm):
a) Nêu hiện tượng và viết phương trình phản ứng xảy ra trong mỗi thí nghiệm sau:
- Sục khí SO2 từ từ vào nước vôi trong, sau đó thêm nước vôi trong vào dung dịch thu được
- Cho Fe3O4 vào dung dịch axit sunfuric
b) Không dùng hoá chất nào khác nêu phương pháp nhận biết 4 lọ đựng 4 dung dịch bị mất nhãn sau: Na2CO3 , BaCl2 , NaCl, HCl.
Câu 2: (2,0 điểm). 
a) Viết phương trình hóa học theo sơ đồ chuyển hóa sau:
FeS2
b) Trong phòng thí nghiệm ta thường điều chế khí CO2 từ CaCO3 và dung dịch HCl (dùng bình kíp), do đó khí CO2 thu được còn bị lẫn một ít khí hiđro clorua và hơi nước. Hãy trình bày phương pháp hoá học để thu được khí CO2 tinh khiết. Viết các phương trình hoá học của các phản ứng hoá học xảy ra.
Câu 3: (2,0 điểm)
a) Cần lấy bao nhiêu gam tinh thể CuSO4.5H2O và bao nhiêu gam dung dịch CuSO4 4% để điều chế 500 gam dung dịch CuSO4 8%.
b) Cho m gam hỗn hợp Na và Fe tác dụng hết với axit HCl. Dung dịch thu được cho tác dụng với Ba(OH)2 dư rồi lọc lấy kết tủa tách ra, nung trong không khí đến lượng không đổi thu được chất rắn nặng m gam. Tính % lượng mỗi kim loại ban đầu.
Câu 4. (2,0 điểm)
a) Hấp thụ 5,6 lít khí CO2 (đkc) vào 400 ml dung dịch NaOH 1M nhận được dung dịch A. Hỏi trong A chứa muối gì với lượng bằng bao nhiêu?
b) Cho từ từ một luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m gam hỗn hợp gồm Fe , FeO, Fe3O4 , Fe2O3 đun nóng thu được 64 gam sắt, khí đi ra sau phản ứng cho đi qua dung dịch Ca(OH)2 dư được 40 gam kết tủa. Tìm m?
Câu 5. (2,0 điểm)
Nung 16,2 gam hỗn hợp A gồm các oxit MgO, Al2O3 và MO trong một ống sứ rồi cho luồng khí H2 đi qua (với hiệu suất phản ứng 80%). Lượng hơi nước tạo ra chỉ được hấp thụ 90% vào 15,3 gam dung dịch H2SO4 90%, kết quả thu được dung dịch H2SO4 86,34%.
	Chất rắn còn lại trong ống được hòa tan trong một lượng vừa đủ axit HCl, thu được dung dịch B và còn lại 2,56 gam chất rắn kim loại M không tan.
	Lấy 1/10 dung dịch B cho tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc lấy kết tủa nung ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi thì thu được 0,28 gam oxit.
	a) Xác định kim loại M.
	b) Tính % theo khối lượng các chất trong hỗn hợp A.
 (Cho biết: K= 39, Na= 23, Ba= 137, Mg= 24, Al= 27, Fe= 56, Zn= 65, Cu= 64, S= 32, C= 12,O= 16, H= 1, Cl= 35,5)
HƯỚNG DẪN CHẤM
Câu
Ý
Đáp án
Điểm
1
(2,0đ)
a
- Sục khí SO2 từ từ vào nước vôi trong thấy xuất hiện kết tủa trắng rồi kết tủa tan, sau đó thêm nước vôi trong vào dung dịch thu được thì kết tủa trắng lại xuất hiện.
SO2 + Ca(OH)2 CaSO3 + H2O
SO2 + CaSO3 + H2O Ca(HSO3)2
Ca(HSO3)2 + Ca(OH)2 CaSO3 + H2O
- Cho Fe3O4 vào dung dịch axit sunfuric thấy chất rắn tan dần tạo thành dd màu vàng nâu.
Fe3O4 + 3H2SO4 FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 3H2O
0,25
0,25
0,25
0,25
b
- Đánh số thứ tự các lọ theo thứ tự từ 1 đến 4.
- Trích mỗi hoá chất ra ống nghiệm làm mẫu thử rồi đánh số thứ tự tương ứng. 
- Lần lượt đem các mẫu thử đun nóng
+ Mẫu thử nào bay hơi hết thì đó là dung dịch HCl.
- Dùng mẫu thử HCl nhận biết được ở trên nhỏ vào 3 mẫu thử còn lại.
+ Mẫu thử nào có khí bay lên là dung dịch Na2CO3
 Na2CO3 + 2HCl NaCl + CO2 + H2O
- Dùng dung dịch Na2CO3 vừa nhận biết ở trên nhỏ vào 2 mẫu thử còn lại.
+ Mẫu thử nào xuất hiện kết tủa trắng là dung dịch BaCl2.
 BaCl2 + Na2CO3 BaCO3 + 2NaCl
- Chất còn lại là NaCl
0,25
0,25
0,25
0,25
2
(2,0đ)
a
 4FeS2 + 11O2 8SO2 + 2 Fe2O3
2SO2 + O2 2 SO3
SO3 + H2O H2SO4
H2SO4 (l) + Fe FeSO4 + H2
Fe2O3 +3 H2 2Fe +3 H2O
2Fe + 3Cl2 2FeCl3
FeCl3 + 3NaOH Fe(OH)3 + 3 NaCl
2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3 H2O
0,125
0,125
0,125
0,125
0,125
0,125
0,125
0,125
b
Dẫn khí CO2 thu được còn bị lẫn một ít khí HCl và hơi nước vào dd NaHCO3, sau đó tiếp tục dẫn vào P2O5 để làm khô, thu lấy khí thoát ra ta được CO2 tinh khiết
CaCO3 + 2HCl CaCl2 + CO2 + H2O
HCl + NaHCO3 NaCl + CO2 + H2O
0,5
0,5
3
(2,0đ)
a
m CuSO4 trong 500 g dung dịch 8% là 
Đặt a là khối lượng tinh thể CuSO4.5H2O cần lấy , ta có khối lượng dd CuSO4 4% là 500 – a 
Khối lượng CuSO4 có trong tinh thể là g
Khối lượng CuSO4 trong dd CuSO4 4% là g
Ta có PT : + = 40 
Giải PT ta được a = 33,33 g tinh thể CuSO4.5H2O 
Và 466,67 g dung dịch CuSO4 4%.
0,25
0,25
0,25
0,25
b
 - PTHH xảy ra khi cho m gam hỗn hợp Na và Fe tác dụng với HCl:
	2Na + 2HCl 2NaCl + H2	(1)
	Fe + 2HCl FeCl2 + H2	(2)
- PTHH xảy ra khi cho dung dịch thu được tác dụng với Ba(OH)2 dư:
	FeCl2 + Ba(OH)2 Fe(OH)2 + BaCl2	(3)
- PTHH xảy ra khi nung kết tủa trong không khí:
	4Fe(OH)2 + O2 2Fe2O3 + 4H2O	(4)
- Gọi m = mFe + mNa = 100 gam 
- Theo PTHH (4):	
- Theo PTHH (3):	
- Theo PTHH (2):	
- Vậy:	%Fe = 70%
	% Na = 30%.
0,25
0,25
0,25
0,25
4
(2,0đ)
a
nCO= 5,6: 22,4= 0,25 (mol)
 nKOH = = 0,4 ( mol)
 Ta có: 1< < 2 Sản phẩm tạo 2 muối.
 CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O (1)
 x 2x x
 CO2 + NaOH NaHCO3 (2)
 y y y
 Gọi số mol của CO2 trong PTHH (1), (2) lần lượt là x, y 
 Ta có x+y = 0,25
 2x + y = 0,4
 Giải ra ta được x= 0,15 , y = 0,1
 mNaCO= 0,15 x 106= 15,9 g
 mNaHCO= 0,1 x 84 = 8,4 g
 mmuối = 15,9+8,4= 24,3 g
0,25
0,25
0,25
0,25
b
PTHH FeO + CO Fe + CO2 
 Fe2O3 + 3 CO 2 Fe + 3 CO2 
 Fe3O4 + 4 CO 3 Fe + 4 CO2 
 CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
 nCaCO= 40:100= 0,4 mol 
Theo các PTHH trên nO trong các oxit = nCaCO= 0,4 mol
 nO=0,4 x 16 = 6,4 gam
 m = 64+ 6,4 = 70,4 gam 
0,25
0,25
0,25
0,25
5
(2,0đ)
a
1,25đ 
Xác định M: 
Gọi a mol là số mol của MgO; b mol là số mol của Al2O3; c mol là số mol của MO
Ta có: 
H2 không khử MgO và Al2O3 nên chỉ có MO bị khử.
t0
Theo đề bài hiệu suất phản ứng là 80%, nên chỉ có 0,8c mol MO bị khử: 
MO + H2 	M + H2O
0,8c mol	0,8c mol	0,8c mol	
 Chất rắn còn lại sau phản ứng gồm: a mol MgO; b mol Al2O3; 0,2c mol MO còn dư và 0,8c mol M mới tạo thành. 
 Theo đề bài có 90% hơi nước bị H2SO4 hấp thụ: 
	0,9.0,8c = 0,72c mol H2O bị nước hấp thụ. 
 Trước khi hấp thụ hơi nước, nồng độ của axit: 
Sau khi hấp thụ hơi nước , nồng độ axit:
Khối lượng H2SO4 không đổi nên ta có: 
Vậy chất còn lại sau phản ứng với H2 gồm: a mol MgO; b mol Al2O3; M ; MO còn dư. 
Khi hòa tan trong axit HCl ta có phương trình: 
MgO + 2HCl	 MgCl2 + H2O
a mol	 a mol 
Al2O3 + 6HCl	 2AlCl3 + 3H2O
b mol	 2b mol 
MO + 2HCl 	MCl2 + H2O
0,01 mol	 0,01 mol 
Theo đề bài, chỉ có M là không phản ứng với axit, vậy chất không tan trong axit là M, với mM = 2,56 gam Khối lượng nguyên tử của kim loại M: M là Cu. 
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
b
(0,75đ)
b) Tính % khối lượng các chất trong hỗn hợp A: 
 Trong dung dịch B có 0,1a mol MgCl2 và 0,001 mol CuCl2 và NaOH dư 
MgCl2 + 2NaOH Mg(OH)2 ¯ + 2NaCl
0,1a mol	0,2a mol	 0,1a mol 
 CuCl2 + 2NaOH 	 Cu(OH)2 ¯ + 2NaCl
 0,001 mol 0,002 mol	 0,001 mol 
 Al2O3 + 6NaOH	 2Al(OH)3 ¯ + 6NaCl 
Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O 
Vậy kết tủa gồm Mg(OH)2 và Cu(OH)2. 	Mg(OH)2 	MgO + H2O
	0,1a mol	0,1a mol 
	Cu(OH)2 	CuO + H2O
	0,001 mol	0,001 mol 
Theo đề bài ta có: 0,1a.40 + 0,001.80 = 0,28
=> a = 0,05 mol MgO 
Thành phần % của các chất trong hỗn hợp: 
0,25
0,25
0,25