Đề thi học sinh giỏi môn thi: Hoá Học

ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI
Môn thi: HOÁ HỌC- 
Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)
Câu I (4,5 điểm).
1. Từ KMnO4, NH4HCO3, Fe, MnO2, NaHSO3, BaS và các dd Ba(OH)2, HCl đặc có thể điều chế được những khí gì? Viết phương trình hoá học.
Khi điều chế các khí trên thường có lẫn hơi nước, để làm khô tất cả các khí đó chỉ bằng một hoá chất thì chọn chất nào trong số các chất sau đây: CaO, CaCl2 khan , H2SO4 đặc, P2O5, NaOH rắn.
2. Viết các phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra trong các thí nghiệm sau:
a. Cho hỗn hợp NaHCO3 và NaHSO3 vào dung dịch Ba(OH)2 dư.
b. Cho sắt dư vào dd H2SO4 đặc nóng được dung dịch A. Cho A vào dung dịch NaOH dư được kết tủa B. Lọc kết tủa B nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi.
Câu II (4,0 điểm).
1. Dựa vào đặc điểm cấu tạo phân tử. Viết công thức cấu tạo có thể có của các chất có công thức phân tử là C4H6.
2. Cho hỗn hợp X gồm Ca và CaC2 vào nước dư được hỗn hợp khí Y. Cho hỗn hợp khí Y qua bình chứa Ni nung nóng được hỗn hợp khí Z gồm 4 chất. Cho hỗn hợp khí Z qua bình đựng dung dịch Br2 dư, rồi đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp khí ra khỏi bình. Viết các phương trình hoá học xảy ra trong các thí nghiệm trên.
Câu III (4,0 điểm).
Chia 26,88 gam MX2 thành 2 phần bằng nhau.
- Cho phần I vào 500ml dung dịch NaOH dư thu được 5,88 gam M(OH)2 kết tủa và dung dịch D.
- Cho phần II vào 360ml dung dịch AgNO3 1M được dung dịch B và 22,56 gam AgX kết tủa. Cho thanh Al vào dung dịch B thu được dung dịch E, khối lượng thanh Al sau khi lấy ra cân lại tăng lên m gam so với ban đầu (toàn bộ kim loại thoát ra bám vào thanh Al). Cho dung dịch D vào dung dịch E được 6,24 gam kết tủa.
a. Xác định MX2 và giá trị m.
b. Tính nồng độ mol của dung dịch NaOH đã dùng.
(biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn)
Câu IV (4,5 điểm).
Chia 17 gam hỗn hợp rắn X gồm: MxOy, CuO và Al2O3 thành hai phần bằng nhau:
- Hoà tan phần I vào dung dịch NaOH dư, còn lại 7,48 gam hỗn hợp rắn A.
- Dẫn 4,928 lít khí CO (đktc) vào phần II nung nóng được hỗn hợp rắn B và hỗn hợp khí C có tỷ khối đối với Hiđrô là 18. Hoà tan B vào dung dịch HCl dư còn lại 3,2 gam Cu.
a. Viết các phương trình hoá học xảy ra.
b. Tính % về khối lượng mỗi nguyên tố trong hỗn hợp X. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn.
c. Để hoà tan hoàn toàn A phải dùng hết 12,5 gam dung dịch H2SO4 98% nóng. Xác định kim loại M và công thức của MxOy.
Biết: 	MxOy + H2SO4 (đặc, nóng) -----> M2(SO4)3 + SO2 + H2O.
MxOy bị khử và không tan trong dung dịch NaOH.
Câu V (3,0 điểm).
Đốt cháy hoàn toàn V lít hỗn hợp khí X gồm a gam hiđrôcacbon A và b gam hiđrôcacbon B (mạch hở) chỉ thu được 35,2 gam CO2 và 16,2 gam nước. Nếu thêm vào V lít X một lượng gam A được hỗn hợp khí Y, đốt cháy hoàn toàn Y chỉ thu được 48,4 gam CO2 và 23,4 gam H2O. Xác định công thức phân tử của A và B. 
---------Hết---------
ĐÁP ÁN
CÂU 
NỘI DUNG
ĐIỂM
I
4,5
1
2,5
Các khí có thể điều chế được gồm O2, NH3, H2S, Cl2, CO2, SO2.
Các phương trình hoá học:
2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2
2NH4HCO3 + Ba(OH)2 Ba(HCO3)2 + 2NH3 + 2H2O
Fe + 2HCl FeCl2 + H2
MnO2 + 4HCl MnCl2 + Cl2 + 2H2O
BaS + 2HCl BaCl2 + H2S
NH4HCO3 + HCl NH4Cl + CO2 + H2O
Na2SO3 + 2HCl 2NaCl + SO2 + H2O 
0,25
Mỗi pt cho 0,25
Để làm khô tất cả các khí trên có lẫn hơi nước mà chỉ dùng một hoá chất thì ta chọn CaCl2 khan. Vì chỉ có CaCl2 khan sau khi hấp thụ hơi nước đều không tác dụng với các khí đó. 
0,5
2
Các phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra trong các thí nghiệm: 
2,0
a. 
	NaHCO3 + Ba(OH)2 BaCO3 + NaOH +H2O 
	NaHSO3 + Ba(OH)2 BaSO3 + NaOH + H2O 
(Mỗi pt cho 0,5)
b. 
	2Fe + 6H2SO4 (đặc, nóng) Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O 
 	Fe + Fe2(SO4)3 3FeSO4 
 	FeSO4 + 2NaOH Fe(OH)2 + Na2SO4 
 	4Fe(OH)2 + O2 2Fe2O3 + 4H2O 
Mỗi pt cho 0,25
II
4,0
1. 
Các công thức cấu tạo có thể có của các chất ứng với công thức phân tử là C4H6
2,0
	CHCCH2CH3 CH2 = C = CH CH3
	CH3CCCH3 CH2 = CH CH = CH2
CH2
CH = C CH3
CH CH2
CH CH2
CH
CH CH CH3
CH2
CH2 C = CH2
Mỗi cấu tạo đúng cho 0.25
2. 
2,0
Các phương trình phản ứng xảy ra:
	Ca + 2H2O Ca(OH)2 + H2
	CaC2 + 2H2O Ca(OH)2 + C2H2	
	C2H2 + H2 C2H4
	C2H4 + H2 C2H6
	C2H4 + Br2 C2H4Br2
	C2H2 + 2Br2 C2H2Br4
	2C2H6 + 7O2 4CO2 + 6H2O
	2H2 + O2 2H2O
Mỗi phương trình cho 0,25
III
4,0
a.
 mỗi phần = mol
 = 0,36 mol
Phương trình hoá học: 
MX2 + 2NaOH M(OH)2 + 2NaX 	(1)
MX2 + 2AgNO3 M(NO3)2 + 2AgX 	(2)
Giả sử AgNO3 phản ứng hết:
 mAgX = 108.0,36 + 0,36X = (38,88 + 0,36X) gam > 22,56 gam
 AgNO3 còn dư.
Ta có hệ phương trình:
	 Giải được: 
Vậy: MX2 là CuBr2.
1,0
 mol
 dư = 0,36 - 0,12 = 0,24 mol
Ta có các phương trình xảy ra:
Al + 3AgNO3 Al(NO3)3 + 3Ag	(3)
2Al + 3Cu(NO3)2 2Al(NO3)3 + 3Cu	(4)
Al(NO3)3 + 3NaOH Al(OH)3 + 3NaNO3	(5)
Có thể: Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O	(6)
* Theo (3) và (4):
Khi Al đẩy Ag làm khối lượng thanh Al tăng: 108.0,24 27.0,08 = 23,76 (g)
Khi Al đẩy Cu làm khối lượng thanh Al tăng: 64.0,06 27.0,04 = 2,76 (g)
Vậy: = 23,76 + 2,76 = 26,52 (g) 
1,0
b.
TH1: Phương trình (6) không xảy ra NaOH không dư
 (mol)
Vậy (M)
1,0
TH2: Phản ứng (6) xảy ra:
 = 0,08 + 0,04 = 0,12 (mol)
 = 3.0.12 = 0,36 (mol)
Bài cho: = 0,08 (mol) = 0,12 - 0,08 = 0,04 (mol)
 = 0,04 (mol)
 = 0,36 + 0,04 + 0,12 = 0,52 (mol)
 Vậy: = = 1,04 (M)
1,0
III
4,0
a.
 mỗi phần = mol
 = 0,36 mol
Phương trình hoá học: 
MX2 + 2NaOH M(OH)2 + 2NaX 	(1)
MX2 + 2AgNO3 M(NO3)2 + 2AgX 	(2)
Giả sử AgNO3 phản ứng hết:
 mAgX = 108.0,36 + 0,36X = (38,88 + 0,36X) gam > 22,56 gam
 AgNO3 còn dư.
Ta có hệ phương trình:
	 Giải được: 
Vậy: MX2 là CuBr2.
1,0
 mol
 dư = 0,36 - 0,12 = 0,24 mol
Ta có các phương trình xảy ra:
Al + 3AgNO3 Al(NO3)3 + 3Ag	(3)
2Al + 3Cu(NO3)2 2Al(NO3)3 + 3Cu	(4)
Al(NO3)3 + 3NaOH Al(OH)3 + 3NaNO3	(5)
Có thể: Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O	(6)
* Theo (3) và (4):
Khi Al đẩy Ag làm khối lượng thanh Al tăng: 108.0,24 27.0,08 = 23,76 (g)
Khi Al đẩy Cu làm khối lượng thanh Al tăng: 64.0,06 27.0,04 = 2,76 (g)
Vậy: = 23,76 + 2,76 = 26,52 (g) 
1,0
b.
TH1: Phương trình (6) không xảy ra NaOH không dư
 (mol)
Vậy (M)
1,0
TH2: Phản ứng (6) xảy ra:
 = 0,08 + 0,04 = 0,12 (mol)
 = 3.0.12 = 0,36 (mol)
Bài cho: = 0,08 (mol) = 0,12 - 0,08 = 0,04 (mol)
 = 0,04 (mol)
 = 0,36 + 0,04 + 0,12 = 0,52 (mol)
 Vậy: = = 1,04 (M)
1,0
IV
4.5
a.
Các phương trình hoá học:
Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O	(1)
CuO + CO Cu + CO2	(2)
MxOy + yCO xM + yCO2	(3)
Al2O3 + 6HCl 2AlCl3 + 3H2O	(4)
2M + 2nHCl 2MCln + nH2	(5) (n là hoá trị của M trong MCln)
CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O	(6)
2MxOy + (6x 2y)H2SO4 đặc nóng xM2(SO4)3 + (3x2y)SO2 + (6x2y)H2O	(7)
1,0
b.
= = 0,22 mol ; = 0,125 mol ; nCu = 0,05 mol
= 7,48 = 1,02 (g) = 0,01 mol
 mO trong Al2O3 = 0,01.3.16 = 0,48 (g) ; mAl = 0,54 (g)
0,5
= 18 = 36. Đặt là x nCO = 0,22 x (mol)
 Ta có phương trình: = 36 x = 0,11 (mol)
Từ (2) và (3):
	 nO trong CuO và MxOy bị khử = = 0,11 mol
 mO trong CuO và MxOy = 0,11. 16 = 1,76 (g)
0,75
Vậy:	% O = . 100 26,353 (%)
	% Cu = .100 37,647 (%)
	% Al = .100 6,353 (%)
	% M = 100 - (26,353 + 37,647 + 6,353) = 29,647 (%)
0,75
c.
Theo dự kiện bài ra thấy: nCuO = nCu = 0,05 mol 
	 mCuO = 4 (g) ; nO trong CuO = 0,05 mol
=>mM= 2,52(g)
= nCuO = 0,05 mol phản ứng với MxOy = 0,075 mol
0,5
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho các nguyên tố ở phương trình (7) ta có:
Với nguyên tố oxi: nO bên tham gia = 0,06 + 0,075.4 = 0,36 mol
= 0,075 nO trong H2O ở sản phẩm phản ứng (7) = 0,075 mol
 nO trong M2(SO4)3 và SO2 = 0,36 - 0,075 = 0,285 mol
 nS trong H2SO4 = 0,075 mol trong M2(SO4)3 và SO2 = 0,075 mol
0,5
Đặt = x, = y. Ta có hệ phương trình:
 nM = 0,0225.2 = 0,045 mol
 = 56 M là Fe
Từ công thức của MxOy MxOy là Fe3O4
0,5
V
3,0
Đặt công thức phân tử của A là CxHy , của B là 
Khi đốt X:	= 0,8 mol ; = 0,9 mol
Khi đốt Y: = 1,1 mol ; = 1,3 mol
Khi đốt gam A:
	 = 1,1 0,8 = 0,3 mol
 	 = 1,3 0,9 = 0,4 mol
1,0
=> > 
 A là Hiđrô cacbon có công thức tổng quát CnH2n + 2
Đặt số mol của gam A là x mol = n.x , = (n + 1).x
 (n + 1).x n.x = 0,4 - 0,3 = 0,1 x = 0,1 
 Trong hỗn hợp X: nA = 0,2 mol
Phương trình cháy của A: 
 CTPT của A là C3H8
1,0
Trong X:
B là Hiđrô cacbon có công thức tổng quát CnH2n-2
Ta có phương trình phản ứng cháy: 
 + O2 nCO2 + (n 1)H2O
Đặt = y mol 
 ny (n 1)y = 0,2 0,1 y = 0,1
 công thức phân tử của B là: C2H2
1,0