Đề thi học sinh giỏi năm học 2009 – 2010 môn thi: Hoá học - Lớp 9

PHÒNG GD – ĐÀO TẠO ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 2009 – 2010 
 SƠN TỊNH	 Môn thi: Hoá học - lớp 9.
 Thời gian làm bài:150 phút.
I. Lý thuyết : (10 điểm)
Câu 1: (2đ) Viết phương trình phản ứng thực hiện chuuôĩ biến hoá sau:
Fe Fe3O4 FeCl3 Fe(OH)3 Fe2O3
 5
 FeCl2 Fe(OH)2 FeO
Câu 2: (4đ) Trong 5 ống nghiệm (đánh số thứ tự từ 1 đến 5) chứa các dung dịch Na2SO4; Na2CO3 Ba(NO3)2;Pb(NO3)2; CaCl2.
Dung dịch 2 cho kết tủa với dung dịch 1,3 và 4.
Dung dịch 5 cho kết tủa trắng với dung dịch 1,3 và 4.
Dung dịch 3 cho kết tủa trắng với dung dịch 4.
Dung dịch 1 không tạo kết tủa với dung dịch 3 và 4.
Dung dịch 2 không tạo kết tủa với dung dịch 5.
Khi trộn dung dịch 2 và 4 không thấy kết tủa ngay khi thêm những giọt đầu tiên ( giải thích hiện tượng này).
Khi trộn dung dịch 3 và 4 tạo thành kết tủa, kết tủa bị hoà tan khi đốt nóng dung dịch điều chế và lại tạo kết tủa khi làm lạnh.
Hãy xác định hoá chất lần lượt đựng trong các ống nghiệm.
Câu 3: (4đ) Nguyên nhân chính gây ra những vụ nổ trong các hầm mỏ khai thác đá là khí mêtan.
Vì sao hỗn hợp metan và oxy chỉ gây ra nổ mạnh khi tỷ lệ thể tích đạt :
	V CH4 : V O2 = 1 : 2.
Trong thành phần không khí chứa 20% oxy theo thể tích. Hỗn hợp mêtan và không khí sẽ gây nổ mạnh khi tỷ lệ thể tích của chúng bằng bao nhiêu?
Hãy đề xuất 2 phương pháp ngăn ngừa cháy nổ trong hầm mỏ.
II. Bài tập:
Bài 1: (5đ) Cho m gam hỗn hợp A gồm Al, Mg, Cu. Hoà tan m gam A trong dung dịch NaOH dư thu được 3,36 lít khí hydro ở đktc và phần không tan B.Hoà tan hết B trong dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được 2,24 l khí ở ddktc và dung dịch C.Cho C phản ứng với dung dịch NaOH dư thu được kết tủa D.Nung kết tủa D tới khối lượng không đổi thu được chất rắn E. Cho E phản ứng với một lượng khí H2 dư đun nóng thu được 5,44 g chất rắn F.Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn.
Xác định khối lượng các chất trong A và F.
Bài 2: (5đ) Hỗn hợp khí B chứa metan và Axetylen ( các thể tích đo ở đktc).
Hỗn hợp B 4,48 lít nặng 4,7 g. Tính thành phần phần trăm về thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp B.
Đốt cháy hoàn toàn 8,96 lít hỗn hợp B và cho tất cả các sản phẩm cháy hấp thụ vào 200ml dung dịch NaOH 20% ( d = 1,2 g/ml). Tính nồng độ phần trăm của mỗi chất tan trong dung dịch NaOH sau khi hấp thụ sản phẩm cháy.
Trộn V lít hỗn hợp khí B với V’ lít hydrocacbon X ( chất khí) thu được hỗn hợp khí D nặng 2714g.
	Trộn V’ lít hỗn hợp khí B với V lít hydrocacbon X thu được hỗn hợp khí E nặng 206g.Biết V’ – V = 4,48 lít. Hãy xác định công thức phân tử của hydrcacbon X.
ĐÁP ÁN.
I. Lý thuyết:
Câu 1: (2đ) Viết đúng mỗi phương trình có ghi điều kiện ( nếu có ) được 0,25 đ.
3Fe + 2O2 Fe3O4.
Fe3O4 + 8HCl + Cl2 3FeCl3 +4H2O.
FeCl3 + 3NaOH Fe(OH)3¯ + 3NaCl
2Fe(OH)3¯ Fe2O3 + 3H2O
Fe3O4 + 8HCl + Fe 4FeCl2 + 4H2O.
FeCl2 + 2NaOH Fe(OH)2¯ + 2NaCl.
Fe(OH)2 FeO + H2O.
2Fe(OH)2 + O2 + H2O 2Fe(OH)3¯.
Câu 2: (4đ) 
Khi xét các phản ứng trao đổi có thể xảy ra có thể xác định như sau:
Na2SO4 tạo kết tủa với các ion Pb2+ , Ca2+ và Ba2+ (0,25đ)
Na2CO3 tạo kết tủa với các ion Pb2+ , Ca2+ và Ba2+ (0,25đ)
Pb(NO3)2 tạo kết tủa với ion Cl – , SO42 – và CO3 2 – (0,25đ)
CaCl2 tạo kết tủa với cac ion : Pb2+ ,SO42 – và CO3 2 – .
PbCl2 hoà tan trong nước nóng.
	Chất 3 và 4 là Pb(NO3)2 và CaCl2 . Vì vậy có thể giả thuyết rằng các ống nghiệm chứa các dung dịch : 1. Ba(NO3)2. 4. Pb(NO3)2 hoặc CaCl2
 2. Na2SO4 hoặc Na2CO3. 5. Na2SO4 hoặc Na2CO3. (1đ)
 3. Pb(NO3)2 hoặc CaCl2.
Khi trộn dung dịch Na2SO4 và CaCl2 tạo thành chất ít tan CaSO4, nó chỉ tách ra kết tủa khi đạt được nồng độ xác định. Vì vậy những giọt đầu tiên của 2 dung dịch đó có thể không tạo ngay kết tủa .Do đó trong số các cặp chất phản ứng Na2SO4 + CaCl2 ,Na2CO3 + CaCl2, Na2SO4 + Pb(NO3)2 và Na2CO3 + Pb(NO3)2 chỉ có phản ứng Na2SO4 + CaCl2 do tạo thành kết tủa CaSO4 ít tan tốt hơn CaCO3, PbCO3, PbSO4 nên không tạo thành kết tủa ngay khi mới trộn hai dung dịch. Như vậy trong dung dịch 2 chứa Na2SO4 và dung dịch 4 chứa CaCl2 ( 1,5 đ).
Tóm lại dung dịch chứa trong ống nghiệm là : 1. Na(NO3)2 2. Na2SO4
	 3. Pb(NO3)2	4. CaCl2
	 5. Na2CO3 ( 0,5đ).
Câu 3 : (4đ) 
Khí metan cháy do xảy ra phản ứng: CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O ( 0,5đ).
Tỷ lệ VCH4 : V O2 = 1 : 2 là tỷ lệ thể tích để phản ứng xảy ra mạnh nhất.Nhiệt lượng toả ra rất lớn ,làm thể tích khí tăng đột ngột nên gây nổ.(0,5đ).
Hỗn hợp metan và không khí trở thành hỗn hợp nổ khi tỷ lệ thể tích : 
 VCH4 : V KK = 1 : 10 ) (0,5đ).
Để ngăn ngừa sự cháy nổ trong hầm lò than có thể áp dụng nhiều phương pháp khác nhau:
Quạt không khí vào hầm lò, làm cho không khí lưu thông, giảm bớt nồng độ không khí , metan, đồng thời làm tỷ lệ VCH4 : VKK ¹ 1 : 10 ( 1đ).
Hạn chế tối đa hiện tượng phát ra tia lửa( Hoặc sinh ra nhiệt) bằng cách dùng đèn Đevy hoặc đèn pin,ăcquy để thắp sáng, không dùng đền thông thường, đặc biệt cấm hút thuốc trong hầm lò.(1đ)
II. Bài tập:
Bài 1: Gọi x,y,z lần lượt là số mol của: Al, Mg, Cu. Cho A tác dụng vơi dung dịch NaOH dư . Al tan hết theo phương trình phản ứng: 
 2Al + 2NaOH + 2H2O → NaAlO2 + 3H2 (1) (0,5đ)
 .x x 1,5x
nH2 = 0,15 = 1,5x → x = 0,1 mol ( 0,5đ). Phần không tan B gồm Mg và Cu. Cho B + dd H2SO4 đặc nóng: Mg + 2H2SO4 → MgSO4 + SO2 + 2H2O (2) (0,5đ).
	y	y	 y
	Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2H2O (3) (0,5đ)
 .z z z 
	nSO2 = 0,1 = y + z = 0,1mol.
DD:C gồm V MgSO4, CuSO4 và H2SO4 dư . Cho C + dd NaOH dư.
 H2SO4 + NaOH → Na2SO4 + 2H2O. (4) (0,5đ)
	MgSO4 + NaOH → Mg(OH)2 + Na2SO4 (5) (0,5đ)
	CuSO4 + NaOH → Na2SO4 + Cu(OH)2 (6). (0,5đ)
Tủa D gồm :Mg(OH)2 = y và Cu(OH)2 = z. Nung kết tủa D:
	Mg(OH)2 MgO + H2O (7) 	(0,5đ)
	Cu(OH)2 CuO + H2O	(8) .Rắn E gồm: MgO = y và CuO = z.
Cho E tác dụng với khí H2 dư, đun nóng: CuO + H2 Cu + H2O (9)	(0,25đ)
	 z	z
Rắn F gồm :MgO = y và Cu = z. Ta có hệ phương trình: 40y + 64z = 5,44
	 .y + z = 0,1
Giải hệ ta được z = 0,06, y = 0,04. Vậy khối lượng các chất trong A: mAl = 2,7g; mMg = 0,96g, mCu =3,84g. Khối lượng các chất trong F:mMgO = 1,6g; mCu = 3,84g (0,75đ).
Bài 2: (5đ) 
Ta có nhh = = 0,2mol.
 Gọi n là sô mol C2H2 có trong 1 mol hỗn hợp B. Ta có phương trình khối lượng
26n + 16(1-n) = n = 0,75 tức C2H2 chiếm 75%; CH4 chiếm 25% ( 0.25đ)
= 23,5 Þ n = 0,75 tức C2H2 chiếm 75%; CH4 chiếm 25% ( 0.25đ).
nhh = = 0,4 (mol ) trong đó có 0,3 mol C2H2 và 0,1 mol CH4 ( 0,25đ).
 C2H2 + O2 → 2CO2 + H2O (1) ( 0,25đ)
	CH4 + O2 → CO2 + H2O (2) ( 0,25đ). Theo (1) và (2) ta có:
Tổng số mol CO2 = 0,3 .2 + 0,1.1 = 0,7 mol. (0,25đ)
Tổng số mol nước = 0,3 + 0,1 .2 = 0,5mol.( 0,25đ). Mà nNaOH = (200. 1,2. 20) :(100.40)= 1.2mol ( 0,25đ).Do đó nNaOH > n CO2 Þ tạo 2 muối (0,25đ)
CO2 + NaOH → Na2CO3 + H2O (3).(0,25đ)
 CO2 + NaOH → NaHCO3 (4) ( 0,25đ).
Gọi a,b lần lượt là số của Na2CO3 và NaHCO3 ta có hệ pt:
nCO2 = a + b = 0.7
nNaOH = 2a + b =1,2 Þ a = 0,5 mol Na2CO3; b = 0,2 mol NaHCO3. (0,5đ)
Khối lượng dung dịch NaOH sau khi hấp thụ CO2 và H2O là:
Mdd NaOH = ( 200. 1,2) + ( 0,7 . 44) +.18) = 279,8(g) (0.25đ).
Vậy % của Na2CO3 = ( 0.5.106.100): 279.8 =18.94%.
% NaHCO3 = (84 .0.2.100 : 279.8 = 6%.
Các phương trình về khối lượng của hỗn hợp D và E là:
 (1) ( V. 23.5) : 22.4+ (V’. M) : 22.4 = 271
	(2) (V’ .23.5) : 22.4 + V .M) : 22.4 =206.
Lấy (1) – (2) và thay V’ – V = 4.48 ta có: 2M – 47 = 65 ÞM = 56.
Gọi công thức CxHy. Ta có: 12x + y = 56
X
1
2
4
y
44
32
8 nhận
 CTPT: C4H8