Kỳ thi học sinh giỏi tỉnh năm học: 2009 - 2010 môn thi: Hóa học lớp 9 - THCS

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
THANH HÓA
Đề chính thức
KỲ THI HỌC SINH GIỎI TỈNH
NĂM HỌC: 2009 - 2010
Môn thi: HÓA HỌC
Lớp 9 - THCS
Thời gian: 150 phút (Không kể thời gian giao đề)
Ngày thi: 24/3/2010
Câu 1: (5,5 điểm)
1. Hoàn thành sơ đồ chuyển hóa sau: (Mỗi mũi tên là một phương trình hóa học)
Fe FeCl3 FeCl2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Fe2O3 Fe3O4 FeSO4
2. Có một hỗn hợp bột gồm các oxit: K2O, Al2O3, BaO. Bằng phương pháp hóa học hãy tách riêng từng kim loại ra khỏi hỗn hợp trên.
3. Dung dịch A chứa a mol CuSO4 và b mol FeSO4. Xét ba thí nghiệm sau:
Thí nghiệm 1: Thêm c mol Mg vào dung dịch A, sau phản ứng thu được dung dịch 3 muối.
Thí nghiệm 2: Thêm 2c mol Mg vào dung dịch A, sau phản ứng thu được dung dịch 2 muối.
Thí nghiệm 3: Thêm 3c mol Mg vào dung dịch A, sau phản ứng thu được dung dịch 1 muối.
a. Tìm mối quan hệ của a, b, c trong từng thí nghiệm.
b. Nếu a = 0,2; b = 0,3 và số mol của Mg là 0,4 thì khối lượng chất rắn thu được sau phản ứng là bao nhiêu?
Câu 2: (5,5 điểm).
1. Một hợp chất hữu cơ có công thức dạng CxHyOz (x 2) tác dụng với NaOH. Hãy xác định công thức cấu tạo và viết phương trình hóa học xảy ra giữa các chất trên với NaOH.
2. Trình bày phương pháp hóa học phân biệt các bình khí sau: H2, CH4, C2H4, CO2, SO2. Viết phương trình hóa học xảy ra.
3. Axit A là chất rắn, màu trắng, dễ tan trong nước. Oxit B tác dụng với dung dịch nước của A tạo nên hợp chất C màu trắng, không tan trong nước. Khi nung C với cát và than ở nhiệt độ cao thu được đơn chất có trong thành phần của A. Xác định công thức của A, B, C và viết phương trình hóa học xảy ra.
Câu 3: (4,5 điểm).
Hỗn hợp X gồm hai muối cacbonat của hai kim loại nhóm IIA thuộc 2 chu kỳ kế tiếp nhau trong bảng tuần hoàn. Hòa tan 3,6 gam hỗn hợp X bằng dung dịch HNO3 dư, thu được khí Y. cho toàn bộ lượng khí Y hấp thụ hết bởi dung dịch Ba(OH)2 dư thu được 7,88 gam kết tủa.
a. Hãy xác định công thức của hai muối và tính thành phần % về khối lượng mỗi muối trong X.
b. Cho 7,2 gam hỗn hợp X và 6,96 gam FeCO3 vào một bình kín chứa 5,6 lit không khí (đktc). Nung bình ở nhiệt độ cao để phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được hỗn hợp khí Z. Tính thành phần % theo số mol các chất trong Z.
c. Tính thể tích dung dịch HNO3 2M tối thiểu cần dùng để hòa tan hết hỗn hợp chất rắn thu được sau khi nung. 
Giả sử trong không khí oxi chiếm 1/5 và nitơ chiếm 4/5 về thể tích.
Câu 4: (4,5 điểm).
1. Đốt cháy hoàn toàn 9,2 gam hợp chất hữu cơ A chứa C, H, O rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy đi qua bình đựng H2SO4 đặc và bình 2 đựng nước vôi trong dư. Sau khi kết thúc thí nghiệm thấy khối lượng bình 1 tăng 10,8 gam và bình 2 tăng 17,6 gam. Xác định công thức phân tử của A và viết công thức cấu tạo có thể có của A.
2. A là rượu đa chức có công thức R(OH)n (R là gốc hidrocacbon). cho 12,8 gam dung dịch rượu A (trong nước) có nồng độ 71,875% tác dụng với Na dư thu được 5,6 lit H2 (ở đktc). Xác định công thức phân tử của A, biết khối lượng phân tử của A là 92 đ.v.C.
Cho: H = 1, C = 12, O = 16, Na = 23, Mg = 24, Al = 27, Ca = 40, Fe = 56, Cu = 64, Ba = 137
- Hết –
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
THANH HOÁ
HƯỚNG DẪN CHẤM
(Đề chính thức)
Kú thi häc sinh giái tØnh
Năm học: 2009-2010
Môn thi: HÓA HỌC
Lớp 9 - THCS
Ngày thi: 24/03/2010
NỘI DUNG
Điểm
Câu 1
5,5
1. Viết đúng 1 pthh được 0,25 điểm ...............................................................
2. Cho từ từ dung dịch KOH dư vào hỗn hợp trên thu được hỗn hợp dung dịch muối và kiềm dư (A)
K2O + 2H2O → 2KOH
BaO + 2H2O → Ba(OH)2
Al2O3 + 2KOH → 2KAlO2 + H2O
Ba(OH)2 + Al2O3 → Ba(AlO2)2 + H2O 
Thổi khí CO2 dư vào A 
CO2 + KOH → KHCO3
CO2 + Ba(OH)2 → Ba(HCO3)2
CO2 + KAlO2 + 2H2O → Al(OH)3 + KHCO3
2CO2+ Ba(AlO2)2 + 4H2O → 2Al(OH)3 + Ba(HCO3)2 
Lọc lấy Al(OH)3 nung đến hoàn toàn rồi điện phân nóng chảy nhôm oxit thu được nhôm
2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O
2Al2O3 4Al +3O2 ...
Cho KOH dư vào dung dịch chứa các muối KHCO3, Ba(HCO3)2
KHCO3 + 2KOH → K2CO3 + H2O
Ba(HCO3)2 + 2KOH → K2CO3 + BaCO3↓ + 2H2O
Lọc lấy kết tủa cho phản ứng với dung dịch HCl dư cô cạn dung dịch rồi điện phân nóng chảy được Ba
 BaCO3 + 2HCl → BaCl2 + H2O + CO2
BaCl2 Ba + Cl2 .......................................................
Cho dung dịch còn lại phản ứng với dung dịch HCl dư cô cạn dung dịch rồi điện phân nóng chảy được K
K2CO3 + 2HCl → 2KCl + H2O
2KCl 2 K + Cl2 ......................................................
3. 
TN1: Thu được 3 muối nên CuSO4 còn dư:
 Mg + CuSO4 → MgSO4 + Cu
 c a
=> c < a: dung dịch chứa CuSO4, MgSO4, FeSO4.................................. 
TN2: Thu được 2 muối:
Mg + CuSO4 → MgSO4 + Cu
 2 c a
Khi a = 2c: dung dịch có 2 muối là MgSO4 và FeSO4
 Mg + FeSO4 → MgSO4 + Fe
2c-a b
Khi b > 2c-a thì dung dịch có 2 muối MgSO4 và FeSO4 dư
Vậy a 2c < a+b ..........................................................................................
TN3: Thu được 1 muối 
Khi 3c a+b dung dịch chỉ có 1 muối MgSO4 ..
 Mg + CuSO4 → MgSO4 + Cu
 0,2 0,2 0,2
 Mg + FeSO4 → MgSO4 + Fe
 0,2 0,2 0,2
 mchất rắn = 64.0,2 + 0,2.56 = 24 gam 
2,0 
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
Câu 2
5,5
1.
Các chất hữu cơ là: HCOOH, CH3COOH, HOOC-COOH, O=CH-COOH, HO-CH2-COOH, HCOOCH3 .........................................................................
Viết đúng 1 pthh được 0,125 điểm .................................................................
2. 
- Cho các chất khí trên tác dụng vơí dung dịch nước brom ta nhận biết được SO2 và C2H4: (làm mất màu dung dịch nước brom)	
 2SO2 + 2H2O +Br2 → H2SO4 + 2HBr	
 C2H4 +Br2 → C2H4Br2 
- Lấy sản phẩm thu được tác dung với dung dịch BaCl2; nhận được SO2 do H2SO4 tạo kết tủa với BaSO4, còn lại là C2H4 ..............................................
 BaCl2 + H2SO4 → BaSO4 + 2HCl ............................................
- Cho 3 khí H2, CH4, CO2 còn lại tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 dư thì:
+ Khí tạo kết tủa là: CO2.	...
+ khí không có hiện tượng là: H2,CH4 
 Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O
+ Đốt 2 khí còn lại rồi dẫn sản phẩm qua dung dịch nước vôi trong, nếu tạo kết tủa trắng nhận biết được khí đầu là CH4 còn lại là H2..............................
 CH4 + 2O2 ® CO2 + 2H2O
 2H2 + O2 ® 2H2O
 Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O ...................................................
3. 
A: H3PO4; B: CaO; C: Ca3(PO4)2 ................................................................
Các pthh:
3CaO + 2H3PO4 → Ca3(PO4)2 + 3H2O 
Ca3(PO4)2 + 3SiO2 +5C → 2P + 3CaSiO3 + 5CO.........................................
0,75
0,75
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
1,0
Câu 3
4,5
a. Đặt công thức chung của 2 muối là: MCO3
MCO3 + 2HNO3 ® M(NO3)2 + H2O + CO2 
Số mol 2 muối trong X bằng số mol khí Y. 
số mol BaCO3 = 0,04
Khi Y vào dung dịch Ba(OH)2 dư chỉ tạo ra BaCO3 
CO2 + Ba(OH)2 ® BaCO3 + H2O
KLPT trung bình 2 muối là 3,6: 0,04 = 90 => M = 90 – 60 = 30.
Suy ra hai kim loại là Mg (M = 24) và Ca (M = 40). ..
Đặt số mol MgCO3 và CaCO3 lần lượt là x, y mol
 x + y = 0,04 (a)
84x + 100y = 3,6 (b)
Giải (a)(b) được: x = 0,025; y = 0,015
Tính được MgCO3 = 58,33%; CaCO3 = 41,67% ............................................
b. 
Số mol FeCO3 = 6,96: 116 = 0,06; số mol O2 = 0,05; số mol N2 = 0,2
Khi nung bình ở nhiệt độ cao thì 3 muối bị phân hủy:
MgCO3 MgO + CO2 (1)
CaCO3 CaO + CO2 (2)
Số mol CO2 do A tạo ra = số mol X tức là bằng 0,08 mol
FeCO3 cùng bị phân hủy thành FeO và CO2 sau đó FeO bị oxi hóa thành Fe2O3.
4FeCO3 + O2 2Fe2O3 + 4CO2 (3)
Vì O2 dư nên FeCO3 biết hết thành Fe2O3
Theo (3): nCO2 sinh ra = 0,08 mol 
Tổng số mol khí trong bình sau phản ứng là: 
nC = 0,035 + 0,2 + 0,06 + 0,08 = 0,1875 mol
Trong đó: Số mol O2 dư = 0,05 – 0,0015 = 0,035 mol _ %O2 = 9,33% ...
Số mol CO2 = 0,06 + 0,08 = 0,14 mol_ %CO2 = 37,33% ...........................
Số mol N2 = 0,2_ %N2 = 53,34% ................................................................
c. 
Hòa tan hỗn hợp sau khi nung
MgO + 2HNO3 " Mg(NO3)2 + H2O
CaO + 2HNO3 " Ca(NO3)2 + H2O
Fe2O3 + 6HNO3 "2Fe(NO3)3 + 3H2O ...........................................................
Số mol HNO3 cần dùng là 2.0,08 + 6.0,03 = 0,34 mol
Vậy thể tích HNO3 cần dùng ít nhất là 0,34: 2 = 0,17 (lít) ...............
1,0
1,0
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
Câu 4
4,5
1.Khối lượng tăng lên ở bình H2SO4 là khối lượng của H2O, tăng lên ở bình đựng nước vôi trong là khối lượng của CO2..........................................
Ta có : nCO2 = 0,4 _ mC= 4,8 gam
 nH2O = 0,6 _ mH= 1,2 gam
 Vậy mO = 9,2 – 4,8 -1,2 = 3,2 gam...................................................
Ta có tỉ lệ: nC: nH: nO = :: = 0,2: 0,6: 0,1 = 2: 6: 1 ....................
Công thức thực nghiệm của D là C2nH6nOn. ...................................................
Ta có: 6n £ 2´2n + 2Û n £ 1 và n nguyên dương Þ n = 1
Þ Công thức phân tử của D là C2H6O.. .........................................................
Þ Công thức cấu tạo có thể có của D: CH3-CH2OH; CH3-O-CH3 ...............
2. 
MR > 0; n > 0; nguyên. 
mA = 9,2 gam; nA = 0,1 mol 
mH2O = 3,6 gam; nH2O = 0,2 mol.
Phản ứng hoá học: 
2H2O + 2Na → 2NaOH + H2 (1) 
2 R(OH)n + 2nNa → R(ONa)n + nH2 (2) .......................................................
Từ (1), (2): nH2 = 0,1+ 0,05n = 0,25 mol.
 Giải ra ta có: n =3.
Ta có: MA = MR + 17n = 92 _ MR = 41. ......................................................
Gọi công thức của R là: CxHy (x, y > 0; nguyên) 
MR = 12x + y = 41. Thỏa mãn: x = 3, y = 5. 
Vậy công thức A: C3H5(OH)3 . ....................................................................... 
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
Ghi chó: 
 - ThÝ sinh lµm c¸c c¸ch kh¸c nÕu ®óng th× cho ®iÓm tèi ®a øng víi c¸c phÇn t­¬ng ®­¬ng ®­¬ng.
 - Trong ph­¬ng tr×nh ho¸ häc nÕu sai c«ng thøc kh«ng cho ®iÓm; nÕu kh«ng c©n b»ng hoÆc thiÕu ®iÒu kiÖn ph¶n øng th× trõ 1/2 sæ ®iÓm cña ph­¬ng tr×nh ®ã. Víi bµi to¸n dùa vµo ph­¬ng tr×nh ho¸ häc ®Ó gi¶i, nÕu c©n b»ng ph­¬ng tr×nh sai th× kh«ng cho ®iÓm bµi to¸n kÓ tõ khi sai.