Đề thi học sinh giỏi Hóa học Lớp 9 - Đề số 13 (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi học sinh giỏi Hóa học Lớp 9 - Đề số 13 (Có đáp án)

1. PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỀ THI CHỌN HSG MÔN: HÓA HỌC LỚP 9 Thời gian làm bài: 150 phút ĐỀ SỐ 13 Câu I: ( 4 điểm) Cho các dd muối A, B ,C ,D chứa các gốc axit khác nhau . Các muối B, C đốt trên ngọn lửa vô sắc phát ra ánh sáng màu vàng . - A tác dụng với B thu được dung dịch muối tan , kết tủa trắng E không tan trong nước là muối có gốc axit của axit mạnh , và giải phóng khí F không màu , không mùi , nặng hơn không khí .Tỉ khối hơi của F so với H2 bằng 22. - C tác dụng với B cho dd muối tan không màu và khí G không màu , mùi hắc , gây gạt ,nặng hơn không khí, làm nhạt màu dung dịch nước brôm. - D tác dụng với B thu được kết tủa trắng E.Mặt khác D tác dụng với dung dịch AgNO 3 tạo kết tủa trắng. Hãy tìm A,B,C ,D,E ,F ,G và viết các PTHH xảy ra. Câu II : ( 4 điểm) 1.Chỉ dùng một thuốc thử duy nhất hãy phân biệt các chất bột màu tương tự nhau , chứa trong các lọ mất nhãn sau:CuO, Fe3O4,(Fe + FeO), Ag2O, MnO2. Viết các PTHH xảy ra. 2. 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. Câu III : ( 3 điểm) Cho 27,4 gam bari vào 400 gam dung dịch CuSO4 3,2% , thu được khí A , kết tủa B và dung dịch C. 1. Tính thể tích khí A (đktc) 2. Nung kết tủa B ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi thì thu được bao nhiêu gam chất rắn? Câu IV : ( 4 điểm ) Chia 8,64 gam hỗn hợp Fe, FeO, và Fe 2O3 thành 2 phần bằng nhau. Phần 1 cho vào cốc đựng lượng dư dung dịch CuSO 4, sau khi phản ứng hoàn toàn thấy trong cốc có 4,4 gam chất rắn. Hòa tan hết phần 2 bằng dung dịch HNO3 loãng, thu được dung dịch A và 0,448( lít) khí NO duy nhất (đktc). Cô cạn từ từ dung dịch A thu được 24,24 gam một muối sắt duy nhất B. 1. Tính % khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp đầu. 2. Xác định công thức phân tử của muối B. Câu V: (5 điểm) Hòa tan 6,45 gam một hỗn hợp gồm 2 kim loại A và B (đều có hóa trị II ) trong dd H 2SO4 loãng ,dư .Sau khi kết thúc phản ứng người ta thu được 1,12 lít khí (đktc ) và còn lại 3,2 gam chất
2. rắn không tan . Lượng chất rắn không tan này tác dụng vừa đủ với 200 ml dd AgNO 3 0,5M thu được dung dịch D và kim loại E. Lọc bỏ E rồi cô cạn dung dịch D thu được muối khan F. 1 . Xác định 2 kim loại A và B , biết rằng A đứng trước B trong dãy hoạt động hóa học của kim loại. 2 . Đem nung F một thời gian người ta thu được 6,16 gam chất rắn G và hỗn hợp khí H .Tính thể tích hỗn hợp khí H ở đktc.
3. HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ SỐ 13 MÔN: HÓA HỌC 9 Câu I: ( 4 điểm ) -Mỗi chất 0,4 điểm × 7 chất = 2,8 điểm. A : Ba(HCO3)2 B : NaHSO4 C : Na2SO3 D: BaCl2 E: BaSO4 F : CO2 G: SO2 -Mỗi phương trình : 0,3 điểm × 4 = 1,2 điểm Ba(HCO3)2 + 2NaHSO4 → BaSO4 ↓ + Na2SO4 + 2CO2 + H2O Na2SO3 + 2NaHSO4 → 2Na2SO4 + SO2 ↑ + H2O BaCl2 + 2NaHSO4 → BaSO4 ↓ + Na2SO4 + 2HCl BaCl2 + 2AgNO3 → 2AgCl ↓ + Ba(NO3)2 Câu II: ( 4 điểm ) 1.Phân biệt được mỗi lọ 0,4 điểm × 5 lọ = 2 điểm. - Hòa tan từng chất bột đựng trong các lọ vào dung dịch HCl đặc : + Bột tan có tạo khí màu vàng lục nhạt thoát ra có mùi hắc đó là MnO2. MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 ↑ + 2H2O + Bột tan có bọt khí không màu thoát ra đó là ( Fe + FeO) Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 ↑ FeO + 2HCl → FeCl2 + H2O + Có tạo kết tủa màu trắng đó là Ag2O. Ag2O + 2HCl → 2AgCl ↓ + H2O + Bột tan có tạo dung dịch màu xanh , đó là CuO. CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O +Bột tan có tạo dung dịch màu vàng nhạt đó là : Fe3O4 Fe3O4 + 8HCl → FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O 2. Điều chế được mỗi chất : 1 điểm × 2 = 2 điểm. - 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 (1) dư đến phản ứng xảy ra hoàn toàn được hỗn hợp rắn Fe2O3, CuO và khí SO2. 4FeS2 +11O2 2Fe2O3 + 8SO2 2CuS + 3O2 2CuO + 2SO2 - Tách lấy khí SO2 cho tác dụng với O2 (1) dư có xúc tác , sau đó đem hợp nước được dung dịch H2SO4.
4. 2SO2 + O2 2SO3 SO3 + H2O → H2SO4 (2) - Lấy hỗn hợp rắn : Fe2O3, CuO đem khử hoàn toàn bằng H2 (1) dư ở nhiệt độ cao được hỗn hợp Fe, Cu. Hoà tan hỗn hợp kim loại vào dd H2SO4 loãng (2) , được dung dịch FeSO4. Phần không tan Cu tách riêng. Fe2O3 + 3H2 2Fe + 3H2O CuO + H2 Cu + H2O Fe + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2 ↑ - Cho Cu tác dụng với O2 (1) tạo ra CuO sau đó hòa tan vào dung dịch H2SO4 (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 + 2 NaOH → Cu(OH)2 ↓ + Na2SO4 Câu III : ( 3 điểm ) -Viết PTHH, tìm số mol ban đầu : 1 điểm Các PTHH: Ba +2H2O → Ba(OH)2 + H2 ↑ CuSO4 + Ba(OH)2 → Cu(OH)2 ↓ + BaSO4↓ Số mol Ba = 0,2 mol, số mol CuSO4 = 0,08 mol 1. ( 1 điểm ) Thể tích H2 là 4,48 lit. 2. ( 1 điểm ) Kết tủa B gồm : Cu(OH)2 và BaSO4. Khi nung : Cu(OH)2 CuO + H2O Khối lượng chất rắn ( BaSO4 + CuO ) = 0,08.233 + 0,08.80 = 25,4 (g) Câu IV: ( 4 điểm) 1. (2 điểm ) Gọi x, y,z là số mol của Fe , FeO , Fe2O3 có trong mỗi phần của hỗn hợp ta có : 56x + 72y + 160z = 4,32 (*) Phần 1: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu (1) Chất rắn gồm : Cu, FeO , Fe2O3. Ta có : 64x + 72y + 160z = 4,4 ( ) Phần 2: Số mol NO = 0,02 ( mol) Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO ↑ + 2H2O (2)
5. 3FeO + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO ↑ + 5H2O (3) Fe2O3 + 6HNO3 →2Fe(NO3)3 +3H2O (4) Theo PT (2,3): Số mol NO = x + y/3 = 0,02 ( mol) ( ) Giải hệ PT: (*)( )( ) ta được : x = 0,01 , y = 0,03 , z = 0,01 → % Fe = 12,96 % → % FeO = 50 % → % Fe2O3 = 37,04 % 2. ( 2 điểm) Khi cô cạn dung dịch ta được muối Fe(NO)3 với số mol là : x + y + 2z = 0,01 + 0,03 + 2.0,01 = 0,06 ( mol) Nếu là muối khan thì khối lượng sẽ là : 242.0,06 = 14,52 (g) < 24,24 (g) Vì vậy muối sắt thu được là loại tinh thể ngậm nước : Fe(NO)3.n H2O. Ta có khối lượng phân tử của muối B là : (24,24 : 0,06 ) = 404 → ( 242 +18n )= 404 → n = 9 Vậy CTPT của muối B là Fe(NO)3.9H2O. Câu V: ( 5 điểm ) 1. (2 điểm) - Chất rắn không tan có khối lượng 3,2 gam là kim loại B. → mA = 6,45 – 3,2 = 3,25 (g) - PTHH : A + H2SO4 → ASO4 + H2 ↑ Theo PT → MA = 3,25:0,05 =65 → A là kẽm (Zn) - PTHH: B + 2AgNO3 → B(NO3)2 + 2Ag↓ Theo PT → MB = 3,2 : 0,05 = 64 → B là đồng ( Cu) 2. (3 điểm) D là dung dịch Cu(NO3)2 , muối khan F là Cu(NO3)2 . Từ PT (2) : nF = nB = 0,05 (mol) Nhiệt phân F : 2Cu(NO3)2 2CuO + 4NO2 ↑ + O2 ↑ Nếu Cu(NO3)2 phân hủy hết thì G là CuO với khối lượng là : 0,05.80 = 4 (g) < 6,16 (g) ( Vô lý ) Vậy G gồm CuO và Cu(NO3)2 dư. Gọi x là số mol Cu(NO3)2 bị nhiệt phân: → mG = ( 0,05 – x ).188 + 80x = 6,16 → x = 0,03 (mol) Theo PT (3) : VH = ( 0,06 + 0,015 ) .22,4 = 1,68 (lít)