Đề thi học sinh giỏi Hóa học Lớp 9 - Đề số 8 (Có đáp án)

Nội dung text: Đề thi học sinh giỏi Hóa học Lớp 9 - Đề số 8 (Có đáp án)

1. PHÒNG GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC Môn : Hóa học - lớp 9 ĐỀ SỐ 8 Thời gian làm bài 150 phút Câu I . (4,5 điểm). Cho hỗn hợp A gồm Fe và Al cháy trong khí oxi dư,thu được hỗn hợp chất rắn B.Hòa tan B trong dung dịch HCl dư, được dung dịch C.Cho dung dịch KOH dư vào C, thu được dung dịch D và chất rắn E.Lọc E rồi đem nung nóng trong không khí đến khối lượng không đổi được chất rắn F.Sục khí CO2 cho đến dư vào dung dịch D được kết tủa G.Viết tất cả các phương trình hóa học xảy ra và cho biết các chất có trong B,C,D,E,F,G. Câu II. (3,0 điểm). Cho hỗn hợp gồm các oxit: MgO, CuO và Fe 2O3.Hãy trình bày phương pháp hóa học để tách riêng từng oxit. Viết các phương trình hóa học. Câu III. (2,5 điểm). Từ quặng phốt phát tự nhiên và các hóa chất vô cơ cần thiết khác,viết phương trình điều chế supephotphat kép.Cho biết vì sao trên thực tế người ta chỉ dùng photphat tự nhiên cho những vùng đất chua? Câu IV. (4,0 điểm). Dung dịch A chứa đồng thời hai muối bạc nitrat và đồng(II)nitrat với nồng độ mol của muối đồng gấp 2,5 lần nồng độ mol của muối bạc. 1. Nhúng thanh kẽm vào 250ml dung dịch A.Sau một thời gian, lấy thanh kẽm ra và làm khô thấy khối lượng thanh kẽm tăng 3,02(g).Biết rằng dung dịch sau phản ứng chứa ba muối.Tính nồng độ mol của muối kẽm trong dung dịch sau phản ứng? 2. Nếu để thanh kẽm trong 250 ml dung dịch A một thời gian cho đến khi dung dịch sau phản ứng chỉ chứa một muối duy nhất với nồng độ 0,6M.Tính nồng độ mol của các muối trong dung dịch A ban đầu? (Coi tất cả kim loại sinh ra đều bám trên thanh kẽm và thể tích dung dịch không thay đổi) Câu V. (6 điểm).Cho 16,24 gam hỗn hợp FeCO 3 và FexOy nung nóng trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 16(g) một chất rắn duy nhất và sản phẩm khí A. Dẫn khí A vào 750ml dung dịch Ca(OH)2 0,02M.Phản ứng kết thúc thấy có 1(g) chất rắn tạo thành. 1. Tính khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu? 2. Xác định công thức hóa học của oxit sắt? (Cho biết: Fe = 56; Ca = 40; O = 16; C = 12; Cu = 64; H = 1; Zn = 65; N = 14; Ag = 108) Họ và tên thí sinh SBD :
2. HƯỚNG DẪN CHẤM Câu Nội dung Điểm I 4,5 điểm Các phương trình hóa học: t o 3Fe + 2O2  Fe3O4 t o Mỗi 4Al + 3O2  2Al2O3 phương Chất rắn B gồm : Fe3O4 , Al2O3 trình và Fe3O4 + 8HCl  FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O xác định Al2O3 + 6HCl  2AlCl3 + 3H2O được Dung dịch C gồm: FeCl2 , FeCl3 , AlCl3, HCl thành FeCl2 + 2KOH Fe(OH)2 + 2KCl phần cho FeCl3 + 3KOH Fe(OH)3 + 3KCl 0,25 điểm AlCl3 + 3KOH Al(OH)3 + 3KCl Nếu Al(OH)3 + KOH  KAlO2 + 2H2O không HCl + KOH KCl + H2O cân bằng Dung dịch D gồm: KCl, KAlO2, KOH. hoặc Chất rắn E gồm : Fe(OH)2, Fe(OH)3. o thiếu 4Fe(OH) + O t 2Fe O + 4H O 2 2 2 3 . 2 điều kiện t o 2Fe(OH)3  Fe2O3 . + 3H2O trừ đi Chất rắn F là : Fe2O3 nữa số KAlO2 + CO2 + 2H2O Al(OH)3 + KHCO3 điểm KOH + CO2 KHCO3 Kết tủa G là: Al(OH)3 II 3 điểm Cho khí hiđro dư đi từ từ qua hỗn hợp các oxit nung nóng. t o PTHH: Fe2O3 . + 3H2  2Fe +3 H2O 0,25 t o CuO + H2  Cu + H2O Hòa tan hỗn hợp rắn thu được gồm Fe,Cu,MgO bằng dung dịch HCl dư .Lọc lấy riêng chất rắn không tan là Cu. 0, 5 Fe + 2HCl FeCl2 + H2 MgO + 2HCl MgCl2 + H2O Lấy Cu nung nóng trong không khí đến khối lượng không đổi ta được CuO. t o 2Cu + O2  2CuO 0,25 Dung dịch thu được gồm FeCl 2 ,MgCl2, HCl dư đem điện phân dung dịch thì 1,0 1
3. thu được Fe. dpdd FeCl2  Fe+ Cl2 Cho Fe tác dụng với khí clo dư ta được FeCl3, cho tác dụngvới dung dịch NaOH dư lọc lấy kết tủa nung nóng trong không khí đến khối lượng không đổi ta được Fe2O3 tinh khiết t o 2Fe + 3 Cl2  2FeCl3 FeCl3 + 3NaOH Fe(OH)3 + 3NaCl t o 2Fe(OH)3  Fe2O3 . + 3H2O Dung dịch còn lại gồm MgCl2, HCl dư cho tác dụngvới dung dịch NaOH dư MgCl2 + 2NaOH Mg(OH)2 + 2NaCl HCl + NaOH NaCl + H2O 1,0 Lọc lấy kết tủa nung nóng khối lượng không đổi ta được MgO nguyên chất t o Mg(OH)2  MgO . + H2O (Nếu thực hiện cách khác mà đúng vẫn cho điểm tối đa) III 2,5điểm PTHH điều chế supephốt phát kép t o 1,5 Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 đặc  3CaSO4 (rắn) + 2H3PO4 Ca3(PO4)2 + 4H3PO4  3Ca (H2PO4)2 Trên thực tế người ta chỉ dùng phốtphát tự nhiên cho những vùng đất chua vì phốtphát tự nhiên có thành phần chính là Ca 3(PO4)2 không tan trong nước nên rễ cây không hút được.Khi Ca 3(PO4)2 bón cho đất chua thì tan trong axit 1,0 tạo thành các muối tan trong nước ,rễ cây sẽ hút được và làm giảm độ chua của đất. IV 4 điểm Trong cùng một dung dịch nên tỷ lệ về nồng độ cũng là tỷ lệ về số mol.Gọi a 0,25 1) là số mol của AgNO3 thì số mol của Cu(NO3)2 là 2,5a Dung dịch sau phản ứng chứa 3 muối nên Zn chỉ phản ứng với một phần 0,25 AgNO3 ba muối đó là Zn(NO3)2, AgNO3, Cu(NO3)2. Gọi x là số mol Zn tham gia phản ứng Zn + 2AgNO3  Zn(NO3)2 + 2Ag 0,5 x mol 2x mol x mol 2x mol Vì khối lượng thanh Zn tăng nên ta có : 2x.108 – x.65= 3,02 0,5 x= 0,02 mol 0,02 n = 0,02 mol => C = 0,08(M) 0,5 Zn(NO 3 ) 2 M Zn(NO 3 ) 2 0,25 2) Dung dịch sau phản ứng chỉ chứa một muối duy nhất là Zn(NO 3)2 nên Zn đã 1,0 2
4. phản ứng hết với AgNO3, Cu(NO3)2. Zn + 2AgNO3  Zn(NO3)2 + 2Ag 0,5a mol a mol 0,5a mol a mol Zn + Cu(NO3)2  Zn(NO3)2 + Cu 2,5a mol 2,5a mol 2,5a mol 2,5a mol Mà nZn(NO 3 ) 2 = 0,6.0,25= 0,15(mol) 0,5 Nên nZn(NO 3 ) 2 = 0,5a +2,5a = 0,15(mol) => a=0,05(mol) 0,05 n = 0,05(mol) C = 0,2(M) AgNO 3 M AgNO 3 0,25 0,5 0,125 nCu(NO ) = 0,05.2,5= 0,125(mol) CM Cu(NO ) = 0,5(M) 3 2 3 2 0,25 V 6 điểm Nung nóng hỗn hợp trong không khí tới khối lượng không đổi, xảy ra các PTHH: t o 4FeCO3 + O2  2Fe2O3 . + 4CO2 (1) t o 4FexOy + (3x-2y)O2  2xFe2O3 (2) 1,0 Cho khí A tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O (3) 2CO2 + Ca(OH)2  Ca(HCO3)2 (4) 1 n = 0,01(mol) CaCO 3 100 0,5 nCa(OH) 2 = 0,75.0,02=0,015(mol) Do nCa(OH) 2 > nCaCO 3 nên xảy ra hai trường hợp: Trường hợp 1: Ca(OH)2 dư ,chỉ xảy ra (3) => nCaCO 3 = n CO2 = 0,01(mol) Từ (1) nFeCO 3 = n CO2 = 0,01(mol) => mFeCO 3 = 0,01.116=1,16(g) 1,0 nFe 2 O 3 = nFeCO 3 /2 = 0,01/2 = 0,005(mol) 16 m = 16,24- 1,16 = 15,08(g) theo (1,2) n = 0,1(mol) => n (2)= FexOy Fe 2 O 3 160 Fe 2 O 3 0,1 – 0,005= 0,095(mol) Theo (2) nFexOy= nFe 2 O 3 . 4/2x = 0,19/x (mol) Khi đó 0,19/x(56x + 16y) = 15,08 1,0 => 10,64+ 3,04y/x = 15,08 x/y = 3,04/4,44= 76/111(loại) Trường hợp 2: Ca(OH)2 hết , xảy ra (3,4) 3
5. Từ (3) nCaCO 3 = n CO2 = nCa(OH) 2 = 0,01(mol) 0,5 => nCa(OH) 2 (4) = 0,015- 0,01= 0,005(mol) Theo(4) n CO2 = 2 nCa(OH) 2 = 0,005 .2 = 0,01 (mol) Nên n CO2 (3,4) = 0,01+ 0,01 = 0,02 (mol) Từ (1) nFeCO 3 = n CO2 = 0,02(mol) => mFeCO 3 = 0,02.116=2,32(g) 1,0 nFe 2 O 3 = nFeCO 3 /2 = 0,02/2 = 0,01(mol) 16 m = 16,24- 2,32 = 13,92(g) theo (1,2) n = 0,1(mol) => n (2)= FexOy Fe 2 O 3 160 Fe 2 O 3 0,1 – 0,01= 0,09 (mol) Theo (2) nFexOy= nFe 2 O 3 . 4/2x = 0,18/x (mol) Khi đó 0,18/x(56x + 16y) = 13,92 c) => 10,08+ 2,88y/x = 13,92 1,0 x/y = 2,88/3,84= ¾ Vậy công thức hóa học của oxit sắt là: Fe3O4 * Bài toán thựchiện theo cách khác mà có kết quả đúng thì vẫn cho điểm tối đa *Không chấp nhận kết quả đúng khi bản chất hóa học sai *Chiết điểm đến 0,25 điểm. 4