Đề thi chọn học sinh giỏi môn Hóa học Lớp 9 - Đề 6 - Phòng GD&ĐT Hải Dương (Có đáp án)

PHÒNG GD & ĐT TP HẢI DƯƠNG
H6
ĐỀ THI HSG LỚP 9
MÔN : HÓA HỌC
Thời gian làm bài: 150 phút
( Đề này gồm có 5 câu, 02 trang)
Câu I( 2,0 điểm):
1. a. Có 6 lọ dung dịch được đánh số ngẫu nhiên từ 1 đến 6. Mỗi dung dịch chứa một chất tan gồm BaCl2, H2SO4, NaOH, MgCl2, Na2CO3, HCl. Người ta tiến hành các thí nghiệm và thu được kết quả như sau:
Thí nghiệm 1: Dung dịch 2 cho kết tủa khi tác dụng với các dung dịch 3 và 4.
Thí nghiệm 2: Dung dịch 6 cho kết tủa khi tác dụng với các dung dịch 1 và 4.
Thí nghiệm 3: Dung dịch 4 cho khí bay lên khi tác dụng với các dung dịch 3 và 5.
 Hãy xác định số thứ tự của các lọ dung dịch trên và viết các phương trình hóa học đã xảy ra?
 b. Khi cho bột nhôm tác dụng với dung dịch NaOH đun nóng thu được dung dịch X1 và khí X2. Thêm vào X1 một ít tinh thể NH4Cl rồi tiếp tục đun nóng thấy tạo thành kết tủa X3 và có khí X4 thoát ra. 
 Xác định X1, X2 , X3 , X4. Viết phương trình hoá học biểu diễn các phản ứng xảy ra.	
2. Từ các nguyên liệu chính: quặng pyrit sắt, muối ăn, nước (các chất xúc tác có sẵn), viết phương trình hóa học để điều chế: Fe(OH)3, FeSO4, Fe2(SO4)3, Fe.
Câu II( 2,0 điểm):
1.Từ metan và các chất vô cơ cần thiết, viết các các phương trình phản ứng điều chế metylaxetat.
2.Trong phòng thí nghiệm có các chất sau đây đựng trong các lọ riêng biệt, không nhãn: NaHSO4, BaCl2, NaOH, NaNO3. Chỉ dùng quì tím, trình bày phương pháp nhận biết các dung dịch đó. Viết các phương trình hóa học xảy ra. 
Câu III( 2,0 điểm):
1.Có hai dung dịch; H2SO4 (dung dịch A), và NaOH (dung dịch B). Trộn 0,2 lít dung dịch A với 0,3 lít dung dịch B được 0,5 lít dung dịch C. 
 Lấy 20 ml dung dịch C, thêm một ít quì tím vào, thấy có màu xanh. Sau đó thêm từ từ dung dịch HCl 0,05M tới khi quì tím đổi thành màu tím thấy hết 40 ml dung dịch axit.
 Trộn 0,3 lít A với 0,2 lít B được 0,5 lít dung dịch D. Lấy 20 ml dung dịch D, thêm một ít quì tím vào thấy có màu đỏ. Sau đó thêm từ từ dung dịch NaOH 0,1M tới khi quì tím đổi thành màu tím thấy hết 80 ml dung dịch NaOH.
 a. Tính nồng độ mol/l của 2 dung dịch A và B.
 b. Trộn VB lít dung dịch NaOH vào VA lít dung dịch H2SO4 ở trên ta thu được dung dịch E. Lấy V ml dung dịch E cho tác dụng với 100 ml dung dịch BaCl2 0,15 M được kết tủa F. Mặt khác lấy V ml dung dịch E cho tác dụng với 100 ml dung dịch AlCl3 1M được kết tủa G. Nung F hoặc G ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi thì đều thu được 3,262gam chất rắn. 
Tính tỉ lệ VB:VA
2. Đốt cháy hoàn toàn 3,24 gam hỗn hợp X gồm hai chất hữu cơ A và B khác dãy đồng đẳng và cùng loại hợp chất, trong đó A hơn B một nguyên tử cacbon, người ta chỉ thu được nước và 9,24 gam CO2. Biết tỉ khối hơi của X đối với H2 là 13,5. 
 Tìm công thức cấu tạo của A, B và tính thành phần trăm theo khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp X.
Câu IV( 2,0 điểm):
1. Nung 25,28 gam hỗn hợp FeCO3 và FexOy trong oxi dư tới phản ứng hoàn toàn , thu được khí A và 22,4 gam Fe2O3 duy nhất. Cho khí A hấp thụ hoàn toàn vào 400ml dung dịch Ba(OH)2 0,15M, thu được 7,88 gam kết tủa.
a. Viết các phương trình phản ứng xảy ra .
b.Tìm công thức phân tử của FexOy . 
2. a. Khi nhiệt phân hoàn toàn 20 gam hỗn hợp A gồm MgCO3, CaCO3 và BaCO3 thu được khí B. Cho khí B hấp thụ hết vào dung dịch nước vôi trong thì thu được 10 gam kết tủa và dung dịch C. Đun nóng dung dịch C tới phản ứng hoàn toàn thì thấy tạo ra thêm 6 gam kết tủa.
 Tìm khoảng giá trị về % khối lượng của MgCO3 trong hỗn hợp A.
b. Dẫn từ từ V1 lít CO2 (đkc) vào dung dịch chứa b mol NaOH, sau phản ứng thu được dung dịch A. Cho dung dịch A tác dụng với dung dịch HCl dư thì thấy thoát ra V1 lít CO2 (đkc).
Biện luận thành phần chất tan trong dung dịch A theo V1 và b.
Câu V(2,0 điểm):
	Đốt cháy hoàn toàn a gam chất hữu cơ X chứa các nguyên tố C, H, O thu được khí CO2 và hơi nước theo tỉ lệ thể tích VCO2 : VH2O = 6 : 5 (đo trong cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất). Tỉ khối hơi của X so với H2 bằng 73.
1. Xác định công thức phân tử của X?
2. Thủy phân hoàn toàn 7,3 gam X bằng 100ml dung dịch KOH 1M (vừa đủ) thu được một muối và 4,6 gam một rượu duy nhất. Xác định công thức cấu tạo có thể có của X?
(Cho biết: Cu = 64, Fe = 56, Mg = 24, C =12, H = 1, O = 16, Na = 23, K=39, N =14, Ca = 40, Ba = 137, S = 32)
-------------------Hết-------------------
PHÒNG GD & ĐT TP HẢI DƯƠNG
TRƯỜNG THCS ÁI QUỐC
H-01-HSG9-AQ-PGDHD 
HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HSG LỚP 9
MÔN : HÓA HỌC
(Hướng dẫn chấm gồm có 07 trang)
Câu
Đáp án
Điểm
Câu I
(2,0 điểm)
1.( 1 điểm):
a.( 0,5 điểm):
 - Vì dung dịch (4) cho khí khi tác dụng với dung dịch (3) và (5)
 Þ Dung dịch (4) là Na2CO3; (3), (5) là hai dung dịch chứa H2SO4 và HCl.
- Vì (2) cho kết tủa khi tác dụng với (3) và (4). Vậy (2) phải là dung dịch BaCl2 , (3) là dung dịch H2SO4 , (5) là dung dịch HCl.
 - Vì (6) cho kết tủa với (1) và (4) nên (6) là MgCl2, (1) là NaOH. Vậy: (1) là NaOH, (2) là BaCl2, (3) H2SO4,(4) là Na2CO3 , (5) là HCl, (6) là MgCl2
0,25 điểm
- Phương trình hóa học:
+ Thí nghiệm 1: BaCl2 + H2SO4 BaSO4 + 2HCl 
 BaCl2 + Na2CO3 BaCO3 + 2NaCl 
+ Thí nghiệm 2: MgCl2 + 2 NaOH Mg(OH)2 + 2NaCl
 MgCl2 + Na2CO3 MgCO3 + 2NaCl 
+ Thí nghiệm 3: Na2CO3 + H2SO4 Na2SO4 + H2O +CO2
0,25 điểm
b.(0,5 điểm)
Các phương trình hóa học:
2Al + 2NaOH + 2H2O ® 2NaAlO2 + 3H2 ­ 
Þ Dung dịch X1 chứa: NaOH dư và NaAlO2
NaOH + NH4Cl ® NaCl + NH3 ­+ H2O
Þ Khí X2 là H2.
0,25 điểm
NaAlO2 + NH4Cl + H2O ® Al(OH)3¯ +NH3 + NaCl 
 Þ Kết tủa X3 là Al(OH)3 
 Khí X4 là NH3. 
0,25 điểm
2(1 điểm)
2H2O 2H2 ­ + O2 ­ 
4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 ­ 
2SO2 + O2 2SO3
SO3 + H2O ® H2SO4
Fe2O3 + 3H2SO4 ® Fe2 (SO4)3 + 3H2O
0,25 điểm
2NaCl + 2H2O ® 2NaOH + Cl2 ­ + H2 ­ 
Fe2 (SO4)3 + 6NaOH ® 2Fe(OH)3 ¯ + 3Na2SO4
0,25 điểm
Fe2O3 + 3H2 3H2O + 2Fe 
0,25 điểm
Fe + H2SO4 loãng ® FeSO4 + H2 ­ 
0,25 điểm
Câu II
(2,0 điểm)
1.( 1 điểm)
Sơ đồ điều chế CH3COOCH3 từ CH4 :
+ CH4 → CH ≡ CH → CH2=CH2 → C2H5OH → CH3COOH 
+ CH4 → CH3Cl → CH3OH → CH3COOCH3
+Viết đúng mỗi phương trình theo sơ đồ được 0,125 điểm
+ Viết đúng điều kiệm được 0,125 điểm.	
2.( 1 điểm) Lấy các ống nghiệm sạch, đánh số thứ tự tương ứng với các lọ để làm thí nghiệm
- Lần 1: 
Thử các dung dịch trên bằng giấy quì tím. Nếu thấy
+ Quì tím chuyển thành màu đỏ, đó là NaHSO4
 0,25 điểm
+ Quì tím chuyển thành màu xanh, đó là NaOH.
+ Không chuyển màu là: BaCl2 và NaCl
0,25 điểm
Lần 2: 
 Cho NaHSO4 tác dụng với 2 dd còn lại. Nếu thấy
+ Nếu thấy: Chất nào tạo kết tủa với NaHSO4 đó là BaCl2
0,25 điểm
 NaHSO4 + BaCl2 BaSO4 + NaCl + HCl
+ Không hiện tượng gì là NaCl.
0,25 điểm
 Câu III
(2,0 điểm)
1.(1 điểm) 
PTHH:
+ Lần thí nghiệm 1: 
 2NaOH + H2SO4 ® Na2SO4 + 2H2O (1)
Vì quì tím hóa xanh, chứng tỏ NaOH dư.Thêm HCl:
 HCl + NaOH ® NaCl + H2O (2) 
+ Lần thí nghiệm 2: 
Phản ứng (1) xảy ra, sau đó quì hóa đỏ chứng tỏ H2SO4 dư. 
Thêm NaOH: 
 2NaOH + H2SO4 ® Na2SO4 + 2H2O (3) 
+ Đặt x, y lần lượt là nồng độ mol/l của dung dịch A và dung dịch B: 
0,25 điểm
Từ (1),(2),(3) ta có:
 0,3y - 2.0,2x = = 0,05 (I)
 0,3x - = = 0,1 (II)
0,25 điểm
Giải hệ (I,II) ta được: x = 0,7 mol/l , y = 1,1 mol/l 
Vì dung dịch E tạo kết tủa với AlCl3 , chứng tỏ NaOH còn dư.
 AlCl3 + 3NaOH ® Al(OH)3 + 3NaCl (4)
 2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O (5)
 Na2SO4 + BaCl2 ® BaSO4 + 2NaCl (6) 
Ta có Số mol của BaCl2 = 0,1.0,15 = 0,015 mol
Số mol của BaSO4 là: = 0,014mol < 0,015 
 Số mol H2SO4= Số mol Na2SO4 = số mol BaSO4 = 0,014mol . 
 Vậy VA = = 0,02 lít 
 Số mol của Al2O3 là: ==0,032 mol 
 Số mol của AlCl3 là: = 0,1.1 = 0,1 mol. 
+ Xét 2 trường hợp có thể xảy ra:	
- Trường hợp 1: Sau phản ứng với H2SO4, NaOH dư nhưng thiếu so vời AlCl3 (ở pư (4): 
nNaOH phản ứng trung hoà axit = 2.0,014 = 0,028 mol
nNaOH phản ứng (4) = 3n(Al(OH)3) = 6n(Al2O3)
 = 6.0,032 = 0,192 mol.
tổng số mol NaOH bằng 0,028 + 0,192 = 0,22 mol
Thể tích dung dịch NaOH 1,1 mol/l là = 0,2 lít . 
Tỉ lệ VB:VA = 0,2:0,02 =10 
- Trường hợp 2: Sau (4) NaOH vẫn dư và hoà tan một phần Al(OH)3:
 Al(OH)3 + NaOH ® NaAlO2 + 2H2O (7)
 Tổng số mol NaOH phản ứng (3,4,7) là: 
 0,028 + 3.0,1 + 0,1 - 2.0,032 = 0,364 mol
Thể tích dung dịch NaOH 1,1 mol/l là = 0,33 lít
Tỉ lệ VB:VA = 0,33:0,02 = 16,5
0,25 điểm
0,25 điểm
2.( 1 điểm)
Theo đề ra: MX= 13,5.2 = 27 
 => MB < MX < MA.
 MB < 27 	
 => B là CH4 (M = 16) hoặc C2H2 (M = 26). 
0,25 điểm
- Vì A,B khác dãy đồng đẳng và cùng loại hợp chất nên:
* Khi B là CH4 (x mol) thì A là C2H4 (y mol) :
0,25 điểm
CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O
C2H4 + 3O2 2CO2 + 2H2O 
Từ các phương trình hóa học và đề ra: mX = 16x + 28y =3,24
 n= x + 2y = 0,21	
Giải phương trình đại số: x = 0,15 , y = 0,03
mCH= 16.0,15 = 2,4 gam. => 74,07% ; %mCH= 25,93% 
* Khi B là C2H2 thì A là C3H6 hoặc C3H8.
+ Khi A là C3H6: công thức cấu tạo của A là CH3-CH=CH2 
PTHH đốt cháy: 2C2H2 + 5O2 4CO2 + 2H2O
 2C3H6 + 9O2 6CO2 + 6H2O
Từ các pthh và đề ra: mX = 26x + 42y =3,24
 n= 2x + 3y = 0,21
0,25 điểm
Giải ph trình đại số: y = 0,17, x = - 0,15 => loại 
+ Khi A là C3H8: công thức cấu tạo của A là CH3-CH2- CH3 .
 PTHH đốt cháy: 2C2H2 + 5O2 4CO2 + 2H2O
 C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O
Từ các phương trình hóa học và đề ra: mX = 26x + 44y =3,24
 n= 2x + 3y = 0,21
Giải ph trình đại số: x loại 
Vậy B là CH4 và A là C2H4 . 
0,25 điểm
Câu IV
(2,0 điểm)
Câu V
(2,0 điểm)
1.( 1 điểm)
a) Viết các phương trình phản ứng xảy ra :
 4 FeCO3 + O2 2Fe2O3 + 4CO2 
 4FexOy + ( 3x – 2y) O2 2xFe2O3
 CO2 + Ba(OH)2 ® BaCO3 ¯ + H2O
 2CO2 + Ba(OH)2 ® Ba(HCO3)2 	
b) Tìm công thức phân tử của FexOy :
Số mol Ba(OH)2 = 0,4.0,15 = 0,06 mol
Số mol BaCO3 ¯ = 7,88/197 = 0,04 mol
Số mol Fe2O3 = 22,4/160 = 0,14 mol 
Vì Số mol Ba(OH)2 > n BaCO3 ¯ Þ nCO2 = 0,04 hoặc 0,08 mol
ÞSố mol FeCO3 = 0,04 hoặc 0,08 mol 
Þ Khối lượng FeCO3 = 4,64 gam hoặc 9,28 gam 
Þ Khối lượng FexOy = 25,28 – 4,64 = 20,64 gam 
hoặc 25,28 – 9,28 = 16 gam
Ta có : nFe ( trong FeCO3 ) = nFeCO3 = 0,04 hoặc 0,08 mol
  Số mol Fe( trongFexOy ) = 0,14.2 – 0,04 = 0,24 mol 
hoặc 0,14.2 – 0,08 = 0,2 mol
 Þ Khối lượng O ( trongFexOy ) = 20,64 – 0,24.56 = 7,2 gam 
hoặc 16 – 0,2.56 = 4,8 gam
O ( trongFexOy ) = 7,2/16 = 0,45mol 
hoặc 4,8/16 = 0,3 mol 
Suy ra :Trường hợp 1 : nFe / nO = 0,24/0,45 = 8/15 ( loại )
Trường hợp 2 : nFe / nO = 0,2/0,3 = 2/3 
Þ FexOy là Fe2O3
2.( 1 điểm)
a. Gọi x, y, z lần lượt là số mol MgCO3, CaCO3 và BaCO3 trong hỗn hợp
t0
t0
	MgCO3 	MgO + CO2 	(1)
t0
	CaCO3	CaO	+ CO2	(2)	
	BaCO3 BaO + CO2	(3)
	Cho CO2 hấp thụ vào dd Ca(OH)2 tạo ra kết tủa và phần dd đem đun nóng lại tạo ra kết tủa
CO2 	+Ca(OH)2 " CaCO3 $	+ H2O	 (4)t0
t0
Ca(HCO3)2	 CaCO3 + CO2	 + H2O	(5)
 Ca(HCO3)2	 CaCO3 + H2O	+ CO2	(6)
Số mol CaCO3 kết tủa = 0,1 mol và 0,06 mol. 
Theo (4) (5) (6) ta có số mol CO2 = 0,16 + 0,06 = 0,22 mol	
Ta xét trong 100 gam hỗn hợp thì %MgCO3 = 84x
Theo (1) (2) (3) ta có: x + y + z = = 1,1 (*)	
Khối lượng hỗn hợp: 84x + 100y + 197z = 100 (**)	
Từ (**) 100y + 197z = 100 – 84x
Từ (*) y + z = 1,1 – x 
Ta có: 100 < < 197 100 < < 197 (***) 	
	Từ (***) 52,5 < 84x < 86,75	
Vậy khoảng giá trị về % khối lượng của MgCO3 là: 52,5% < %MgCO3 < 86,73%
b. Biện luận thành phần chất tan trong dung dịch A theo V1 và b
Theo đề bài thì toàn bộ V1 lít CO2 đều hấp thụ hết trong dung dịch NaOH	
Gọi a là số mol CO2, ta có: a = 
Khi cho CO2 hấp thụ vào dung dịch NaOH xảy ra các phản ứng:
	CO2 + 2NaOH " Na2CO3 + H2O (1)	
Nếu b 2a 
- Khi b = 2a b = Dung dịch A chỉ có Na2CO3	
- Khi b > 2a b > Dung dịch A gồm Na2CO3 và NaOH dư
- Nếu < a < b < < b Dung dịch A có Na2CO3 và NaHCO3
	CO2 + Na2CO3 + H2O " 2NaHCO3 (2)	
- Nếu a = b = b Dung dịch A chứa NaHCO3	
1. (1 điểm)
Đặt công thức tổng quát của X là: CxHyOz (x, y, z N*).
Ta có PTHH:
CxHyOz + O2 xCO2 + H2O
Vì : = 6 : 5 nên x : y = 3 : 5
 Công thức của X có dạng: (C3H5Ot)n
MX = (41 + 16t).n = 73.2 = 146 n 146 : 57 = 2,56
Với n = 1 t = 6,5625 loại
Với n = 2 t = 2 thoả mãn.
Vậy công thức phân tử của X là: C6H10O4
2.( 1 điêm)
Vì X thủy phân tạo 1 muối, 1 rượu , mà nX= 0,05 mol; nKOH= 0,1mol 
 X tác dụng KOH theo tỷ lệ 1:2 nên X phải có 2 nhóm chức este (-COO-) hoặc 1 chức este và 1 nhóm chức axit. Do vậy công thức cấu tạo của X có thể có các khả năng sau:
- Trường hợp 1: X là este 2 chức của axit 2 chức và rượu đơn chức, X có dạng: R1-OOC-R-COO-R1
PTHH: 
R1-OOC-R-COO-R1 + 2KOH 2R1OH + R(COOK)2
Ta có nX = 0,05 mol 
 n rượu = 0,1 mol Mrượu = 46.
R1 = 29 thì R1 là (C2H5-) 
 R = 146- 2.44- 2.29 = 0. 
Khi đó công thức cấu tạo của X là: C2H5-OOC-COO- C2H5 
- Trường hợp 2: X là este 2 chức của axit đơn chức và rượu 2 chức, X có dạng: RCOO-R1-OOC-R.
PTHH:	
RCOO-R1-OOC-R + 2KOH 2RCOOK + R1(OH)2.
Theo PTHH: mmuối = 7,3 + 5,6- 4,6 = 8,3 gam 
 Mmuối = 8,3/0,1 = 83 R = 83- 44 -39 = 0. Vậy không có axit thỏa mãn điều kiện.
- Trường hợp 3: X là este đơn chức của axit 2 chức và rượu đơn chức. X có dạng : HOOC- R-COO-R1 
PTHH:
HOOC- R-COO-R1 + 2KOH R(COOK)2 + R1-OH + H2O.
MRượu = 92 R1 = 75 
R = 146- 75 - 44 - 45 < 0. Loại. 
Vậy X là: C2H5-OOC-COO- C2H5 
0,25 điểm
0,25 điểm
0,25 điểm
0,25 điểm
0,25 điểm
0,25 điểm
0,25 điểm
0,25 điểm
0,25 điểm
0,25 điểm
0,25 điểm
0,25 điểm
0,25 điểm
0,25 điểm
0,25 điểm
0,25 điểm
Lưu ý: Học sinh làm theo cách giải khác, nếu cho kết quả đúng vẫn cho điểm tối đa.
-------------------Hết-------------------