Đề thi chọn học sinh giỏi môn Hóa học Lớp 9 (Đề chính thức) - Năm học 2015-2016 - Phòng GD &ĐT Hải Dương (Có đáp án)

PHÒNG GD & ĐT TP HẢI DƯƠNG
ĐỀ CHÍNH THỨC
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 2015 - 2016
MÔN THI: HÓA HỌC
Thời gian làm bài: 150 phút
(Đề thi gồm 05 câu, 01 trang)
Ngày thi 11 tháng 01 năm 2016
Câu 1 ( 2,0 điểm)
1) Nêu hiện tượng, viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra trong các thí nghiệm sau:
a) Dẫn khí clo vào cốc đựng nước, nhúng mẩu giấy quỳ tím vào dung dịch thu được.
b) Cho từ từ đến dư dung dịch KOH vào dung dịch chứa HCl và AlCl3.
(6)
(5)
2) Chọn các chất A, B, C biết rằng chúng đều là hợp chất của sắt. Viết các phương trình hóa học của các phản ứng thực hiện chuyển đổi hóa học sau (ghi rõ điều kiện phản ứng nếu có):
(4)
	 B
Câu 2 (2,0 điểm)
1) Chỉ được dùng thêm 2 hóa chất tự chọn. Trình bày phương pháp phân biệt 5 chất bột chứa trong 5 lọ mất nhãn sau: Mg(OH)2, Al2O3, BaCl2, Na2CO3, KOH.
2) Có một hỗn hợp rắn gồm Fe2O3; Al2O3; CaCO3; NaCl. Làm thế nào để tách riêng từng chất ra khỏi hỗn hợp trên? Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra.
Câu 3 (2,0 điểm)
1) Cho hỗn hợp chứa x mol Mg; y mol Fe vào dung dịch chứa z mol CuSO4. Tìm quan hệ giữa x; y; z để sau khi phản ứng kết thúc thu được:
a) Chất rắn gồm 1 kim loại. 	
b) Chất rắn gồm 2 kim loại. 	
c) Chất rắn gồm 3 kim loại.
2) Cho một mẫu Na vào 200 ml dung dịch AlCl3 thu được 2,8 lít khí (ở đktc) và một kết tủa A. Nung A đến khối lượng không đổi thu được 2,55 gam chất rắn. Tính nồng độ mol của dung dịch AlCl3.
Câu 4 ( 2,0 điểm)
1) Hỗn hợp X gồm Fe và kim loại R có hoá trị không đổi. Tỉ lệ khối lượng của Fe và R trong X là 84 : 27. Chia X thành hai phần bằng nhau:
Phần 1: Hoà tan hết vào dung dịch HCl dư thu được 26,88 lít khí (ở đktc)
Phần 2: Tác dụng vừa đủ với 33,6 lít khí Cl2 (ở đktc)
Xác định kim loại R và khối lượng của mỗi kim loại trong X (Biết R đứng trước H trong dãy hoạt động hóa học của kim loại).
2) Trên 2 đĩa cân ở vị trí cân bằng, có 2 cốc thuỷ tinh với khối lượng bằng nhau và đều chứa một lượng dung dịch HCl như nhau. Nếu thêm vào cốc thứ nhất m1 gam Fe và cốc thứ hai m2 gam CaCO3, khi các chất rắn tan hết thì cân trở lại vị trí cân bằng. Tìm tỉ lệ m1 : m2.
Câu 5 ( 2,0 điểm)
	Hòa tan hết 5,6 gam Fe trong dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu được dung dịch A. Thêm dung dịch NaOH dư vào A thu được kết tủa B. Nung B trong điều kiện không có oxi đến khối lượng không đổi được chất rắn D, còn nung B trong không khí đến khối lượng không đổi thu được chất rắn E. Biết mE – mD = 0,48 gam. Tính số mol mỗi chất tan trong dung dịch A?
Cho: C = 12; Na = 23; H =1; O = 16; Ca = 40; Cl = 35,5; Al = 27; Mg = 24; Cu = 64; Fe = 56
------------- Hết-------------
SBD: ................... Họ và tên thí sinh: ....................................................................................
Giám thị 1: ................................................... Giám thị 2: ......................................................
PHÒNG GD & ĐT TP HẢI DƯƠNG
ĐỀ CHÍNH THỨC
HƯỚNG DẪN CHẤM 
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI NĂM HỌC 2015 - 2016
MÔN THI: HÓA HỌC
(Hướng dẫn chấm gồm 05 câu, 05 trang)
Ngày thi 11 tháng 01 năm 2016 
Câu
Ý
Nội dung
Điểm TP
Tổng điểm
1
1
a) Dung dịch thu được có màu vàng lục, mùi hắc của khí clo. Giấy quỳ tím chuyển sang màu đỏ rồi sau đó mất màu ngay.
Cl2+ H2O HCl + HClO
0,25 
1,0 điểm
b) Lúc đầu chưa xuất hiện kết tủa, lúc sau xuất hiện kết tủa keo trắng và kết tủa tăng dần đến cực đại sau đó tan dần, cuối cùng thu được dung dịch không màu 
 KOH + HCl KCl + H2O
 3KOH + AlCl3 Al(OH)3 + 3KCl
 KOH + Al(OH)3 KAlO2+ 2H2O
0,75 
2
 A : Fe(OH)3 ; B: FeCl3 ; C: Fe(OH)3
1) 2Fe + 6 H2SO4 Fe2(SO4)3 + 6H2O + 3SO2
0,125 
1,0 điểm
2) Fe2(SO4)3 + 6NaOH Fe(OH)3 + 3Na2SO4
0,125 
3) 2Fe(OH)3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3H2O
0,125 
4) Fe2(SO4)3 + BaCl2 3BaSO4 + FeCl3
0,125 
5) 2Fe + 3Cl2 2FeCl3
0,125 
6) FeCl3 + 3NaOH Fe(OH)3 + 3NaCl
0,125 
7) 2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O
0,125 
8) Fe2O3 + 3H2 2Fe + 3H2O
0,125 
2
1
- Chỉ dùng thêm nước và dung dịch HCl có thể nhận biết được các chất đã cho
- Lấy mỗi chất một ít làm mẫu thử, đánh số thứ tự tương ứng
- Cho nước dư vào từng mẫu thử để hòa tan
 + Các mẫu thử tan trong nước tạo dung dịch là BaCl2, Na2CO3, KOH (A)
 + Các mẫu thử không tan trong nước là Mg(OH)2, Al2O3 (B)
0,25
1,0 điểm
- Nhỏ dung dịch HCl vào các dung dịch nhóm A
 + Dung dịch tạo bọt khí là Na2CO3
 Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + H2O+ CO2 
 + Dung dịch không tạo bọt khí là BaCl2, KOH
 KOH + HCl KCl + H2O
0,25
- Dùng dung dịch Na2CO3 để phân biệt 2 dung dịch BaCl2, KOH
 + Dung dịch tạo kết tủa là BaCl2
 Na2CO3 + BaCl2 BaCO3 + 2NaCl
 + Dung dịch không tạo kết tủa là KOH
0,25
- Dùng dung dịch KOH để phân biệt 2 chất nhóm B
 + Chất nào tan trong dung dịch KOH là Al2O3
 Al2O3 + 2KOH 2KAlO2+ 2H2O
 + Chất nào không tan trong dung dịch KOH là Mg(OH)2
0,25
2
- Cho nước dư vào hỗn hợp khuấy để NaCl tan hết, lọc tách riêng dung dịch và chất rắn không tan (A)
- Cô cạn dung dịch được NaCl
0,25
1,0 điểm
- Sục khí CO2 dư vào hỗn hợp A trong nước, lọc tách riêng dung dịch và chất rắn không tan (B), đun sôi và cô cạn dung dịch được CaCO3
 Ca(HCO3)2 CaCO3 + H2O+ CO2 
0,25
- Hòa tan chất rắn (B) trong dung dịch NaOH dư, lọc tách chất rắn không tan rửa sạch, sấy khô thu được Fe2O3. Sục khí CO2 dư vào dung dịch còn lại thu lấy kết tủa và nung đến khối lượng không đổi thu được Al2O3
 Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2+ 2H2O
 NaAlO2 + CO2 + 2H2O Al(OH)3 + NaHCO3
 2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O 
0,5
3
1
 Các phản ứng xảy ra theo thứ tự là :
1) Mg + CuSO4 MgSO4 + Cui
2) Fe + CuSO4 FeSO4 + Cui
0,25
1,0 điểm
a) Vì sau phản ứng thu được 1 kim loại kim loại đó là Cu xảy ra cả (1) và (2): Mg; Fe phản ứng hết; CuSO4 vừa đủ hoặc dư
Theo PTHH (1) và (2): (pư) = x + y (bđ) = z (mol)
 x + y z
0,25
b) Vì sau phản ứng thu được 2 kim loại kim loại đó là Cu; Fe xảy ra (1); có thể có (2): Mg hết; Fe chưa phản ứng hoặc còn dư ở (2); CuSO4 hết
1) Mg + CuSO4 MgSO4 + Cui
 x x (mol)
2) Fe + CuSO4 FeSO4 + Cui
(z-x) (z-x) (mol)
0,25
c) Vì sau phản ứng thu được 3 kim loại kim loại đó là Cu; Fe; Mg xảy ra (1): Mg dư; Fe chưa phản ứng; CuSO4 hết
1) Mg + CuSO4 MgSO4 + Cui
 z z (mol)
 z < x
0,25
2
Chất rắn là Al2O3 
 = 0,125 (mol)
Các phản ứng xảy ra: 2Na + 2H2O 2NaOH + H2 
 0,25 0,125 (mol)
0,25
1,0 điểm
Trường hợp 1: NaOH thiếu, chỉ có phản ứng:
 3NaOH + AlCl3 Al(OH)3 + 3NaCl
 0,25 
 2Al(OH)3 Al2O3 + 3 H2O
 (mol)
mrắn = . 102 = 4,25g > 2,55g g trường hợp này không xảy ra.
0,25
 Trường hợp 2: NaOH dư: Gọi 
 3NaOH + AlCl3 Al(OH)3 + 3NaCl 
 3x x x (mol)
 NaOH + Al(OH)3 NaAlO2 + 2H2O
 (0,25 – 3x) (0,25 – 3x) (mol)
 2Al(OH)3 Al2O3 + 3 H2O
 (4x-0,25) (2x-0,125) (mol)
 g 2x – 0,125 = 0,025 g x = 0,075 (mol)
g
0,5
4
1
Gọi số mol của Fe và kim loại R ở mỗi phần lần lượt là: x; y (x; y > 0)
Gọi n là hoá trị của R 
Ta có: g84y.MR – 1512x = 0 (1)
0,25
1,25 điểm
Phần 1: 
 Fe + 2HCl FeCl2 + H2
 x x (mol)
2R + 2nHCl 2RCln + nH2
 y 0,5ny (mol)
 Ta có: x + 0,5ny = 1,2 (2)
0,25
Phần 2:
 2Fe + 3Cl2 2FeCl3
 x 1,5x (mol)
 2R + nCl2 2RCln
 y 0,5ny (mol)
Ta có: 1,5x + 0,5ny= 1,5 (3)
0,25
Từ (2) và (3) tìm được: x = 0,6 (mol)
Thay x = 0,6 vào (1) ta được: MR = 9n 
*Với n = 1 g MR = 9 (loại)
*Với n = 2 g MR = 18 (loại)
*Với n = 3 g MR = 27 (Al)
Vậy kim loại R là Al
0,25
Thay x = 0,6; MR = 27 vào (1) tìm được: y = 0,4 (mol)
Khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp X
mAl = 2.0,4.27 = 21,6 (g)
mFe = 2.0,6.56 = 67,2 (g)
0,25
2
Gọi a gam là khối lượng dung dịch HCl trong cả 2 cốc
 Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (1)
 (mol)	 (mol) 
 CaCO3 + 2HCl CaCl2 + CO2+ H2O (2)
 (mol)	 (mol)
Sau khi phản ứng kết thúc cân trở lại vị trí thăng bằng nên theo định luật bảo toàn khối lượng có:
 m1+a- .2 = m2 + a- .44
 g 27. = 14. g 
0,75
0,75 điểm
5
+ Khi Fe phản ứng với H2SO4 đặc, nóng g xảy ra phản ứng.
2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
+ Nếu A chỉ có Fe2(SO4)3 thì B chỉ có Fe (OH)3 g khi nung trong điều kiện không có oxi và trong không khí đều thu được Fe2O3 không phù hợp với giả thiết do đó A phải có FeSO4 do đó còn xảy ra phản ứng: 
Fe + Fe2(SO4)3 → 3FeSO4
0,5
2,0 điểm
+ Nếu sau phản ứng trên mà cả Fe và Fe2(SO4)3 đều phản ứng hết thì A chỉ có FeSO4 khi đó dễ thấy mE – mD = 0,8 gam (trái giả thiết). Vậy A phải có hai muối.
0,5
+ Đặt x, y lần lượt là số mol FeSO4 và Fe2(SO4)3 có trong A ta có: 
0,1 mol Fe 
+ Áp dụng ĐLBTNT (Fe) ta có: x + 2y = 0,1 (*)
0,25
+ Khi cho A tác dụng với dung dịch NaOH, xảy ra các phản ứng:
 FeSO4 + 2NaOH → Fe(OH)2↓ + Na2SO4
 x x (mol)
 Fe2(SO4)3 + 6NaOH → 2Fe(OH)3↓ + 3Na2SO4
 y 2y (mol)
ð Kết tủa B có: x mol Fe(OH)2 và 2y mol Fe(OH)3.
+ Khi nung B không có oxi ta có:
 Fe(OH)2 FeO + H2O
 x x (mol)
 2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O
 2y y (mol)
ð mD = 72x + 160y (**)
0,25
+ Khi nung B trong không khí ta có:
 2Fe(OH)2 + ½ O2 Fe2O3 + 2H2O
 x 0,5x (mol)
 2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O
 2y y (mol)
ð mE = 80x + 160y (***)
0,25
+ Từ (**, ***) và giả thiết ta có: (80x+160y) – (72x+160y) = 0,48 hay x = 0,06 mol
+ Thay x = 0,06 mol vào (*) được y = 0,02 mol.
Vậy A có 0,06 mol FeSO4 và 0,02 mol Fe2(SO4)3.
0,25
* Chú ý: Học sinh có thể làm cách khác, nếu đúng vẫn cho điểm tối đa.
------------- Hết-------------