Đề thi học sinh giỏi môn Hóa học Lớp 9 - Vòng 2 - Năm học 2017-2018 - Phòng Giáo dục và Đào tạo Hải Dương (Có đáp án)

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
THÀNH PHỐ HẢI DƯƠNG
ĐỀ CHÍNH THỨC
ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI LỚP 9-VÒNG 2
NĂM HỌC 2017 – 2018
MÔN THI: HÓA HỌC
Thời gian làm bài: 150 phút
(Đề thi gồm 05 câu, 02 trang)
Ngày thi: 15 tháng 1 năm 2018
Câu I (2,0 điểm) 
đpnc
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
 1) Chọn các chất thích hợp và viết phương trình phản ứng hoàn thành dãy chuyển hoá sau:
 Y Z T	 
 X 	 Al Q X 
	 M N 
	(Biết X, Y, Z, T, M, N, Q là các hợp chất khác nhau của Al)
 2) Hòa tan hoàn toàn 7,2 gam FeO với một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 nồng độ 24,5% thu được dung dịch A. Làm lạnh dung dịch A xuống đến 50C thì tách ra được m gam chất rắn (FeSO4.7H2O), dung dịch còn lại có nồng độ 12,18% .
 a. Tính m.
 b. Tính độ tan của FeSO4 ở 50C.
Câu II (2,0 điểm) 
 1) Chỉ được dùng thêm dung dịch HCl và dung dịch Ba(OH)2, trình bày cách nhận biết các dung dịch sau: dung dịch chứa Na2CO3 và NaHCO3; dung dịch chứa Na2SO4 và NaHCO3; dung dịch chứa Na2CO3 và Na2SO4.
 2) Cho hỗn hợp bột A gồm các chất: CuCl2, MgCl2, AlCl3. Trình bày phương pháp tách riêng từng kim loại ra khỏi hỗn hợp.
Câu III (2,0 điểm) 
 1) Trong phòng thí nghiệm hóa học, người ta điều chế khí CO2 từ đá vôi và dung dịch axit clohiđric bằng bình Kíp.
 a. Khí CO2 thoát ra thường có lẫn HCl và hơi nước. Trình bày cách làm sạch khí CO2.
 b. Có thể thay đá vôi bằng Na2CO3 được không? Tại sao?
 2) Thực hiện các thí nghiệm (TN) sau:
 -TN1: Cho m gam Al2(SO4)3 tác dụng với 160 ml dung dịch Ba(OH)2 2M, thu được 2,2564a gam kết tủa. 
 -TN2: Cho m gam Al2(SO4)3 tác dụng với 190 ml dung dịch Ba(OH)2 2M, thu được 2a gam
kết tủa. 
 Tính m? (Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn)
Câu IV (2,0 điểm) 
 1) Cho 86,3 gam hỗn hợp X gồm Na, K, Ba và Al2O3 (trong đó oxi chiếm 19,47% về khối lượng) vào nước dư, thu được dung dịch Y và 13,44 lít khí H2 (đktc). Cho V lít dung dịch HCl 2M vào dung dịch Y, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 46,8 gam kết tủa. Tính thể tích dung dịch HCl đã dùng.
 2) Hấp thụ hoàn toàn a lít khí CO2 (đktc) vào 100 ml dung dịch gồm K2CO3 0,2M và KOH 1,4M, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch X. Cho toàn bộ X tác dụng với dung dịch BaCl2 (dư), thu được 11,82 gam kết tủa. Tính a. 
Câu V (2,0 điểm): 
 1) Hòa tan hoàn toàn 5,33 gam hỗn hợp 2 muối RCln ( RCln không là FeCl2) và BaCl2 vào nước được 200 gam dung dịch X. Chia dung dịch X thành 2 phần bằng nhau:
- Phần 1: Cho tác dụng với 100 g dung dịch AgNO3 8,5% thu được 5,74 g kết tủa X1 và dung dịch X2. 
- Phần 2: Cho tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng, dư thu được 1,165 gam kết tủa X3.
 a. Xác định tên kim loại R và công thức hóa học RCln.
 b. Tính nồng độ % các chất trong dung dịch X2.
 2) Hỗn hợp Q gồm Fe2O3 và Cu. Cho m gam hỗn hợp Q tác dụng với dung dịch HCl vừa đủ thu được dung dịch chứa 122,76 gam chất tan. Cho m gam hỗn hợp Q tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng vừa đủ thu được dung dịch T chứa 3 chất tan với tỷ lệ mol 1:2:3. Viết các phương trình phản ứng xảy ra và tính m.
Biết: H = 1; N =14; Na=23;C= 12; Cu=64;Fe=56;Zn = 65; S=32;O = 16; K=39;
 Mg=24; Ca=40; Al=27; Ba= 137; Cl=35,5.
------------------- Hết --------------------
Họ và tên thí sinh: Số báo danh: ..
Chữ ký của giám thị 1: Chữ ký của giám thị 2: .....
PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
THÀNH PHỐ HẢI DƯƠNG
ĐỀ CHÍNH THỨC
HƯỚNG DẪN CHẤM
 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI 9- VÒNG 2
NĂM HỌC 2017 – 2018
Môn thi: Hóa học
 (Hướng dẫn chấm gồm 06 trang)
CÂU
Ý
NỘI DUNG
ĐIỂM
1
1
1.Chọn X, Y, Z, T, M, N, Q, lần lượt là Al2O3 , Al2S3, Al2(SO4)3, AlCl3, KAlO2, Al(OH)3, Al(NO3)3. 
đpnc
1/ 2Al2O3 4Al + 3O2 
2/ 2Al + 3S Al2S3
3/ Al2S3 + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2S
4/ Al2(SO4)3 + 3BaCl2 3BaSO4¯+ 2AlCl3
0,5
5/ AlCl3 + 3AgNO3 Al(NO3)3 + 3AgCl¯
6/ 2Al + 2H2O + 2KOH 2KAlO2 + 3H2
7/ CO2 + 2H2O + KAlO2 KHCO3 + Al(OH)3¯
8/ Al(OH)3 + 3HNO3 Al(NO3)3 + 3H2O
9/ 2Al(NO3)3 Al2O3 + NO2 + O2
0,5
2
PTHH:	FeO + H2SO4 FeSO4 +H2O 
Tính m: 
Suy ra : 
0,25
mddH2SO4 = mddA= 40 + 7,2 = 47,2(gam) 
 mddA(50c) = (47,2 – m) gam 
0,25
mFeSO4 trong A, 50c = (1) 
mFeSO4 trong m = (2) 
Từ (1) và (2) suy ra m = 22,24 
0,25
Theo nồng độ % của dung dịch FeSO4 bão hòa ở 50C có: 
 12,18:100 = 100.S : (100 + S)
 => 
0,25
2
1
-Lấy mẫu đánh số thứ tự tương ứng 
Cho từ từ dung dịch HCl vào các mẫu: 
+ Mẫu nào thoát khí ngay là mẫu chứa: Na2SO4 và NaHCO3; 
 Na2CO3 và NaHCO3 ( nhóm I)
+ Mẫu không có khí thoát ra ngay là: Na2CO3 và Na2SO4
 NaHCO3 + HCl ® NaCl + CO2 + H2O
 Na2CO3 + HCl ® NaCl + NaHCO3 ( pư này trước nên không có khí thoát ra ngay)
0,25
Phân biệt hai mẫu nhóm ( I ) bằng dung dịch Ba(OH)2 và HCl.
Thêm Ba(OH)2 dư vào các dung dịch sau đó lọc kết tủa:
 + Dung dịch chứa Na2CO3 và NaHCO3: có kết tủa BaCO3
 Ba(OH)2 + Na2CO3 ® BaCO3¯ + 2NaOH
 + dung dịch chứa: Na2SO4 và NaHCO3: có kết tủa BaSO4, BaCO3.
 Ba(OH)2 + Na2SO4 ® BaSO4¯ + 2NaOH
 Ba(OH)2 + 2NaHCO3 ® BaCO3¯ + 2NaOH + H2O
0,5
Cho dung dịch HCl dư vào các ống nghiệm chứa các kết tủa:
 + Kết tủa nào tan hết thì mẫu ban đầu chứa Na2CO3 và NaHCO3.
 + Kết tủa nào không tan hết mẫu ban đầu chứa: Na2SO4 và NaHCO3.
 BaCO3 + 2HCl ® BaCl2 + CO2 + H2O
0,25
2
 + Hòa hỗn hợp A vào nước dư thu được dung dịch gồm 3 muối tan CuCl2, MgCl2, AlCl3. 
 + Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch thu được, lọc thu lấy phần nước lọc có NaAlO2 và NaOH dư, phần kết tủa có Mg(OH)2 và Cu(OH)2
 Các PTHH: AlCl3 + 3NaOH® Al(OH)3 + 3NaCl
 CuCl2 + 2NaOH®Cu(OH)2 + 2NaCl
 MgCl2 + 2NaOH®Mg(OH)2 + 2NaCl
 Al(OH)3 + NaOH® NaAlO2 +2H2O
0,25
 + Sục khí CO2 dư vào phần dung dịch nước lọc. 
 CO2 + NaOH NaHCO3
 CO2 + NaAlO2 + 2H2O Al(OH)3 + NaHCO3
 +Lọc lấy kết tủa nung kết tủa ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi thu được chất rắn Al2O3. Điện phân nóng chảy Al2O3 có xúc tác criolit thu được Al.
đpnc
 2Al(OH)3Al2O3 + 3H2O
 2Al2O3 4Al + 3O2
0,25
 + Phần kết tủa Mg(OH)2 và Cu(OH)2 đem nung ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi được hỗn hợp chất rắn (MgO + CuO). 
 Dẫn luồng khí CO dư đi qua phần chất rắn nung nóng thu đươc hỗn hợp rắn gồm Cu và MgO. 
 Cu(OH)2 CuO + H2O
 Mg(OH)2MgO +H2O
 CuO + CO Cu + CO2
0,25
+ Cho dung dịch HCl dư vào hỗn hợp chất rắn, lọc lấy phần không tan rửa sạch sấy khô thu được Cu, phần dung dịch có chứa MgCl2 và HCl dư. 
 MgO + 2HCl®MgCl2 + H2O
 + Cô cạn dung dịch HCl bay hơi thu được MgCl2, đem điện phân nóng chảy được Mg
 MgCl2 Mg + Cl2
0,25
3
1
a/ Phương trình phản ứng : CaCO3 + 2HCl ® CaCl2 + CO2 + H2O
Dẫn khí CO2 thoát ra (lẫn HCl và hơi nước) đi qua bình 1 đựng dung dịch NaHCO3 bão hòa; bình 2 đựng dung dịch H2SO4 đặc:
 HCl + NaHCO3 ® NaCl + CO2 + H2O
 0,5
b. Không dùng Na2CO3 để điều chế CO2 bằng bình Kíp 
Vì Na2CO3 tan trong nước, nên không điều chỉnh được hoạt động của bình kíp.
0,25
2
TN1: ; TN2: 
Gọi số mol Al2(SO4)3 ban đầu là: x( mol) ( đk x > 0 ) 
Các PTPƯ : 
 Al2(SO4)3 + 3Ba(OH)2 ® 2Al(OH)3¯ + 3BaSO4¯ (1)
Có thể có Ba(OH)2 + 2Al(OH)3 ® Ba(AlO2)2 + 4H2O (2)
Ta thấy khi lượng Ba(OH)2 tăng từ 0,32 (mol) ® 0,38 (mol) thì lượng kết tủa giảm đi ®TN2 xảy ra cả (1) và (2) 
0,25
Trường hợp1: TN1 chỉ có phản ứng (1) xảy ra.
 Theo (1) ta có: 
 (tính theo Ba(OH)2)
 Vậy: m¯ = .78 + 0,32.233 = 2,2564a Þ a » 40,4184 (gam)
* Ở TN2: Sau (2) chỉ hoà tan một phần Al(OH)3. 
Theo (1) : 
 ® 
 ® 
 ® m¯ = 233 . 3x + [2x – 2(0,38-3x)] . 78 = 2a = 2. 40,4184 
 ® x » 0,1059 
Ta thấy với 0,1059 mol Al2(SO4)3 ® pư = 0,3177 mol < 0,32.
 ® trái giả thiết với 0,32 mol Ba(OH)2 thì Ba(OH)2 hết. (Loại)
0,25
* Ở TN2: Sau (2) Al(OH)3 bị hoà tan hết .
 ® ® m¯ = 233.3x = 2a = 2. 40,4184
 ® x = 0,1156
 ® 0,38 – 3 . 0,1156 = 0,0332( mol) 
Theo (2) : = 0,0332 . 2 = 0,0664 < 2 .0,1156 = 0,2312
 ® Al(OH)3 không bị hoà tan hết (Loại)
0,25
Trường hợp 2: TN1 xảy ra cả 2 phản ứng (1) và (2) 
TN1: Sau (2) Al(OH)3 dư 
 (vì nếu hết thì ở TN2 khối lượng kết tủa thu được phải bằng TN1)
 Với 0,32 mol Ba(OH)2 ® Ba(OH)2 dư hoà tan 1 phần Al(OH)3
Theo (1) : 
 ® 
 ® 
 ® m ¯ = 233.3x + [2x – 2(0,32 - 3x)].78 = 2,2564a (I)
* Ở TN2: Sau (2) chỉ hoà tan một phần Al(OH)3.
Theo (1) : 
 ® 
 ® 
 ® m ¯ = 233 . 3x + [2x – 2(0,38-3x)].78 = 2a (II)
Giải hệ pt (I), (II) Þ a = 36,5055; x » 0,1 
 ® m = 34,2g
0,25
* Ở TN2: Sau (2) Al(OH)3 bị hoà tan hết.
 Theo (1) : 
 ® ³ (*)
 m ¯ = = 233.3x = 2a (III)
Giải hệ pt (I) và (III) ® x = 0,0934; a = 32,6433; thỏa mãn (*)
 ® m = 0,0934 . 342 = 31,9428( gam)
 Vậy: m = 34,2( gam) 
 hoặc m = 31,9428( gam)
0,25
4
1
2K + 2H2O 2KOH + H2 (1) 
Ba + 2H2O Ba(OH)2 + H2 (2)
2Na + 2H2O 2NaOH + H2 ( 3) 
 Al2O3+ Ba(OH)2 Ba(AlO2)2 + H2O (4)
 Al2O3+ 2KOH 2KAlO2 + H2O (5) 
 Al2O3+ 2NaOH 2NaAlO2 + H2O (6)
 nAl2O3 = (19,47× 86,3) / (100×16 ×3) = 0,35 (mol) 
 nOH- =13,44× 2/ 22.4=1,2 (mol)
 => Al2O3 tan hết, bazơ dư 
 => dd Y: 0,7 (mol) AlO2- ; 0,5 (mol) OH-
0,25
Ba(OH)2 + 2HCl BaCl2 + 2H2O ( 7 )
NaOH + HCl NaCl + H2O ( 8) 
KOH + HCl NaCl + H2O ( 9)
 NaAlO2 + HCl + H2O Al(OH)3 + NaCl (10)
 KAlO2 + HCl + H2O Al(OH)3 + KCl ( 11)
 Ba(AlO2)2 + 2HCl + 2H2O 2Al(OH)3 + BaCl2 (12)
 Có thể có: Al(OH)3 + 3HCl AlCl3+ 3H2O ( 13) 
 nAl(OH)3 = 46,8 : 78 =0,6 < nAl trong Y = 0,7 mol
 => có 2 trường hợp:
- Trường hợp 1: NaAlO2, Ba(AlO2)2 dư => không có (13): 
 Từ 7, 8, 9, 10,11,12 ta có nHCl = 0,5 + 0,6 = 1,1 (mol)
\ =>V dd HCl = 1,1: 2 = 0,55 (lít)
- Trường hợp 2: Có (13), Al(OH)3 dư : 
 Từ 7, 8, 9, 10,11,12 ta có: nHCl = 0,5 + 0,7 + 3(0,7-0,6) = 1,5 (mol) =>V dd HCl = 1,5: 2 = 0,75( lít) 
0,25
0,25
0,25
2
PTHH
CO2 + 2KOHK2CO3 + H2O	(1)
Có thể có: CO2 + K2CO3 + H2O2KHCO3	(2)
BaCl2 + K2CO3 BaCO3 + 2KCl	(3)
Theo (3): 
 =>Có hai trường hợp xảy ra.
- Trường hợp 1: Không xảy ra phản ứng (2)
Theo (1): 
 a =0,04.22,4=0,896 (lit)
- Trường hợp 2: Có xảy ra phản ứng (2)
Theo (1): 
Theo (2): 
 a = (0,07 + 0,03).22,4 = 2,24 (lit)
0,25
0,25
0,25
0,25
5
1. a
 Gọi a,b là số mol của RCln và BaCl2 có trong 2,665 gam mỗi phần( đk a,b>0) 
Phần 1: RCln + n AgNO3 → R(NO3)n + n AgCl (1)
 a an a	an (mol)
 BaCl2 + 2 AgNO3 → Ba(NO3)2 + 2AgCl (2)
	b 2b b 2b (mol)
 nAgCl = = 0,04 mol => an + 2b = 0,04
Phần 2: BaCl2 + H2SO4 → BaSO4 + 2 HCl (3) 
 b b b 2b (mol) 
 2RCln + nH2SO4 → R2(SO4)n + 2nHCl (4)
 a 0,5an 0,5 a	an (mol)
 Từ phản ứng (3) 
Cứ 1 mol BaCl2 chuyển thành 1 mol BaSO4 khối lượng muối tăng 25 gam.
 Từ phản ứng (4) 
Cứ 2 mol RCln chuyển thành 1 mol R2(SO4)n khối lượng tăng 12,5 n gam. 
 Nhưng khối lượng X3 < m hỗn hợp muối ban đầu. 
 Chứng tỏ (4) không xảy ra. → X3 là BaSO4
Số mol BaSO4 = = 0,0059 mol)
 => b = 0,005 ð an = 0,03.
mhh = a(MR + 35,5n) + 0,005. 208 = 2,665 => aMR = 0,56
aMR / an = 0,56 / 0,03 => MR = 
0,25
0,25
0,25
	n
1
2
3
MR
18,7( loại)
37,3(loại)
56 (Fe)
 Vậy R là kim loại sắt Fe. Công thức hóa học của muối: FeCl3
0,25
b
 Số mol AgNO3 phản ứng theo PTHH (1), (2)=. 0,04 (mol)
 Số mol AgNO3 dư = 0,05 - 0,04 = 0,01 (mol)
Dung dịch X2 gồm: 
 Số mol Fe(NO3)3 là: 0,01 (mol) 
 => Khối lượng Fe(NO3)3 là: 0,01. 242 = 2,42 (gam)
 Số mol Ba(NO3)2 là: 0,005( mol) 
 => Khối lượng Ba(NO3)2 là: 0,005. 261=1,305( gam)
 Số mol AgNO3 dư là: 0,01( mol) 
 => Khối lượng AgNO3 là: 0,01 . 170 = 1,7 (gam)
 mdd = + 100 - 5,74 =194,26 ( gam)
 C% Fe(NO3)3 = = 1,246%
 C% Ba(NO3)2 = = 0,671%
 C% AgNO3 = 
0,25
2
 Cho Q tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng:
 Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O (1)
 4x 4x ( mol) 
 Cu + Fe2(SO4)3 → 2FeSO4 + CuSO4 (2)
 x x 2x x ( mol) 
Từ (2) nCuSO4:nFeSO4=1:2 => nCuSO4:nFeSO4:nFe2(SO4)3= 1:2:3 = x:2x:3x 
Cho Q tác dụng với dung dịch HCl:
 Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O (1)
 4x 8x ( mol)
 Cu + 2FeCl3 → 2FeCl2 + CuCl2 (2)
 x 2x 2x x (mol) 
KL muối clorua: 162,5×6x + 127×2x + 135x = 122,76 
 => x = 6138/ 68225
 Trong Q: 
 + Khối lượng Fe2O3 là: (4× 6138 / 68225)× 160 = 57,579 (gam)
 + Khối lượng Cu là: (6138/ 68225)× 64 = 5,7579( gam) 
 => Vậy m = 57,579 + 5,7579 = 63,3369 (gam)
0,375
0,375
Hs làm cách khác đúng cho điểm tương đương.
-----------------------------Hết -----------------------------