Đề khảo sát đội tuyển học sinh giỏi lớp 9 năm học: 2015 – 2016 môn: Hóa học thời gian: 150 phút

UBND HUYỆN QUẢNG XƯƠNG
PHÒNG GD & ĐT QUẢNG XƯƠNG
ĐỀ KHẢO SÁT ĐỘI TUYỂN HSG LỚP 9
NĂM HỌC: 2015 – 2016
MÔN: HÓA HỌC
Thời gian: 150 phút
Câu 1: (2 điểm) 
Bằng phương pháp hóa học hãy tách riêng từng oxit sau ra khỏi hỗn hợp: CuO, Al2O3, MgO, SiO2.
Câu 2: (2 điểm)
Bằng phương pháp hóa học hãy nhận ra sự có mặt của mỗi khí trong hỗn hợp khí gồm: CO, CO2, SO2, SO3.
Nêu hiện tượng xảy ra và viết phương trình hóa học giải thích các thí nghiệm sau:
Cho một mẩu kim loại Natri vào dung dịch sắt (II) clorua (dư), lọc lấy kết tủa thu được để trong không khí một thời gian.
Cho rất từ từ đến dư dung dịch HCl vào dung dịch Na2CO3.
Câu 3: (2 điểm) 
Hòa tan hỗn hợp gồm BaO, Al2O3, FeO trong một lượng nước dư thu được dung dịch A và chất rắn B. Sục khí CO2 dư vào dung dịch A, phản ứng tạo kết tủa. Cho khí CO đi qua B nung nóng thu được chất rắn C. Cho C tác dụng với dung dịch NaOH dư thấy C chỉ tan một phần còn lại chất rắn D. Chất rắn D tan hết trong dung dịch H2SO4 đặc nóng dư nhưng không tan hết trong dung dịch H2SO4 đặc nguội dư. Xác định các chất có trong A, B, C, D và viết các PTHH xảy ra.
Câu 4: (2 điểm)
Chọn 7 chất rắn khác nhau mà khi cho mỗi chất đó tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng, dư đều cho sản phẩm là Fe2(SO4)3, SO2 và H2O. Viết các phương trình hóa học.
Hãy chọn các chất A, B, C, D, E, F, G thích hợp và viết PTHH. Biết rằng: A, B, C là 3 muối của 3 axit khác nhau, D và F là dung dịch kiềm và thỏa mãn sơ đồ sau:
A + D → E + F + G
B + D → H + F + G
C + D → I + F + G
Câu 5: (2 điểm)
Hòa tan hết hỗn hợp X gồm Cu và CuO trong dung dịch H2SO4 95,267% đun nóng thu được dung dịch Y và khí SO2 duy nhất [Trong dung dịch Y có C% (CuSO4) = 4C% (H2SO4)  = 68,376%]. Tính thành phần phần trăm theo khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp X.
Câu 6: (2 điểm) 
Cho một luồng khí CO dư đi qua ống sứ chứa m gam bột sắt oxit nung nóng cho đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn. Dẫn toàn bộ lượng khí sinh ra vào 1 lít dung dịch Ba(OH)2 0,1M thu được 9,85 gam kết tủa. Mặt khác khi hòa tan toàn bộ lượng kim loại Fe tạo thành ở trên bằng V lít dung dịch HCl 2M (vừa đủ) thì thu được một dung dịch chứa 12,7 gam muối FeCl2.
Xác định công thức hóa học của oxit sắt.
Tính m và V.
Câu 7: (2 điểm) 
Một hỗn hợp khí A gồm N2 và H2 có tỉ khối so với H2 là 3,6. Sau khi đun nóng hỗn hợp trên một thời gian vơi bột sắt làm xúc tác thì thu được hỗn hợp khí B gồm N2, H2 và NH3 có tỉ khối so với H2 là 4,5.
Tính thành phần % về thể tích hỗn hợp khí trước và sau phản ứng.
Tính hiệu suất phản ứng.
Câu 8: (2 điểm)
Cho 22,95 gam BaO tan hoàn toàn trong nước thu được dung dịch A.
Dẫn từ từ V lít CO2 (đktc) vào dung dịch A thu được 23,64 gam kết tủa. Tính V.
Hòa tan hoàn toàn 18,4 gam hỗn hợp MgCO3 và CaCO3 trong dung dịch HCl. Toàn bộ khí sinh ra được hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch A. Hỏi có thu được kết tủa không? Tại sao?
Câu 9: (2 điểm)
 A là dung dịch H2SO4, B là dung dịch NaOH.
Trộn 50 ml dung dịch A với 50 ml dung dịch B được dung dịch C. Cho quỳ tím vào dung dịch C thấy có màu đỏ. Thêm từ từ dung dịch NaOH 0,1M vào dung dịch C đến khi quỳ trở lại màu tím thì thấy hết 20 ml dung dịch NaOH.
Trộn 50ml dung dịch A với 100ml dung dịch B thu được dung dịch D. Cho quỳ tím vào dung dịch D thấy có màu xanh. Thêm từ từ dung dịch HCl 0,1M vào dung dịch D đến khi quỳ trở lại màu tím thấy hết 20 ml dung dịch HCl.
 Tính nồng độ mol của các dung dịch A và B. 
Câu 10: (2 điểm)
	 Hỗn hợp X gồm ba kim loại Al, Fe, Cu. Cho m gam hỗn hợp X vào dung dịch CuSO4 (dư) sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 35,2 gam kim loại. Nếu cũng hòa tan m gam hỗn hợp X vào 500 ml dung dịch HCl 2M đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 8,96 lít khí H2 (đktc), dung dịch Y và a gam chất rắn.
Viết các phương trình phản ứng xảy ra và tìm giá trị của a.
Cho từ từ dung dịch NaOH 2M vào dung dịch Y và khuấy đều đến khi thấy bắt đầu xuất hiện kết tủa thì dùng hết V1 lít dung dịch NaOH 2M, tiếp tục cho tiếp dung dịch NaOH vào đến khi lượng kết tủa không có sự thay đổi nữa thì lượng dung dịch NaOH 2M đã dùng hết 600 ml. Tìm các giá trị m và V1. 
Cho biết: Cu = 64; O =16; H= 1; S = 32; Ba = 137; Fe = 56; Cl = 35,5; N = 14;
Mg = 24; Ca = 40; C = 12; Na = 23; Al = 27
(Thí sinh được sử dụng máy tính cầm tay theo quy định của Bộ GD & ĐT)
ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM
CÂU
ĐÁP ÁN
ĐIỂM
1
- Hòa tan hỗn hợp bằng dung dịch HCl dư: SiO2 không tan, CuO, Al2O3 và MgO tan tạo dung dịch A gồm: CuCl2, AlCl3, MgCl2 và HCl dư.
 CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O
 Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O
 MgO + 2HCl → MgCl2 + H2O
- Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch A thu được kết tủa X gồm: Cu(OH)2 và Mg(OH)2, dung dịch B gồm NaAlO2, NaOH dư và NaCl.
 CuCl2 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ + 2NaCl
 MgCl2 + 2NaOH → Mg(OH)2↓ + 2NaCl
 AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3↓ + 3NaCl 
 Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O
 HCl + NaOH → NaCl + H2O
- Nung kết tủa X đến khối lượng không đổi thu được chất rắn Y gồm CuO và MgO. Cho khí H2 (dư) đi qua Y nung nóng thu được chất rắn Z gồm Cu và MgO. Hòa tan Z trong dung dịch HCl dư thu được chất rắn là Cu và dung dịch C gồm MgCl2 và HCl dư. Lọc Cu rồi nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được CuO.
 CuO + H2 Cu + H2O
 MgO + 2HCl → MgCl2 + H2O
 2Cu + O2 2CuO
- Cho dung dịch C tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được kết tủa là Mg(OH)2. Lọc kết tủa nung đến khối lượng không đổi thu được MgO:
 MgCl2 + 2NaOH → Mg(OH)2↓ + 2NaCl
 HCl + NaOH → NaCl + H2O
 Mg(OH)2 MgO + H2O
- Sục khí CO2 dư vào dung dịch B. sau đó lọc kết tủa nung đến khối lượng không đổi thu được Al2O3:
 2NaAlO2 + CO2 + 3H2O → Na2CO3 + 2Al(OH)3↓
 NaOH + CO2 → NaHCO3
 2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O
0,25
0,5
0,5
0,5
0,25
2
1) 
 - Cho hỗn hợp khí lội qua dung dịch nước brom (màu vàng) thấy màu của dung dịch nhạt dần. Chứng tỏ hỗn hợp khí có mặt SO2:
 SO2 + Br2 + 2H2O → 2HBr + H2SO4 
- Cho hỗn hợp khí còn lại lội qua dung dịch BaCl2 thấy xuất hiện kết tủa trắng. Chứng tỏ hỗn hợp khí có SO3:
 BaCl2 + SO3 + H2O → BaSO4↓ + 2HCl
- Cho hỗn hợp khí còn lại lội qua dung dịch Ca(OH)2 thấy xuất hiện kết tủa trắng. Chứng tỏ hỗn hợp khí có CO2:
 CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 ↓ + H2O
- Cho khí còn lại qua CuO nung nóng thấy CuO màu đen chuyển dần sang màu đỏ. Chứng tỏ hỗn hợp khí có CO:
 CuO + CO Cu + CO2
0,25
0,25
0,25
0,25
2) 
a) Mẩu Na tan dần vào dung dịch, có khí không màu thoát ra (H2), dung dịch nóng lên (phản ứng tỏa nhiệt) và xuất hiện kết tủa trắng xanh của Fe(OH)3. Để kết tủa trong không khí một thời gian thì chuyển thành màu nâu đỏ của Fe(OH)3:
 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑
 2NaOH + FeCl2 → Fe(OH)2 ↓ + 2NaCl
 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3
b) Lúc mới cho dung dịch HCl vào thì thấy không có hiện tượng gì xảy ra, Sau đó mới thấy bọt khí không màu thoát ra khỏi dung dịch:
 HCl + Na2CO3 → NaHCO3 + NaCl
 HCl + NaHCO3 → NaCl + H2O + CO2↑
0,5 
0,5
3
A: Ba(AlO2)2 ; B: FeO và Al2O3 ; C: Fe và Al2O3 ; D: Fe, FeO 
PTHH: BaO + H2O → Ba(OH)2
 Ba(OH)2 + Al2O3 → Ba(AlO2)2 + H2O
 CO2 + Ba(AlO2)2 + 3H2O → BaCO3↓ + 2Al(OH)3↓
 CO2 + BaCO3 + H2O → Ba(HCO3)2
 CO + FeO Fe + CO2
 Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O
 2FeO + 4H2SO4 (đặc) → Fe2(SO4)3 + SO2↑+ 4H2O
 2Fe + 6H2SO4 (đặc) Fe2(SO4)3 + 3SO2↑+ 6H2O
1 điểm
1 điểm
4
1) 
 2Fe + 6H2SO4 (đặc) Fe2(SO4)3 + 3SO2↑+ 6H2O 
 2FeO + 4H2SO4 (đặc) Fe2(SO4)3 + SO2↑+ 4H2O
 2Fe3O4 + 10H2SO4 (đặc) 3Fe2(SO4)3 + SO2↑+ 10H2O
 2Fe(OH)2 + 4H2SO4 (đặc) Fe2(SO4)3 + SO2↑+ 6H2O
 2FeS + 10H2SO4 (đặc) Fe2(SO4)3 + 9SO2↑+ 10H2O
 2FeS2 + 14H2SO4 (đặc) Fe2(SO4)3 + 15SO2↑+ 14H2O
 2FeSO4 + 2H2SO4 (đặc) Fe2(SO4)3 + SO2↑+ 2H2O
1,4 điểm
2) 
 NaHCO3 + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + NaOH + H2O
 NaHSO3 + Ba(OH)2 → BaSO3↓ + NaOH + H2O
 NaHSO4 + Ba(OH)2 → BaSO4↓ + NaOH + H2O
0,6 điểm
5
PTHH: Cu + 2H2SO4 (đặc) CuSO4 + SO2 + 2H2O (1)
 x 2x x x
 CuO + H2SO4 (đặc) CuSO4 + H2O (2)
 y y y
Đặt số mol Cu là x; số mol CuO là y; nCu + nCuO = 1 mol
Theo PTHH (1) và (2): 
 nCuSO4 = x + y = 1 ⇒ mCuSO4 = 160 (g)
 nSO2 = x mol ⇒ mSO2 = 64x (g)
m dung dịch Y = 160 . 100 : 68,376 = 234 (g)
m H2SO4 dư = 68,376 . 234 : 100 = 40 (g)
m H2SO4 ban đầu = 98(2x + y) + 40 = 98x + 138
m dd H2SO4 ban đầu = (98x + 138) . 100 : 95,267 = mdd Y + mSO2
m dung dịch Y = mCu + mCuO + m H2SO4 ban đầu – mSO2 
 = 64x + 80 (1 – x) + (98x + 138) . 100 : 95,267 – 64x = 234 
 Giải ra : x = 0,4; y = 0,6
 % Cu = 64.0,4 : (64. 0,4 + 0,6 . 80) = 34,78%
% CuO = 100% - 34,78% = 65,22%
0,25
1
0,25
0,5
6
PTHH: 
 FexOy + yCO xFe + yCO2 (1)
 CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + H2O (2)
 CO2 + BaCO3 + H2O → Ba(HCO3)2 (3)
 Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑ (4)
 0,1 0,1
a) 
Theo gt: nBa(OH)2 = 0,1 mol; n BaCO3 = 0,05 mol ; nFeCl2 = 0,1 mol
Theo (4): nFe = nFeCl2 = 0,1 mol
Trường hợp 1: Ba(OH)2 dư (không xảy ra phản ứng 3)
 Theo (2): nCO2 = nBaCO3 = 0,05 mol
 Ta có: x : y = 0,1 + 0,05 = 2 : 1 (không thỏa mãn)
Trường hợp 2: Ba(OH)2 hết
 Theo (2): nCO2 = nBa(OH)2 = nBaCO3 = 0,1 mol
 Theo (3): nCO2 = nBaCO3 = 0,05 mol
 nCO2 (2)(3) = 0,1 + 0,05 = 0,15 mol
 Ta có: x: y = 0,1 : 0,15 = 2 : 3
 Vậy CTHH của oxit sắt là Fe2O3.
b) mFe2O3 = mFe + mO = 0,1 . 56 + 0,15 . 16 = 8 (g)
 Theo (4): nHCl = 2 nFe = 2 . 0,1 = 0,2 mol
 V = 0,2 : 2 = 0,1 (lít)
0,5
1
0,5
7
a) 
PTHH: N2 + 3H2 2NH3
 x 3x 2x
MA = 3,6 . 2 = 7,2 (g/mol); MB = 4,5 . 2 = 9 (g/mol)
Ta có: 
7,2 = (28nN2 + 2nH2) : (nN2 + nH2) ⇒ nN2 : nH2 = 1 : 4
Trong hỗn hợp A: % N2 = 1: (1 +4) = 20%
 % H2 = 100% - 20% = 80%
Đặt số mol N2 và H2 trong hỗn hợp ban đầu lần lượt là 1 mol và 4 mol và số mol N2 tham gia phản ứng là x. Ta có trong hỗn hợp B:
 Số mol N2 = 1 – x
 Số mol H2 = 4 – 3x
 Số mol NH3 = 2x
MB = 9 = [28(1 – x) + 2(4 – 3x) + 17. 2x] : [ (1 – x) + (4 – 3x) + 2x]
 Giải ra: x = 0,5 
Vậy trong B: nN2 = 0,5 mol; nH2 = 2,5 mol; nNH3 = 1 mol
 %N2 = 0,5 : (0,5 + 2,5 + 1) = 12,5%
 % H2 = 2,5 : (0,5 + 2,5 + 1) = 62,5%
 % NH3 = 100% - 12,5% - 62,5% = 25%
b) Nếu phản ứng xảy ra hoàn toàn thì nNH3 = 2nN2 = 2.1 = 2 mol
 Vậy hiệu suất phản ứng = 1 : 2 = 50%
0,25
0,5
0,75
0,5
8
1)
PTHH: BaO + H2O → Ba(OH)2 (1)
 CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + H2O (2)
 CO2 + BaCO3 + H2O → Ba(HCO3)2 (3) 
Theo gt: nBaO = 22,95 : 153 = 0,15 mol
 nBaCO3 = 23,64 : 197 = 0,12 mol
Theo (1): nBa(OH)2 = nBaO = 0,15 mol
Trường hợp 1: Ba(OH)2 dư
 Theo (2): nCO2 = nBaCO3 = 0,12 mol
 VCO2 = 0,12 . 22,4 = 2,688 lít
Trường hợp 2: Ba(OH)2 hết
 Theo (2): nCO2 = nBa(OH)2 = nBaCO3 = 0,15 mol
 Theo (3): nCO2 = nBaCO3 = 0,15 – 0,12 = 0,03 mol
 nCO2 = 0,15 + 0,03 = 0,18 mol
 VCO2 = 0,18 . 22,4 = 4,032 lít
2) 
PTHH: MgCO3 + 2HCl → MgCl2 + H2O + CO2↑ (4)
 CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2↑ (5)
Theo gt ta có: 18,4 : 100 ≤ nMgCO3 + nCaCO3 ≤ 18,4 : 84
 0,184 ≤ nMgCO3 + nCaCO3 ≤ 0,22 (*)
Theo (4)(5): nMgCO3 + nCaCO3 = nCO2
Theo (2) (3): Để tạo kết tủa thì nCO2 < 2 nBa(OH)2
 nCO2 < 2. 0,15 = 0,3 mol (**)
Từ (*) và (**) suy ra sau phản ứng có thu được kết tủa.
0,5
0,25
0,25
0.5
0,5
9
Đặt nồng độ mol của dd H2SO4 là x, của dd NaOH là y.
Theo gt: Số mol H2SO4 = 0,05x
 Số mol NaOH = 0,05y
 PTHH: H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O (1)
 0,025y 0,05y
 Theo PTHH (1) : Số mol H2SO4 dư = 0,05x – 0,025y
 Số mol NaOH trung hòa axit dư = 0,1. 0,02 = 0,002 mol
 Số mol H2SO4 dư = 0,002 : 2 = 0,001 mol
 0,05x – 0,025 y = 0,001
 Theo gt: Số mol H2SO4 = 0,05x
 Số mol NaOH = 0,1y
 PTHH: H2SO4 + 2NaOH →Na2SO4 + H2O (1)
 0,05x 0,1x
 Theo PTHH(1): Số mol NaOH dư = 0,1y – 0,1x
 PTHH: HCl + NaOH → NaCl + H2O (2) 
 0,002 mol
 Số mol HCl trong hòa NaOH dư = 0,1 . 0,02 = 0,002 mol
 0,1y – 0,1x = 0,002
Ta có hệ PT: 
 0,05x – 0,025 y = 0,001
 0,1y – 0,1x = 0,002
Giải hệ PT ta được: x = 0,06 ; y = 0,08
Nồng độ dung dịch H2SO4 là 0,06M
 Nồng độ dung dịch NaOH là 0,08M
0,75
0,75

0,5
10
1) 
PTHH : 2Al + 3 CuSO4 → Al2(SO4)3 + 3 Cu (1)
 x 1,5x
 Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu (2)
 y y 
 Al + 3HCl → AlCl3 + 3/2H2 (3)
 x 3x x 1,5x
 Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (4)
 y 2y y y 
Đặt x, y là số mol Al và Fe trong hỗn hợp X: 
Theo gt: nHCl = 0,5 . 2 = 1 mol
 nH2 = 8,96 : 22,4 = 0,4 mol
Theo (3)(4): nH2 = ½ nHCl 
Theo gt: nH2 < ½ nHCl . Do vậy HCl dư và Al, Fe tan hết trong dung dịch HCl.
Theo (3)(4): nH2 = 1,5 x + y = 0,4 (*)
Theo (1)(2): nCu = 1,5x + y = 0,4 mol
mCu (1)(2) = 0,4 . 64 = 25,6 (g)
Vậy mCu trong X = 35,2 – 25,6 = 9,6 (g) Vậy a = 9,6 gam
0,5
0,5
2) Trong dung dịch Y chứa 0,2 mol HCl dư, x mol AlCl3, y mol FeCl2. 
Khi cho từ từ dung dịch NaOH vào dung dịch Y. Ban đầu xảy ra phản ứng trung hòa
 HCl + NaOH → NaCl + H2O (5)
 0,2mol 0,2mol
Theo (5) nNaOH = nHCl = 0,2 mol. Suy ra V1 = = 0,1 lít.
 AlCl3 + 3NaOH → 3NaCl + Al(OH)3↓ (6)
 x 3x x mol
 FeCl2 + 2NaOH → 2NaCl + Fe(OH)2↓ (7)
 y 2y y mol
 Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O (8)
 x x mol
Theo gt: nNaOH = 0,6 . 2 = 1,2 mol
Theo (5)(6)(7)(8): 
nNaOH = 0,2 + 3x + 2y + x = 1,2 mol 2x + y = 0,5 (**)
Từ (*), (**) ta có hệ pt: 
 1,5 x + y = 0,4
 2x + y = 0,5
 Giải ra: x = 0,2 mol, y = 0,1 mol.
Khối lượng của hỗn hợp X ban đầu là: 
 m = 0,2. 27 + 0,1. 56 + 9,6 = 20,6 gam.
0,25
0,5
0,25
Ghi chú: 
Học sinh làm cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa.
Cách giải đúng nhưng tính toán nhầm lẫn trừ ½ số điểm của nôi dung đó.
PTHH viết sai CTHH không được tính điểm.
PTHH không cân bằng, thiếu điều kiện trừ ½ số điểm của PTHH đó.