Đề thi chọn đội tuyển học sinh giỏi lớp 9 năm học 2014 - 2015 môn thi: Hóa học thời gian: 150 phút

UBND HUYỆN QUẢNG XƯƠNG
PHÒNG GD & ĐT QUẢNG XƯƠNG
ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HSG LỚP 9
NĂM HỌC 2014 - 2015
MÔN THI: HÓA HỌC
Thời gian: 150 phút
Câu I: (4 điểm)
1) Cho các chất sau: NO2, Fe3O4, Al2O3, SiO2.
Chất nào tác dụng với nước? Viết phương trình hóa học.
Chất nào tác dụng với dung dịch HCl? Viết phương trình hóa học.
Chất nào tác dụng với dung dịch NaOH? Viết phương trình hóa học.
2) Chỉ được dùng thêm một thuốc thử hãy phân biệt 4 dung dịch sau đựng riêng biệt trong 4 lọ không có nhãn: NaOH, HCl, H2SO4, Ba(OH)2.
Câu II: (4,5 điểm)
1) Nung hỗn hợp Fe và S. Sau phản ứng thu được chất rắn A. Hòa tan chất rắn A trong dung dịch HCl dư thu được khí B có tỉ khối so với H2 là 9 và dung dịch X. Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch X thu được kết tủa Y. Nung kết tủa Y trong không khí đến khối lượng không đổi thu được chất rắn Z. Xác định thành phần các chất A, B, X, Y, Y và viết các phương trình hóa học xảy ra.
2) Hòa tan 11,2 gam CaO vào nước thu được dung dịch A. Sục từ từ V lít khí CO2 ở điều kiện tiêu chuẩn vào dung dịch A. Sau phản ứng thu được 2,5 gam kết tủa. Tính V.
Câu III: (3,5 điểm)
 Hòa tan một oxit kim loại có hóa tri (II) bằng một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 24,5% thu được dung dịch muối A có nồng độ 33,33%.
Xác định công thức hóa học của oxit kim loại.
Làm lạnh 60 gam dung dịch muối A xuống nhiệt độ thấp hơn thấy tách ra 15,625 gam tinh thể X. Phần dung dịch bão hòa có nồng độ 22,54%. Xác định công thức của tinh thể X.
Câu 4: (4 điểm)
A là dung dịch H2SO4 có nồng độ a mol/lít. Trộn 500 ml dung dịch A với 200 ml dung dịch KOH 2M thu được dung dịch B. Biết một phần hai dung dịch B phản ứng vừa đủ với 0,39 gam Al(OH)3.
Tìm giá trị của a.
Hòa tan hết 2,668 gam hỗn hợp X gồm Fe3O4 và FeCO3 cần vừa đủ 100 ml dung dịch A. Xác định khối lượng từng chất trong hỗn hợp X.
Câu 5: ( 4 điểm)
Cho một luồng khí CO đi qua ống sứ đựng 0,04 mol hỗn hợp A gồm FeO và Fe2O3 được nung nóng. Sau khi kết thúc thí nghiệm ta thu được chất rắn B gồm 4 chất nặng 4,784 gam. Khí đi ra khỏi ống sứ cho hấp thụ vào dung dịch Ba(OH)2 dư thì thu được 9,062 gam kết tủa. Mặt khác hòa tan chất rắn B bằng dung dịch HCl dư thấy thoát ra 0,6272 lít khí H2 (đktc).
Tính khối lượng mỗi oxit trong A.
Tính khối lượng mỗi chất trong B. Biết rằng trong B số mol oxit sắt từ bằng một phần ba tổng số mol của sắt (II) oxit và sắt (III) oxit.
Cho biết: H = 1; S = 32; Ca = 40; O = 16; N = 14; Cu = 64; Fe = 56; K = 39; C = 12; Ba = 137
(Học sinh được sử dụng máy tính bỏ túi theo quy định của Bộ Giáo dục và Đào tạo)
HƯỚNG DẪN CHẤM
CÂU
ĐÁP ÁN
ĐIỂM
I
1- 
a) Chất tác dụng với nước: NO2
 2NO2 + H2O → HNO3 + HNO2
b) Chất tác dụng với dung dịch HCl: Fe3O4; Al2O3.
 Fe3O4 + 6HCl → FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O
 Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O
c) Chất tác dụng với dung dịch NaOH: NO2; Al2O3; SiO2.
 2NO2 + 2NaOH → NaNO3 + NaNO2 + H2O
 Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O
 SiO2 + 2NaOH → Na2SiO3 + H2O
2,25 điểm
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
2) 
- Lấy mẫu thử
- Nhúng giấy quỳ tím vào các mẫu thử:
 + Mẫu làm quỳ tím hóa đỏ: HCl và H2SO4 (nhóm 1)
 + Mẫu làm quỳ tím hóa xanh: NaOH và Ba(OH)2 (nhóm 2)
- Đổ lần lượt từng mẫu nhóm 1 vào từng mẫu nhóm 2:
 + Xuất hiện kết tủa trắng: mẫu nhóm 1 là H2SO4, mẫu nhóm 2 là Ba(OH)2:
 H2SO4 + Ba(OH)2 → BaSO4↓ + 2H2O
 + Mẫu còn lại ở nhóm 1 là HCl và mẫu còn lại ở nhóm 2 là NaOH.
1,75 điểm
0,125
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,125
II
1)
- Nung hỗn hợp Fe và S: Fe + S FeS
- Hòa tan chất rắn A trong dung dịch HCl dư tạo ra khí B có tỉ khối so với H2 là 9 nên khí B gồm: H2 và H2S 
 Chất rắn A gồm: FeS và Fe dư
 FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S↑
 Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑
 Dung dịch X gồm: FeCl2 và HCl dư. 
- Cho dịch NaOH dư vào X:
 2NaOH + FeCl2 → Fe(OH)2↓ + 2NaCl
 NaOH + HCl → NaCl + H2O
 Kết tủa Y: Fe(OH)2
- Nung Y ngoài không khí:
 4Fe(OH)2 + O2 2Fe2O3 + 4H2O
 Chất rắn Z: Fe2O3.
2,25 điểm
0,25
0,25
0,125
0,25
0,25
0,125
0,25
0,25
0,125
0,25
0,125
2) 
 PTHH: CaO + H2O → Ca(OH)2 (1)
Theo PTHH (1): nCa(OH)2 = nCaO = 
* Trường hợp 1: Ca(OH)2 dư.
 CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O (2)
 0,025
Theo PTHH (2): nCO2 = nCaCO3 = V = 0,025 . 22,4 = 0,56 (lít)
* Trường hợp 2: Ca(OH)2 không dư
 CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O (3)
 0,2 0,2 0,2
 CO2 + CaCO3 + H2O → Ca(HCO3)2 (4)
Theo (3): nCO2 = nCaCO3 = nCa(OH)2 = 0,2 mol
 nCaCO3 (4) = 0,2 – 0,025 = 0,175 (mol)
Theo (4): nCO2 (4) = nCaCO3 (4) = 0,175 mol
 Tổng số mol CO2 = 0,2 + 0,175 = 0,375 (mol)
 V = 0,375 . 22,4 = 8,4 (lit)
2,25 điểm
0,25
0,25
0,25
0,5
0,25
0,25
0,5
III
1)
 Đặt kí hiệu hóa học của kim loại là M . Ta có PTHH:
 MO + H2SO4 → MSO4 + H2O
 1 mol
Đặt số mol MO tham gia phản ứng là 1 mol.
 mMO = (M + 16) gam
 m H2SO4 = 98 gam m dd H2SO4 = 
 m MSO4 = (M + 96) gam
Ta có: 
 66,67M = 4265,28
 M 64 M là đồng (Cu)
Vậy công thức hóa học của oxit là CuO
1,5 điểm
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
2) 
Đặt công thức tinh thể X là CuSO4 . nH2O
mCuSO4 trong 60g dung dịch A = 
m dd CuSO4 bão hòa = 60 – 15,625 = 44,375 (gam)
m CuSO4 trong dd bão hòa = 
m CuSO4 trong X = 20 – 10 = 10 (gam)
n CuSO4 . nH2O = n CuSO4 = 
MX = 
Ta có: CuSO4 . nH2O = 250 n = 5
Vậy công thức của tinh thể X là: CuSO4 . 5H2O
2 điểm
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
IV
1) 
PTHH: H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O (1)
Theo gt: nH2SO4 = 0,5a
 nKOH = 0,2 . 2 = 0,4 mol
 n Al(OH)3 = 
* Trường hợp 1: Trong dung dịch B có K2SO4 và KOH dư
PTHH: H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O (1)
 0,5a
 Al(OH)3 + KOH → KAlO2 + 2H2O (2)
 0,005
Theo (1): nKOH = 2n H2SO4 = 2 . 0,5a = a (mol)
Theo (2): n KOH = n Al(OH)3 = 0,005 mol
Tổng số mol KOH = a + 0,005 . 2 = 0,4 a = 0,39
* Trường hợp 2: Trong dung dịch B có K2SO4 và H2SO4 dư
PTHH: : H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O (1)
 0,4
 3H2SO4 + 2Al(OH)3 → Al2(SO4)3 + 6H2O (3) 
 0,005
Theo (1): nH2SO4 = ½ nKHO = ½ . 0,4 = 0,2 (mol)
Theo (3): nH2SO4 = 3/2 nAl(OH)3 = 3/2 . 0,005 = 0,0075 (mol)
Tổng số mol H2SO4 = 0,2 + 0,0075 . 2 = 0,5a
 a = 0,43
2 điểm
0,25
0,25
0,25
0,5
0,25
0,5
2) 
PTHH: 
 Fe3O4 + 4H2SO4 → FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O (4)
 FeCO3 + H2SO4 → FeSO4 + H2O + CO2↑ (5)
Đặt số mol Fe3O4 và FeCO3 trong X lần lượt là x và y.
* Trường hợp 1: CM (H2SO4) = 0,39M 
 nH2SO4 = 0,39 . 0,1 = 0,039 (mol)
 mFe3O4 = 232x ; m FeCO3 = 116y 
 232x + 116y = 2,668
 Theo (4): nH2SO4 = 4nFe3O4 = 4x 
 Theo (5): nH2SO4 = nFeCO3 = y
 4x + y = 0,039
 Ta có hệ phương trình:
 232x + 116y = 2,668
 4x + y = 0,039
 Giải hệ pt ta được: x = 0,008 và y = 0,007
 mFe3O4 = 232x = 232 . 0,008 = 1,856 gam
 mFeCO3 = 116y = 116 . 0,007 = 0,812 gam
* Trường hợp 2: CM (H2SO4) = 0,43M 
 nH2SO4 = 0,43 . 0,1 = 0,043 (mol)
 Ta có hệ phương trình:
 232x + 116y = 2,668
 4x + y = 0,043
 Giải hệ pt ta được: x = 0,01 và y = 0,003
 mFe3O4 = 232x = 232 . 0,01 = 2,32 gam
 mFeCO3 = 116y = 116 . 0,003 = 0,348 gam
2 điểm
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
V
1) 
PTHH:
 3Fe2O3 + CO → 2Fe3O4 + CO2↑	 (1)
 Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2↑	(2)
 FeO + CO → Fe + CO2↑	(3)
 Fe + HCl → FeCl2 + H2↑	(4)
 CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3↓+ H2O	 (5)
Theo gt: Số mol BaCO3 = . 
Theo (5): nCO2 = nBaCO3 = 0,046 mol
Theo (1)(2)(3): 
 Tổng số mol CO = Tổng số mol CO2 = 0,046 mol
Theo ĐLBTKL: mA + mCO = mB + mCO2
 mA = mB + mCO2 – mCO 
 	 = 4,784 + 0,046 . 44 – 0,046 . 28 = 5,52 gam
Đặt số mol FeO và số mol Fe2O3 lần lượt là x và y
Ta có: 	x + y = 0,04	
	72x + 160y = 5,52
Giải ra ta được: 
 nFe2O3 = 0,03 mol mFe2O3 = 160 . 0,03 = 4,8 gam
 nFeO = 0,01 mol mFeO = 72 . 0,01 = 0,72 gam
2,5 điểm
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
2) 
	Số mol H2 = 
Theo (4): Số mol Fe = Số mol H2 = 0,028 mol
	Khối lượng Fe = 0,028 . 56 = 1,568 gam
Trong A: Số mol Fe = 0,03 . 2 + 0,01 = 0,07
Đặt: Số mol Fe2O3 trong B là a 	 nFe = 2a
	Số mol Fe3O4 trong B là b	 nFe = 3b
	Số mol FeO trong B là c	 nFe = c
Tổng số mol Fe trước và sau phản ứng không đổi: 
 0,028 + 2a + 3b + c = 0,07
Khối lượng B: 	1,568 + 160a + 232b + 72c = 4,784
Theo gt: 	b = (a + c) 
Ta có: 	0,028 + 2a + 3b + c = 0,07
	1,568 + 160a + 232b + 72c = 4,784
	b = (a + c)
Giải hệ phương trình ta được: a = 0,006 ; b = 0,006; c = 0,012
Khối lượng Fe2O3 = 160 . 0,006 = 0,96 gam
Khối lượng Fe3O4 = 232 . 0,006 = 1,392 gam
Khối lượng FeO = 72 . 0,012 = 0,864 gam
Khối lượng Fe = 56 . 0,028 = 1,568 gam
1,5 điểm
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
Chú ý: Học sinh làm cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa