phần III một số đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 và hớng dẫn giải Sở giáo dục & đào tạo hà nam Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 THCS năm học 2000 2001 Môn thi : Hoá học (Thời gian làm bài 150 phút - Không kể thời gian giao đề) Câu 1 (4,0 điểm) 1. Tính nồng độ phần trăm của các chất trong dung dịch tạo thành khi trộn lẫn 150 g dung dịch H 2 SO 4 25% với 210 g dung dịch KOH 1M có khối lợng riêng là 1,05 g/cm 3 . 2. Căn cứ vào hoá trị của các nguyên tố hãy viết công thức cấu tạo của tất cả các hợp chất có công thức phân tử. a) C 4 H 10 O ; b) C 3 H 9 N trong đó N có hoá trị 3. Câu 2 (3,0 điểm) Cho A, B, D, E là kí hiệu các hợp chất hữu cơ trong sơ đồ biến hoá sau : 1. A + . B ; 2. B + 3O 2 2CO 2 + 3H 2 O 3. B + . D + H 2 O 4. D + B E + H 2 O 5. E + NaOH B + . Hãy xác định công thức, tên gọi của các chất A, B, D, E và hoàn thành các phơng trình phản ứng theo sơ đồ trên. Câu 3 (4,0 điểm) 229 1. Trình bày những hiện tợng có thể xảy ra và viết các phơng trình phản ứng giải thích cho từng trờng hợp sau đây : a) Cho natri kim loại vào dung dịch AlCl 3 . b) Dẫn luồng khí CO 2 sục qua dung dịch nớc vôi trong, sau đó cho tiếp dung dịch nớc vôi trong đến d vào dung dịch thu đợc. 2. Các hiện tợng quan sát thấy giống nhau hay khác nhau khi tiến hành thí nghiệm theo trình tự sau, giải thích và viết các phơng trình phản ứng : Nhỏ dần từng giọt dung dịch KOH loãng vào dung dịch Al 2 (SO 4 ) 3 . Nhỏ dần từng giọt dung dịch Al 2 (SO 4 ) 3 vào dung dịch KOH loãng. Câu 4 (4,0 điểm) Có hỗn hợp khí (A) gồm metan, etilen và axetilen. Nếu cho 5,6 lit hỗn hợp khí (A) lội qua dung dịch nớc brom d thì có 52 g brom tham gia phản ứng. Nếu đốt cháy hoàn toàn 2,6 g hỗn hợp khí (A) thì vừa tốn hết 30,24 lit không khí. Xác định thành phần phần trăm theo thể tích các khí trong hỗn hợp A ? Biết rằng hỗn hợp khí (A) và không khí dùng trong các thí nghiệm ở trên đều đo ở điều kiện chuẩn, thể tích khí oxi lấy bằng 20% thể tích không khí. Câu 5 (5,0 điểm) Hoà tan hoàn toàn 28,4 g hỗn hợp X gồm K 2 CO 3 và muối cacbonat của kim loại M cha biết vào dung dịch H 2 SO 4 8% vừa đủ, thu đợc dung dịch Y và 5,6 lit khí CO 2 (ở đktc). Nồng độ muối K 2 SO 4 trong dung dịch Y thu đợc sau phản ứng bằng 5,3762%. a) Tìm kim loại M và phần trăm theo khối lợng của mỗi chất trong hỗn hợp X. b) Cho dung dịch NaOH d vào dung dịch Y, lọc tách kết tủa rồi đem nung ở nhiệt độ cao đến khi khối lợng chất rắn thu đợc không thay đổi nữa thì cân đợc a g. Tính a ? 230 Tính thể tích dung dịch NaOH 1M phải dùng, biết đã dùng d 10% so với lợng cần. Cho : Fe = 56 ; Al = 27 ; Na = 23 ; O = 16 ; H = 1 ; Mg = 24 ; S = 32 ; C = 12 ; Cl = 35,5 ; Cu = 64 ; Br = 80 ; K = 39). Hớng dẫn giải Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 năm học 2000 2001 tỉnh Hà Nam Câu 1 1. Số g H 2 SO 4 = 150ì25 = 37,5 g ; Số mol KOH = 210 1 1,05 1000 ì ì = 0,2 hay 5,6 g ; Căn cứ vào phơng trình phản ứng tính đợc số g H 2 SO 4 d là 27,7 g ; số g K 2 SO 4 tạo thành là 17,4 g C% (H 2 SO 4 ) = 7,7% ; C% (K 2 SO 4 ) = 4,83%. 2. a) C 4 H 10 O : viết đúng 7 công thức cấu tạo. b) C 3 H 9 N : viết đúng 4 công thức cấu tạo. Câu 2 Lí luận tìm ra B là C 2 H 5 OH 3 chất A, D, E lần lợt là C 2 H 4 ; CH 3 COOH và CH 3 COOC 2 H 5 (Học sinh tự viết các phơng trình phản ứng) Câu 3 a) Cho natri kim loại vào dung dịch AlCl 3 thấy hiện tợng : có khí bay ra, có kết tủa, kết tủa tan (học sinh tự viết 3 phơng trình) b) Dẫn luồng khí CO 2 sục qua nớc vôi trong, sau đó cho tiếp dung dịch n- ớc vôi đến d vào dung dịch thu đợc ta thấy đầu tiên xuất hiện kết tủa, kết tủa tan, cho tiếp Ca(OH) 2 d lại có kết tủa xuất hiện (HS tự viết 3 phơng trình phản ứng). 231 c) Hiện tợng khác nhau : Kết tủa xuất hiện, kết tủa tăng dần, sau đó tan dần. Kết tủa xuất hiện rồi tan ngay, lại xuất hiện rồi lại tan ngay, lâu sau kết tủa không tan nữa và tăng dần. Câu 4 Trong 5,6 lit hỗn hợp A gọi số mol CH 4 , C 2 H 4 và C 2 H 2 lần lợt là a, b, c : Có phơng trình : a+b+c = 5,6 22,4 (I) Cho qua nớc brom có phơng trình : b + 2c = 52 160 (II) Trong 2,6 g hỗn hợp A, gọi số mol CH 4 , C 2 H 4 và C 2 H 2 lần lợt là x, y, z, dựa vào phản ứng cháy có phơng trình : 16x+28y+26z = 2,6 (III) và phơng trình 2x+3y+2,5z = 30,24.5 22,4 (IV) có x a x y z 0,25 = + + a = 0,25x x y z+ + ; Tơng tự có b = 0,25y (x y z)+ + và c = 0,25z (x y z)+ + Thay b, c vào (II) đợc phơng trình : 13x+3y7z = 0 (V) Lấy (III) (IV) và (III) (V) đợc hệ hai phơng trình 2 ẩn rồi giải tiếp đợc z = 0,04 ; y = 0,05 ; và x= 0,01 ; suy ra kết quả : %V(CH 4 ) = 10% ; %V(C 2 H 4 ) = 50% và V(C 2 H 2 ) = 40%. Câu 5 a) Gọi số mol 2 muối lần lợt là a, b ; hoá trị của M là n. Có phơng trình : 138a + (2M+60n)b=28,4 (I) và phơng trình : a+bn = 0,25 (II) Khối lợng dung dịch H 2 SO 4 8% = 306,25 g. Khối lợng dung dịch sau phản ứng khi CO 2 đã bay hết : 334,65 11 = 323,65 g. Lập đợc phơng trình C% (K 2 SO 4 ) = 174a .100 323,65 = 5,3762. 232 Giải ra đợc : a = 0,1 2 3 K CO m = 0,1.138 = 13,8 g %. Biện luận tìm tiếp đợc n = 3 ; b = 0,05 và M = 56 % của Fe 2 (CO 3 ) 3 . b) Đáp số : a = 0,05ì160 = 8 g. Số mol của NaOH = 0,3 là vừa đủ, d 10% là 0,33 mol. V dung dịch NaOH = 0,33 lit. Sở giáo dục & đào tạo hà nam Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 THCS năm học 2002 2003 Môn thi : Hoá học (Thời gian làm bài 150 phút - Không kể thời gian giao đề) Câu 1 (5,0 điểm) 1. Nung nóng Cu trong không khí, sau một thời gian đợc chất rắn A. Hoà tan A trong H 2 SO 4 đặc, nóng đợc dung dịch B và khí C. Khí C tác dụng với dung dịch KOH đợc dung dịch D. D vừa tác dụng đợc với BaCl 2 vừa tác dụng với NaOH. B tác dụng với dung dịch KOH. Viết các phơng trình phản ứng xảy ra. 2. Hoàn thành các phơng trình phản ứng sau : a) Cu(NO 3 ) 2 + ? CuS + ? b) Cu + ? CuCl 2 3. Cho từ từ từng mẩu natri kim loại đến d vào dung dịch AlCl 3 và dung dịch CuSO 4 . Hiện tợng xảy ra có giống nhau không ? Viết phơng trình phản ứng và giải thích. Câu 2 (4,0 điểm) a) Cho V lit CO 2 ở điều kiện tiêu chuẩn hấp thụ hoàn toàn vào 200 ml dung dịch chứa hỗn hợp KOH 1M và Ca(OH) 2 0,75M thu đợc 12 g kết tủa. Tính V ? 233 b) Dẫn luồng khí H 2 đi qua ống thuỷ tinh chứa 28,0 g bột oxit đồng nung nóng. Sau một thời gian thu đợc 24,0 g chất rắn. Xác định khối lợng hơi nớc tạo thành ? Câu 3 (4,0 điểm) 1. Dẫn 8 lit hỗn hợp khí A ở điều kiện tiêu chuẩn gồm hiđro, etan và axetilen đi qua bột Ni nung nóng thì thu đợc 5 lit chất khí duy nhất. Hỏi hỗn hợp khí A ban đầu nặng hơn hay nhẹ hơn không khí bao nhiêu lần ? 2. Dung dịch A chứa hỗn hợp KOH 0,02M và Ba(OH) 2 0,005M ; dung dịch B chứa hỗn hợp HCl 0,05M và H 2 SO 4 0,05M. a) Tính thể tích dung dịch B cần để trung hoà 1 lit dung dịch A b) Tính nồng độ mol của các muối trong dung dịch thu đợc sau phản ứng, cho rằng thể tích dung dịch không thay đổi. Câu 4 (3,5 điểm) Hoà tan 1,18 g hỗn hợp A gồm bột lu huỳnh và bột nhôm trong 375 ml dung dịch HCl 0,2M thu đợc 0,672 lit khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn và dung dịch B. a) Xác định nồng độ mol các chất trong dung dịch B. b) Nung nóng 3,54 g cũng hỗn hợp A nói trên ở nhiệt độ cao thích hợp trong bình kín không có oxi cho đến khi phản ứng xong thì thu đợc chất rắn C. Xác định phần trăm khối lợng các chất trong chất rắn C. Câu 5 (3,5 điểm) A là hợp chất hữu cơ chứa 2 hoặc 3 nguyên tố C, H, O. Trộn 1,344 lit CH 4 với 2,688 lit khí A đều ở điều kiện tiêu chuẩn, thu đợc 4,56 g hỗn hợp khí B. Tính khối lợng mol của A. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp B, cho sản phẩm cháy hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch Ba(OH) 2 d thấy tạo thành 35,46 g kết tủa. Xác định công thức phân tử và công thức cấu tạo của A. ( Cho khối lợng mol nguyên tử : C = 12 ; H = 1 ; O = 16 ; N = 14 ; Cl = 35,5 ; Ba = 137 ; S = 32 ; Al = 27 ; K =39 ; Ca = 40). 234 Hớng dẫn giải Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 năm học 2002 2003 tỉnh Hà Nam Câu 1 1. Nung nóng Cu trong không khí thu đợc chất rắn A là CuO và Cu. Hoà tan A trong H 2 SO 4 đặc, nóng đợc dung dịch B và khí C. CuO + H 2 SO 4 CuSO 4 + H 2 O (1) Cu + 2H 2 SO 4 CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O (2) Dung dịch B là CuSO 4 ; khí C là SO 2 dung dịch D là KHSO 3 : SO 2 + KOH KHSO 3 2KHSO 3 + BaCl 2 KCl + K 2 SO 3 + BaSO 3 2KHSO 3 + 2NaOH Na 2 SO 3 + K 2 SO 3 + 2H 2 O CuSO 4 + 2KOH Cu(OH) 2 + K 2 SO 4 2. Hoàn thành các phơng trình phản ứng : a) Cu(NO 3 ) 2 + Na 2 S CuS + 2NaNO 3 b) Cu + Cl 2 CuCl 2 3. Khi cho từ từ từng mẩu natri kim loại đến d vào dung dịch AlCl 3 thì thấy có khí bay lên, rồi có kết tủa, sau cùng kết tủa tan. (HS tự viết 3 phơng trình phản ứng). Còn khi cho vào dung dịch CuSO 4 thấy có khí bay lên, rồi có kết tủa, kết tủa không tan ( HS tự viết 3 phơng trình phản ứng). Câu 2 a) Số mol KOH = 1ì0,2 = 0,2 mol ; Số mol Ca(OH) 2 = 0,2ì0,75 = 0,15 mol. 235 * Nếu chỉ tạo một muối CaCO 3 do phơng trình : Ca(OH) 2 + CO 2 CaCO 3 + H 2 O (1) 0,12 mol 12 100 = 0,12 mol thì V (CO 2 ) = 0,12ì22,4 = 2,688 lit. * Nếu tạo 2 muối : KOH + CO 2 KHCO 3 (2) 0,2 0,2 Ca(OH) 2 + CO 2 CaCO 3 + H 2 O (3) 0,12 0,12 0,12 Ca(OH) 2 + 2CO 2 Ca(HCO 3 ) 2 (4) (0,150,12) 0,06 Tổng số mol CO 2 = 0,2 + 0,12 + 0,06 = 0,38 mol. Thì V(CO 2 ) = 0,38ì22,4 = 8,512 lit. b) Phơng trình phản ứng : CuO + H 2 Cu + H 2 O (1) Số mol CuO ban đầu : n CuO = 28 80 = 0,35 mol Nếu phản ứng xảy ra hoàn toàn thì số mol đồng đợc giải phóng là n Cu = 0,35 mol hay 0,35ì64 = 22,4 g. 22,4 g này lại nhỏ hơn 24 g chất rắn tạo thành sau phản ứng là vô lí, có nghĩa là phản ứng xảy ra cha hoàn toàn, còn d CuO. Gọi số mol CuO đã phản ứng với H 2 là x, thì số mol H 2 tham gia phản ứng và số mol Cu, H 2 O tạo thành sau phản ứng cũng là x ; 24,0 g chất rắn thu đợc sau phản ứng gồm CuO d và Cu tạo thành. Ta có phơng trình : 64x + 80(0,35x) = 24,0. Giải ra : x = 0,25 mol suy ra số g hơi H 2 O tạo thành là 0,25ì18 = 4,5 g. 236 Câu 3 C 2 H 2 + H 2 0 Ni (t ) C 2 H 4 (1) C 2 H 4 + H 2 0 Ni (t ) C 2 H 6 (2) Khí duy nhất còn lại là C 2 H 6 . Các phản ứng (1) và (2) xảy ra hoàn toàn, H 2 và C 2 H 2 đều hết. V hỗn hợp (A) giảm là do 2 H V phản ứng = 8 5 = 3 lit 2 2 C H V ban đầu = 2 H 1 V 2 =1,5 lit 2 6 C H V ban đầu = 8 1,5 3 = 3,5 lit Do đó tỉ lệ khối lợng hỗn hợp A so với không khí bằng : d hhA/kk = 3,5.30 1,5.26 3.2 8.29 + + = 0,65 lần nhẹ hơn 2. Dung dịch A chứa hỗn hợp KOH 0,02M và Ba(OH) 2 0,005M ; dung dịch B chứa hỗn hợp HCl 0,05M và H 2 SO 4 0,05M. a) Trong 1 lit dung dịch A ta có tổng số mol OH = 0,02 + 0,005ì2 = 0,03. Trong 1 lit dung dịch B có n HCl = 0,05 mol ; 2 4 H SO n = 0,05 mol Tổng số mol H + trong 1 lit dung dịch B bằng 0,05 + 0,05ì2 = 0,15 mol. Thể tích dung dịch B cần lấy V dd (B) = 0,03 0,15 = 0,2 lit. b) Theo bài ra ta có các phơng trình phản ứng sau : H + + OH H 2 O (1) Ba 2+ + SO 4 2 BaSO 4 (2) Ta có trong 0,2 lit dung dịch B có 2 4 SO n = 0,05ì0,2 = 0,01 mol Theo (2) 2+ 2- 4 Ba SO n = n = 0,005 mol Số mol ion 2 4 SO còn d = 0,01 0,005 = 0,005 mol. 237 Vì thể tích dung dịch không thay đổi nghĩa là thể tích tổng cộng là 1,2 lit mà K n + n K = 0,02 mol ; Cl n = 0,01 mol và 2 4 SO n = 0,005 mol. Nên nồng độ mol/l của muối clorua : [KCl] = 0,01 1,2 = 0,0083M ; [K 2 SO 4 ] = 0,005 1,2 = 0,0042M. Câu 4 a) Hoà tan hỗn hợp A vào dung dịch HCl chỉ có Al tan : 2Al + 6HCl 2AlCl 3 + 3H 2 (1) 2 H 0,672 n 22,4 = = 0,03 mol ; n Al = 2 H 2 2 n 0,03 3 3 = ì = 0,02 mol Số mol HCl tham gia phản ứng (1) = 2 2 H n = 0,03ì2 = 0,06 mol n HCl ban đầu bằng 0,375ì0,2 = 0,075 mol. Sau phản ứng còn d HCl = 0,075 0,06 = 0,015 mol ; do vậy Al tan hết, dung dịch B trong bình phản ứng gồm HCl d 0,015 mol và AlCl 3 (S không tan). Coi V dung dịch B thay đổi không đáng kể gần bằng thể tích dung dịch B ban đầu = 0,375 lit. Nh vậy [HCl] = 0,015 0,375 = 0,04M. Do 3 AlCl n = n Al = 0,02 mol nên [AlCl 3 ] = 0,02 0,375 = 0,053M. b) Khi nung 3,54 g hỗn hợp A trong bình không có oxi, xảy ra phản ứng : 2Al + 3S Al 2 S 3 (2) Trong 1,18 g hỗn hợp A có 0,02 mol Al hay 0,54 g Al; Số g S còn lại là : 1,18 0,54 = 0,64 g hay n S = 0,02 mol. 238