Đề thi học sinh giỏi môn Hóa học Lớp 9 - Năm học 2017-2018 - Sở GD&ĐT Hải Dương

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
HẢI DƯƠNG
ĐỀ CHÍNH THỨC

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP HUYỆN
LỚP 9 THCS - NĂM HỌC 2017- 2018
MÔN THI: HOÁ HỌC
Thời gian làm bài: 150 phút
 (Đề thi gồm có 02 trang)

Câu I(2,0 điểm)
1/ Hỗn hợp rắn A gồm BaO, FeO, Al2O3. Hòa tan A trong lượng nước dư, được dung dịch D và phần không tan B. Sục khí CO2 dư vào dung dịch D, thấy phản ứng tạo kết tủa. Dẫn khí CO dư qua B nung nóng được chất rắn E. Cho E tác dụng với dung dịch NaOH dư, thấy tan một phần và còn lại chất rắn G. Hòa tan G bằng H2SO4 đặc nóng thu được dung dịch F, một chất khí không màu mùi hắc và còn một phần G không tan hết. Cho dung dịch F tác dụng với dung dịch KOH dư, thu được kết tủa H. Nung H trong không khí đến khối lượng không đổi thu được chất rắn K. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn.
	Xác định các chất trong B, D, E, G, F, H, K và viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra trong chuỗi thí nghiệm trên.
	2/ Trộn 200 ml dung dịch H2SO4 nồng độ x mol/l (dung dịch C) với 300 ml dung dịch KOH nồng độ y mol/l (dung dịch D), thu được 500 ml dung dịch E làm quỳ tím chuyển màu xanh. Để trung hòa 100 ml dung dịch E cần dùng 40 ml dung dịch H2SO4 1M. Mặt khác, trộn 300 ml dung dịch C với 200 ml dung dịch D thì thu được 500 ml dung dịch F. Biết rằng 100 ml dung dịch F phản ứng vừa đủ với 1,08 gam kim loại Al.
	Tính giá trị của x, y?
Câu II: (2,0 điểm)
	1/ Có 6 chất rắn đựng trong 6 lọ riêng biệt, mất nhãn là: Na2CO3, Na2SO4, MgCO3, BaCO3, BaSO4, CuSO4. Chỉ được dùng thêm một thuốc thử, hãy nhận biết các chất rắn trên bằng phương pháp hóa học (viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra).
	2/ Cho X, Y, Z, T là những hợp chất hữu cơ mạch hở, có công thức phân tử (không theo thứ tự) là C2H2, C3H6, C2H6O, C3H6O3 và có tính chất thỏa mãn các thí nghiệm sau:
	- Đốt cháy X hoặc Y đều thu được sản phẩm CO2 và H2O với số mol bằng nhau.
	- X tác dụng được với NaOH theo tỉ lệ mol 1:1.
	- X tác dụng với Na dư, thu được số mol khí H2 bằng số mol X phản ứng.
	- Y và T đều làm mất màu dung dịch nước brom.
	- Z tác dụng được với Na, không tác dụng với NaHCO3.
	Hãy xác định công thức cấu tạo của X, Y, Z, T và viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra trong các thí nghiệm trên.
Câu III: (2,0 điểm)
	1/ Từ khí metan và các chất vô cơ, điều kiện phản ứng có đủ. Viết các phương trình hóa học để điều chế: axit axetic; cao su buna (ghi rõ điều kiện phản ứng, nếu có).
	2/ Cho một bình chứa hỗn hợp khí X gồm metan, etilen và axetilen. Trình bày phương pháp hóa học để tách riêng từng khí trong X.
	3/ a. Một học sinh A dự định làm thí nghiệm pha loãng axit H2SO4 như sau: Lấy một lượng axit H2SO4 đặc cho vào cốc thủy tinh, sau đó đổ nước vào trong cốc và khuấy đều bằng đũa thủy tinh. Cách làm thí nghiệm như dự định của học sinh A sẽ gây nguy hiểm thế nào? Hãy đưa ra cách làm đúng và giải thích.
	 b. Nêu hiện tượng xảy ra và giải thích khi làm thí nghiệm sau: Cho một ít đường kính trắng vào cốc thủy tinh, rồi nhỏ từ từ 1-2 ml H2SO4 đặc vào.
Câu IV: (2,0 điểm)
	1/ Hòa tan hoàn toàn 28,4 g hỗn hợp rắn gồm CaCO3 và RCO3 (tỉ lệ mol CaCO3 và RCO3 là 2:1) bằng dung dịch HCl dư. Lượng khí CO2 sinh ra hấp thụ hoàn toàn bởi 200 ml dung dịch NaOH 2,5M được dung dịch A. Thêm BaCl2 dư vào dung dịch A thu được 39,4 g kết tủa. Xác định kim loại R?
	2/ Hỗn hợp bột A gồm Fe, RO, R (trong đó R là kim loại có hóa trị cao nhất là II, hiđroxit của R không lưỡng tính). Chia 57,6 gam hỗn hợp A thành 2 phần bằng nhau. 
	Phần 1: Cho khí CO dư đi qua hỗn hợp A đốt nóng để khử hoàn toàn oxit thành kim loại thu được hỗn hợp khí B, chất rắn C. Dẫn B qua dung dịch nước vôi trong thu được 6 gam kết tủa và dung dịch D. Cho dung dịch NaOH 1M vào dung dịch D để được lượng kết tủa lớn nhất thì lượng dung dịch NaOH cần dùng ít nhất là 20 ml. Hòa tan chất rắn C trong dung dịch H2SO4 loãng dư còn lại 16 gam chất rắn không tan. 
	Phần 2: Hòa tan trong dung dịch HCl. Sau một thời gian thu được dung dịch E, khí G và chất rắn F gồm hai kim loại. Cho dung dịch E tác dụng với dung dịch KOH dư, sau phản ứng hoàn toàn thu được 17,1gam một kết tủa duy nhất. Hòa tan chất rắn F vào dung dịch H2SO4 đặc nóng, dư thu được 5,936 lít khí SO2 (ở đktc, sản phẩm khử duy nhất).
	Xác định kim loại R?
Câu V: (2,0 điểm)
	1/ Đốt cháy hoàn toàn 5,6 lít (đktc) hỗn hợp khí X gồm C2H6, C2H4, H2 thì thu được 9 gam H2O. Hỏi hỗn hợp khí X nặng hơn hay nhẹ hơn CH4? Giải thích?
2/ Cho 76,2 gam hỗn hợp A gồm 1 rượu đơn chức và 1 axit cacboxylic đơn chức. Chia A thành 3 phần bằng nhau. 
Đem phần 1 tác dụng hết với Na, thu được 5,6 lít H2 (đktc). Đốt cháy hết phần 2 thì thu được 39,6 gam CO2. Đem phần 3 thực hiện phản ứng este hóa với hiệu suất 60%, sau phản ứng thấy có 2,16 gam nước sinh ra. 
Xác định công thức cấu tạo, tính % khối lượng của các chất trong A.
Cho nguyên tử khối của các nguyên tố: 
H = 1; C = 12; N = 14; O = 16; Na = 23;Mg = 24; Al = 27; S = 32;Cl = 35,5; K = 39; Ca = 40; Fe = 56; Cu = 64; Zn = 65; Ag= 108; Ba = 137.
---------------------------- Hết ---------------------------
Họ và tên thí sinh:............................................................... Số báo danh..........................
Chữ kí giám thị số 1:.................................... Chữ kí giám thị số 2:...................................
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
HẢI DƯƠNG
ĐỀ CHÍNH THỨC

HƯỚNG DẪN CHẤM
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI HUYỆN
LỚP 9 NĂM HỌC 2016 - 2017
MÔN THI: HOÁ HỌC
 (HDC gồm có 06 trang)

Câu
Ý
Đáp án
Điểm
I
1
- Hỗn hợp A + H2O dư.
 BaO + H2O Ba(OH)2
 Ba(OH)2 + Al2O3 Ba(AlO2)2 + H2O
0,25
-Vì E + NaOH tan một phần nên Al2O3 còn dư và Ba(OH)2 hết.
Dung dịch D gồm Ba(AlO2)2
2CO2 + Ba(AlO2)2 + 4H2O Ba(HCO3)2 + 2Al(OH)3
2NaOH + Al2O3 2NaAlO2 + H2O
-Phần không tan B gồm: FeO và Al2O3 dư. Chất rắn E gồm : Fe, Al2O3 . 
FeO + CO Fe + CO2
0,25
-Chất rắn G là Fe. Dung dịch F là FeSO4. 
2Fe + 6 H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
Fe + Fe2(SO4)3 3 FeSO4
0,25
-Kết tủa H là Fe(OH)2. Chất rắn K là Fe2O3. 
FeSO4 + 2KOH Fe(OH)2 + K2SO4
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3
2Fe(OH)3Fe2O3 + 3H2O
(hoặc: 4Fe(OH)2 + O2 2Fe2O3 + 4H2O)
0,25
2
Trong 200ml dd C : số mol H2SO4 là 0,2x
Trong 300ml dd D : số mol KOH là 0,3y
E làm quỳ tím hóa xanh => chứng tỏ trong dd E còn KOH dư.
Lượng H2SO4 trung hòa 500ml dd E là : 0,04. 5= 0,2 mol 
 H2SO4 + 2KOH K2SO4 + 2H2O 
Ban đầu 0,2x 0,3y
Phản ứng 0,2x 0,4x
Sau pư 0 (0,3y – 0,4x)
0,25
Khi trung hòa KOH dư trong dd E 
 H2SO4 + 2KOH K2SO4 + 2H2O 
 0,2 (0,3y – 0,4x)
Vậy 0,3y – 0,4x = 0,4 (1)
0,25
Trong 300ml dd C: số mol H2SO4 là 0,3x
Trong 200ml dd D : số mol KOH là 0,2y
Vì dd F phản ứng được với Al nên trong F có thể dư axit hoặc bazơ
Để phản ứng với 500ml dd F: nAl = 
Trường hợp 1 : Khi dư H2SO4
 H2SO4 + 2KOH K2SO4 + 2H2O 
Ban đầu 0,3x 0,2y
Phản ứng 0,1y 0,2y
Sau pư (0,3x – 0,1y) 0
 2Al + 3H2SO4Al2(SO4)3 + 3H2
 0,2 0,3x – 0,1y
=>0,3x – 0,1y = 0,3 (2). Từ (1) và (2) =>x = 2,6 ; y = 4,8
0,25
Trường hợp 2 : Khi dư KOH
 H2SO4 + 2KOH K2SO4 + 2H2O 
Ban đầu 0,3x 0,2y
Phản ứng 0,3x 0,6x
Sau pư 0 ( 0,2y – 0,6x)
 2Al + 2KOH + 2H2O2KAlO2 + 3H2
 0,2 0,2y – 0,6x
=>0,2y – 0,6x = 0,2 (3). Từ (1) và (3) =>x =0,2 ; y = 1,6
0,25
II
1
Trích các mẫu thử tương ứng với các chất rắn cần nhận biết.
Chọn dung dịch H2SO4 loãng làm thuốc thử. Cho lần lượt các mẫu thử vào dung dịch H2SO4 loãng, dư.

0,25
- Mẫu thử nào tan, không có khí, dung dịch màu xanh là CuSO4
- Mẫu thử nào không tan là BaSO4
- Mẫu thử nào tan, không có khí, dung dịch không màu là Na2SO4

0,25
- Mẫu thử nào phản ứng tạo khí và kết tủa là BaCO3
BaCO3 + H2SO4 BaSO4$+ CO2 + H2O
- Mẫu thử nào phản ứng tạo khí, không kết tủa là Na2CO3 và MgCO3
Na2CO3 + H2SO4 Na2SO4 + CO2 + H2O
MgCO3 + H2SO4 MgSO4 + CO2 + H2O
0,25
- Cho 2 mẫu thử của Na2CO3 và MgCO3 vào dung dịch H2SO4 đến khi ngừng thoát khí. Tiếp tục cho mẫu thử vào dung dịch. Mẫu thử nào tan tiếp là Na2CO3; mẫu thử không tan là MgCO3
0,25
2
- Đốt cháy X, Y thu được CO2 và H2O có số mol bằng nhau nên X và Y chỉ có thể là: C3H6 và C3H6O2
2C3H6 + 9O2 6CO2 + 6H2O
C3H6O3 + 3O2 3CO2 + 3H2O

0,25

- X tác dụng với NaOH tỉ lệ 1:1 => X có chức axit hoặc este.
- X tác dụng với Na tạo mol H2 = mol X => X có 2 H linh động (nhóm –OH hoặc –COOH).
=>X là C3H6O3,
CTCT: HO-CH2-CH2-COOH hoặc CH3-CHOH-COOH
HO-C2H4-COOH + NaOH HO-C2H4-COONa + H2O
HO-C2H4-COOH + 2Na NaO-C2H4-COONa + H2

0,25
 - Y, T làm mất màu dung dịch brom nên Y, T có thể là C2H2 và C3H6
=> Y là C3H6,T là C2H2
CTCT: CH2 = CH – CH3 ; CH CH
C3H6 + Br2® C3H6Br2
C2H2 + 2Br2 C2H2Br4
0,25
- Z tác dụng với Na, không tác dụng với NaHCO3 nên Z là rượu C2H6O, có CTCT là: CH3 – CH2 – OH 
2C2H5OH + 2Na ® 2C2H5ONa + H2
0,25
III
1
Phương trình hóa học:
2CH4 C2H2 + 3H2
C2H2 + H2 C2H4
C2H4 + H2O C2H5OH
C2H5OH + O2CH3COOH + H2O

0,25
2C2H5OH CH2=CH-CH=CH2 + 2H2O + H2
n CH2=CH-CH=CH2-(CH2-CH=CH-CH2-)n
0,25
2
- Cho hỗn hợp X qua dung dịch AgNO3/NH3 (hoặc Ag2O/NH3) dư, thu kết tủa và khí Ygồm CH4, C2H4.
C2H2 + 2AgNO3 + 2NH3C2Ag2$ + 2NH4NO3
(HS có thể viết: C2H2 + Ag2O C2Ag2 + H2O)
Hòa tan kết tủa bằng HCl dư, thu khí, làm khô được C2H2
C2Ag2 + 2HCl C2H2 + 2AgCl
0,25
- Khí Y cho qua dung dịch brom dư, thu sản phẩm Z và làm khô khí thoát ra thu được CH4.
C2H4 + Br2C2H4Br2
Cho sản phẩm Z tác dụng với Zn, đun nóng thu được khí C2H4
C2H4Br2 + Zn C2H4 + ZnBr2
0,25
3
a/ - Làm TN như học sinh A dự định thì axit H2SO4 đặc sẽ bắn lên, có thể gây cháy quần áo hoặc làm cho học sinh bị bỏng axit.
- Cách làm đúng: Lấy lượng nước đủ pha loãng vào cốc, sau đó rót từ từ axit H2SO4 đặc vào và khuấy đều.
0,25
- Khi H2SO4 đặc tan trong nước sẽ tỏa rất nhiều nhiệt, nếu cho nước vào axitthì nước sẽ sôi đột ngột và bắn lên kèm theo axit. Nếu choaxit từ từvào nước thì nước sẽ hấp thụ nhiệt tỏa ra và không gây nguy hiểm.
0,25
b/ - Đường chuyển từ màu trắng sang vàng nâu rồi hóa đen, do H2SO4 đặc rất háo nước, hợp chất hữu cơ mất nước bị than hóa:
C12H22O11 12C + 11H2O
0,25
- Sau đó có bọt khí sinh ra, đẩy khối rắn đen xốp lên khỏi miệng cốc. Do có phản ứng;
C + 2H2SO4 đặc CO2 + 2SO2 + 2H2O
0,25
4
1
Gọi số mol RCO3 trong 28,4 g hỗn hợp là x (mol), x > 0
thì số mol CaCO3 trong hỗn hợp là 2x mol.
CaCO3 + 2HCl CaCl2 + H2O + CO2(1)
mol 2x 2x 
 RCO3 + 2HCl RCl2 + H2O+ CO2(2)
mol x x
nNaOH = 0,2.2,5 = 0,5 (mol); 
0,25
Theo đề bài ra, khi hấp thụ hoàn toàn CO2 vào dung dịch NaOH xảy ra 2 trường hợp:
* Trường hợp 1: Chỉ tạo muối Na2CO3, dư NaOH
CO2 + 2 NaOH Na2CO3 + H2O (3)
 Na2CO3 + BaCl2 BaCO3 + 2NaCl (4)
Theo phương trình (3,4) :
nCO2 = nBaCO3 = 0,2mol => 3x = 0,2 => x = 0,2/3 (mol)
=> =>R = 166 (loại)
0,25
* Trường hợp 2 : Tạo 2 muối Na2CO3 và NaHCO3
 CO2 + 2 NaOH Na2CO3 + H2O 
mol a 2a a 
CO2 + NaOH NaHCO3
mol b b b
Theo bài a = 0,2 (mol)
Mặt khác : 2a + b = 0,5 b = 0,1 (mol)
Tổng số mol CO2 tạo thành sau phản ứng (1) và (2) là:
 0,2 + 0,1 = 0,3 (mol)
0,25
Hay 3x = 0,3 x = 0,1 (mol)
Ta có : 0,2.100 + 0,1.( MR+60) =28,4 MR = 24 (g)
Suy ra R là Mg.
0,25
2
Đặt số mol các chất trong (28,8 gam) mỗi phần của hỗn hợp A là: : a (mol), 
: b (mol), : c (mol), MR : là khối lượng mol của kim loại R (đk: a,b,c, MR >0). 
	Theo bài ra ta có: 56a + MR (b+c) + 16b = 28,8 (I)
Phần 1 + CO dư.
	RO + CO R + CO2 (1) 
b b b b (mol).
Hỗn hợp khí B gồm: CO2: b (mol), CO. Chất rắn C gồm: 
 Fe: a mol, R: (b + c) (mol)
	Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 (2) 
Chất rắn còn lại là R: (b + c) (mol)
	Ta có: (b+c)MR = 16 (II).
0,25
	Khí B + Ca(OH)2 .
	CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (3) 
	2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 (4)
	(3) => (mol)
Dung dịch Ca(HCO3)2 tác dụng với NaOH.
 ( ). 
Để thu được lượng kết tủa lớn nhất cần một lượng NaOH nhỏ nhất nên tỉ lệ phản ứng là 1:1
 Ca(HCO3)2 + NaOH CaCO3 + NaHCO3 + H2O (5)
(5) =>nCa(HCO3)2 = nNaOH = 0,02 mol
(4) =>
Từ (3) và (4) => hay b = 0,1 (III)
0,25


Phần 2 + HCl. 
	RO + 2HCl RCl2 + H2O (6) 
	Fe + RCl2 FeCl2 + R (7) 
 Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (8)
Chất rắn F gồm 2 kim loại là Fedư; R = > RO hết ở (6).
Dung dịch E + KOH thu được một kết tủa duy nhất => Dung dịch E gồm: FeCl2, HCldư (RCl2 hết theo (7)); kết tủa là Fe(OH)2.
 HCl + KOH KCl + H2O (9) 
 FeCl2 + 2KOH Fe(OH)2 + 2KCl (10) 
nFe(OH)2 = 0,19mol => nFeCl2 ở (7), (8) = 0,19mol. 
=> nFe trong rắn F là (a – 0,19) mol; nR = (0,1 + c) mol 
0,25

Chất rắn F + H2SO4 đặc. 
2Fe + 6H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (11) 
R + 2H2SO4 RSO4 + SO2 + 2H2O (12)
=> + (0,1+c) = 0,265 (IV)
Từ (I), (II), (III), (IV) => a = 0,2; b = 0,1; c = 0,15; MR = 64
Kim loại R là Cu.
0,25
5
1
2C2H6 + 7O24CO2 + 6H2O (1)
C2H4 + 3O22CO2 + 2H2O (2)
2H2 + O22H2O (3)
Đặt số mol của C2H6, C2H4, H2 lần lượt là: a, b, c (mol) 
Với a, b, c > 0
Ta có: a + b + c = 0,25 (mol) ® 2a + 2b + 2c = 0,5 (1’)
Theo PTPƯ: (2’)
0,25
Lấy (2’) - (1’) ta được: a = c.
Mặt khác: lấy (2’).32 ta được: 96a + 64b + 32a = 16 
® 128a + 64b = 16 
Vậy hỗn hợp X nặng hơn CH4
0,25
2
Đặt ancol ROH là: CxHyO, axit R’COOH: CaHbO2
Phần 1: 2ROH + 2Na 2RONa + H2 (1)
 2 R’COOH + 2Na 2R’COONa + H2 (2)
Theo (1, 2): n(1/3A) = 2nH2=2.5,6/22,4= 0,5 mol
Phần 2: CxHyO + (x+y/4 -1/2)O2 xCO2 + y/2H2O (3)
 CaHbO2 + (a+b/4 - 1)O2 aCO2 +b/2H2O (4)
nCO2 = 0,9 mol.
0,25
Phần 3: ROH + R’COOH R’COOR + H2O (5)
Nếu H%(5) = 100% thì n(ROH pư) = n(R/COOH pư) = nH2O = 0,12.100/60 = 0,2 mol
0,25
Có hai trường hợp:
Trường hợp 1:
Theo(3, 4): 0,2x + 0,3a = 0,9 
 2x + 3a = 9 x = 3 , a = 1
0,25
Trong A: C3HyO : 0,2 mol và HCOOH : 0,3 mol
 mA= 3[(12.3+y+16)0,2 + 46.0,3]=76,2 y=6
Vậy CTPT, CTCT các chất trong A: C3H6O 
(CH2=CH-CH2-OH) và HCOOH 
Tính % khối lượng: 
%mC3H6O = 45,67%;
%mHCOOH = 54,33%
0,25
Trường hợp 2:
Theo(3, 4): 3x + 2a = 9 x = 1, a= 3
0,25
Trong A: CH4O : 0,3 mol và C3HbO2 : 0,2 mol
 mA= 3[32.0,3 + (68+b)0,2]=76,2 b =11 (loại).
0,25

(*) Học sinh có thê làm cách khác, nếu đúng và lập luận chặt chẽ cho điểm tương đương.