Đề thi HSG cấp Thành phố môn Hóa học 9 - GD&ĐT TP Bắc Ninh 2023-2024 (Có đáp án)

Nội dung tài liệu: Đề thi HSG cấp Thành phố môn Hóa học 9 - GD&ĐT TP Bắc Ninh 2023-2024 (Có đáp án)

1. UBND THÀNH PHỐ BẮC NINH ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP THÀNH PHỐ PHềNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Mụn: Húa học 9 ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ Năm học: 2023-2024 ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian làm bài: 150 phỳt (khụng kể giao đề) Cõu 1: (3,0 đ). 1. Nờu hiện tượng xảy ra và viết phương trỡnh phản ứng khi cho: a) Dung dịch Na2CO3 vào dung dịch FeCl3. b) Dũng khớ H2S qua dung dịch CuCl2. c) Dung dịch KI vào dung dịch FeCl3, khi phản ứng xong cho thờm vài giọt hồ tinh bột. d) Từ từ dung dịch NaHSO4 vào dung dịch Na2CO3 theo tỉ lệ số mol 1:1 và đun núng. 2. Viết cỏc phương trỡnh phản ứng xảy ra (nếu cú) khi cho nước Javen tỏc dụng lần lượt với cỏc dung dịch HCl, H2SO4 và cỏc khớ CO2, SO2. Cõu 2: (4 điểm) a) Hóy tỡm cỏch tỏch lấy từng kim loại riờng biệt ra khỏi hỗn hợp rắn gồm: Na2CO3, BaCO3, MgCO3. b) Trong phũng thớ nghiệm thường điều chế CO 2 từ CaCO3 và dung dịch HCl, do đú CO 2 cú lẫn một ớt khớ hiđroclorua và hơi nước. Làm thế nào để cú CO2 tinh khiết. c) Viết phương trỡnh hoỏ học hoàn thành sơ đồ phản ứng sau: (1) (2) (3) (4) (5) (6) Rượu etylic  axit axetic  natri axetat  metan  axetilen  etilen  PE (7) vinylclorua (8) PVC Cõu 3: (4 điểm) Hũa tan hết 24,16 gam hỗn hợp X gồm Cu và Fe3O4 trong dung dịch HCl loóng dư thấy cũn lại 6,4 gam Cu khụng tan. Mặt khỏc hũa tan hết 24,16 gam hỗn hợp trờn trong 240 gam dung dịch HNO3 31,5% (dựng dư) thu được dung dịch Y (khụng chứa NH4NO3). Cho 600 ml dung dịch NaOH 2M vào dung dịch Y. Lọc bỏ kết tủa, cụ cạn dung dịch nước lọc sau đú nung tới khối lượng khụng đổi thu được 78,16 gam chất rắn khan. Biết cỏc phản ứng xảy ra hoàn toàn. 1. Tớnh khối lượng mỗi chất trong X. 2. Tớnh nồng độ % của Cu(NO3)2 cú trong dung dịch Y. Cõu 4: (5 điểm) Chia 80 (g) hỗn hợp X gồm sắt và một oxit của sắt thành hai phần bằng nhau: Hoà tan hết phần I vào 400 (g) dung dịch HCl 16,425% được dung dịch A và 6,72 lớt khớ H2 (đktc). Thờm 60,6 (g) nước vào A được dung dịch B, nồng độ % của HCl dư trong B là 2,92%. a/ Tớnh khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp X và xỏc định cụng thức của oxit sắt. b/ Cho phần II tỏc dụng vừa hết với H2SO4 đặc núng rồi pha loóng dung dịch sau phản ứng bằng nước, ta thu được dung dịch E chỉ chứa Fe2(SO4)3. Cho 10,8 (g) bột Mg vào 300 ml dung dịch E khuấy kĩ, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 12,6 (g) chất rắn C và dung dịch D. Cho dung dịch D tỏc dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư, lọc kết tủa và nung đến khối lượng khụng đổi được m (g) chất rắn F. Tớnh CM của dung dịch E và giỏ trị m. Cõu 5: (4 điểm) 1/ Hỗn hợp khớ A gồm 2 hiđrocacbon. Đốt chỏy hoàn toàn 1 lớt A trong khớ oxi thu được 1,6 lớt khớ CO2 và 1,4 lớt hơi nước. Xỏc định cụng thức phõn tử cỏc hiđrocacbon cú trong hỗn hợp khớ A, biết rằng thể tớch cỏc khớ và hơi nước đo ở cựng điều kiện nhiệt độ và ỏp suất. 2/ Hỗn hợp E gồm C 2H2, C3H6, C4H10 và H2. Khi cho 11,2 lớt (đktc) hỗn hợp E qua dung dịch brom dư thỡ thấy cú 64 gam Br 2 đó phản ứng. Mặt khỏc, nung núng a gam hỗn hợp E với xỳc tỏc Ni, sau phản ứng hoàn toàn thu được hỗn hợp F. Đốt chỏy hết F rồi cho sản phẩm chỏy qua dung dịch nước vụi trong dư thấy xuất hiện m gam kết tủa. Tớnh giỏ trị của m. Biết rằng F cú thể làm mất màu tối đa 0,15 mol Br2 trong dung dịch. Cho biết: H-1; C-12; O-16; Br-80; Ca-40; S-32; Mg-24; Cu-64; Fe-56; Ba-137; Na-23; Cl-35,5; N-14 === Hết === Họ và tờn thớ sinh : Số bỏo danh:
2. UBND THÀNH PHỐ BẮC NINH HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI PHềNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CẤP THÀNH PHỐ Mụn: Húa học 9 Năm học: 2023-2024 Cõu 1: (3,0 đ). 1. Nờu hiện tượng xảy ra và viết phương trỡnh phản ứng khi cho: a) Dung dịch Na2CO3 vào dung dịch FeCl3. b) Dũng khớ H2S qua dung dịch CuCl2. c) Dung dịch KI vào dung dịch FeCl3, khi phản ứng xong cho thờm vài giọt hồ tinh bột. d) Từ từ dung dịch NaHSO4 vào dung dịch Na2CO3 theo tỉ lệ số mol 1:1 và đun núng. 2. Viết cỏc phương trỡnh phản ứng xảy ra (nếu cú) khi cho nước Javen tỏc dụng lần lượt với cỏc dung dịch HCl, H2SO4 và cỏc khớ CO2, SO2. Cõu 1 Hướng dẫn giải Điểm 1. a) Màu vàng của dung dịch FeCl 3 nhạt dần tạo kết tủa đỏ nõu và cú khớ bay lờn: 0,25 3Na2CO3 + 2FeCl3 +3H2O 2Fe(OH)3 + 3CO2↑ + 6NaCl 0,25 b) dung dịch màu xanh nhạt dần xuất hiện kết tủa đen. 0,25 2 điểm H2S + CuCl2 CuS  + 2HCl. 0,25 c) Màu vàng của dung dịch FeCl3 nhạt dần, khi cho tinh bột vào màu của dung dịch chuyển thành màu xanh. 0,25 2KI + 2FeCl3 2FeCl2 +I2 +2KCl 0,25 d) NaHSO4 + Na2CO3 → Na2SO4 + NaHCO3 0,25 t0 0,25 Khi đun núng cú khớ bay lờn: 2NaHCO3  Na2CO3 + CO2+H2O. 2. Mỗi phương trỡnh 0,25 điểm 1 điểm NaClO + 2HCl NaCl + Cl2 + H2O NaClO + NaCl + H2SO4 Na2SO4 + Cl2 + H2O NaClO + CO2 + H2O NaHCO3 + HClO NaClO + SO2 + H2O NaCl + H2SO4 Cõu 2: (4 điểm) a) Hóy tỡm cỏch tỏch lấy từng kim loại riờng biệt ra khỏi hỗn hợp rắn gồm: Na 2CO3, BaCO3, MgCO3. b) Trong phũng thớ nghiệm thường điều chế CO 2 từ CaCO3 và dung dịch HCl, do đú CO2 cú lẫn một ớt khớ hiđroclorua và hơi nước. Làm thế nào để cú CO2 tinh khiết. c) Viết phương trỡnh hoỏ học hoàn thành sơ đồ phản ứng sau: Rượu etylic (1) axit axetic (2) natri axetat (3) metan (4) axetilen (5) etilen (6) PE (7) vinylclorua (8) PVC Cõu 2 Hướng dẫn giải Điểm í a a) Hũa tan hỗn hợp vào nước, lọc dung dịch Na2CO3. Cho dung dịch 1,25 Na2CO3 tỏc dụng với dung dịch HCl vừa đủ, sau đú cụ cạn dung dịch rồi điện điểm phõn núng chảy Na Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + CO2 + H2O 0,25 ủpnc 2NaCl  2Na + Cl2 - Nung hỗn hợp rắn BaCO3, MgCO3 đến khối lượng khụng đổi thu được hỗn hợp chất rắn
3. toc BaCO3 BaO + CO2 0,25 toc MgCO3 MgO + CO2 - Cho hỗn hợp chất rắn vào nước, được dung dịch và lượng khụng tan. Điện phõn núng chảy lượng khụng tan thu được Mg 0,25 đpnc 2MgO → 2Mg + O2 - Cho dung dịch HCl dư vào dung dịch rồi cụ cạn ta được muối khan 0,25 BaCl2 rồi điện phõn núng chảy Ba. BaO + H2O →Ba(OH)2 Ba(OH)2 + 2HCl → BaCl2 + 2H2O 0,25 ủpnc BaCl2  Ba + Cl2 í b b) Đầu tiờn cho hỗn hợp khớ đi qua bỡnh đựng dung dịch NaHCO3 để loại 0,50 0,75 bỏ HCl, sau đú cho đi qua dung dịch H2SO4 đặc để loại bỏ hơi nước ta thu điểm được CO2 tinh khiết: 0,25 Phương trỡnh phản ứng: NaHCO3 + HCl  NaCl + CO2 + H2O c) PTHH ( mỗi pthh đỳng được 0,25 điểm) mengiấm í c (1) C2H5OH + O2  CH3COOH + H2O 2 (2) CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O điểm CaO, to (3) CH3COONa + NaOH  CH4 + Na2CO3 1500o C (4) 2CH4 LLN C2H2 + 3H2 Pd (5) C2H2 + H2 to C2H4 xt, p (6) nC2H4 to (-CH2-CH2-)n (PE) HgCl2 (7) C2H2 + HCl 150o 200o C CH2=CH-Cl xt, p (8) nCH2=CH-Cl to (-CH2-CHCl-)n (nhựa PVC) Cõu 3: (4 điểm) Hũa tan hết 24,16 gam hỗn hợp X gồm Cu và Fe3O4 trong dung dịch HCl loóng dư thấy cũn lại 6,4 gam Cu khụng tan. Mặt khỏc hũa tan hết 24,16 gam hỗn hợp trờn trong 240 gam dung dịch HNO3 31,5% (dựng dư) thu được dung dịch Y (khụng chứa NH4NO3). Cho 600 ml dung dịch NaOH 2M vào dung dịch Y. Lọc bỏ kết tủa, cụ cạn dung dịch nước lọc sau đú nung tới khối lượng khụng đổi thu được 78,16 gam chất rắn khan. Biết cỏc phản ứng xảy ra hoàn toàn. 1. Tớnh khối lượng mỗi chất trong X. 2. Tớnh nồng độ % của Cu(NO3)2 cú trong dung dịch Y. Cõu 3 Hướng dẫn giải Điểm 1. Đặt số Fe3O4 trong hỗn hợp là b (b>0) Ptpư: Fe3O4+ 8HCl 2 FeCl3 + FeCl2 + 4H2O (1) 0.25 1,5 b 8b → 2b điểm do Cu dư nờn ta cú: Cu + 2FeCl3 CuCl2 + 2 FeCl2 (2) 0,25 b ← 2b => 232.b + 64.b + 6,4 = 24,16 => b= 0,06 0,25 Vậy trong 24,16 gam X cú: 0,16 mol Cu; 0,06 mol Fe3O4 0,25 mCu = 0,16.64 = 10,24 (gam); mFe O = 0,06.232 = 13,92 (gam). 3 4 0.5 2.Tỏc dụng với dung dịch HNO : n = 1,2 mol 3 HNO3 (bđ)
4. Sơ đồ: + 1,2(mol) NaOH dd Y X + HNO3 Nung x(mol) Khớ NaOH NaOH dd y(mol) 0,5 NaNO3 NaNO2 (đủ PTHH) Ta cú: Nếu NaOH hết, chất rắn chỉ riờng: NaNO2 = 1,2 mol.69 = 82,8 gam> 2,5 78,16 0.25 điểm  NaOH phải dư: theo sơ đồ trờn ta cú: x+y = 1,2; 40x+69y =78,16 0,25 =>x= 0,16; y = 1,04 0,25 X + HNO3  Fe(NO3)3 + Cu(NO3)2 + Khớ + H2O (2) 24,16 k 0,18 0,16 k/2 k= số mol HNO3 phản ứng với X; n = 0,16.2 + 0.18.3 +nHNO3 dư = NaNO2 0,25 1,04 => n = 0,18 mol HNO3 dư  n (*) = 1,2 - 0,18 = 1,02 (mol) = k 0.25 HNO3 pư Theo bảo toàn khối lượng: 0.25 mkhớ =24,16 + 63.1,02 –( 0,18.242+ 0,16.188+ 18.1,02/2) = 5,6 gam 0,16.188 => C% (Cu(NO3)2) = 11,634% 240 24,16 5,6 0.5 Cõu 4: (5 điểm) Chia 80 (g) hỗn hợp X gồm sắt và một oxit của sắt thành hai phần bằng nhau: Hoà tan hết phần I vào 400 (g) dung dịch HCl 16,425% được dung dịch A và 6,72 lớt khớ H2 (đktc). Thờm 60,6 (g) nước vào A được dung dịch B, nồng độ % của HCl dư trong B là 2,92%. a/ Tớnh khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp X và xỏc định cụng thức của oxit sắt. b/ Cho phần II tỏc dụng vừa hết với H2SO4 đặc núng rồi pha loóng dung dịch sau phản ứng bằng nước, ta thu được dung dịch E chỉ chứa Fe2(SO4)3. Cho 10,8 (g) bột Mg vào 300 ml dung dịch E khuấy kĩ, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 12,6 (g) chất rắn C và dung dịch D. Cho dung dịch D tỏc dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư, lọc kết tủa và nung đến khối lượng khụng đổi được m (g) chất rắn F. Tớnh CM của dung dịch E và giỏ trị m. Cõu 4 Hướng dẫn giải Điểm í a Đặt cụng thức của oxit sắt là FexOy 1,5 đ Cỏc phương trỡnh hoỏ học: Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (1) FexOy + 2yHCl xFeCl2y + yH2O (2) 0.25 x 400.16,425 6,72 nHCl ban đầu 1,8 (mol); n 0,3 (mol) 100.36,5 H2 22,4 0.25 mddB = 400 + 40 – 0,3.2 + 60,6 = 500 (g) 2,92.500 nHCl dư 0,4 (mol). 0.25 100.36,5 nHCl đó phản ứng ở (1) và (2) = 1,8 – 0,4 = 1,4 (mol)
5. Từ (1): n = 2n = 2.0,3 = 0,6 (mol) 0.25 HCl H2 Từ (1): n = n = 0,3 (mol) m = 0,3.56.2 = 33,6 (g) Fe H2 Fe m = (40 – 16,8)2 = 46,4 (g) FexOy nHCl ở (2) = 1,4 – 0,6 = 0,8 (mol) 1 0,4 Từ (2): n .0,8 FexOy 2y y 0,4 x 3 ta cú: (56x 16y) 23,2 0.5 y y 4 Vậy cụng thức của FexOy là Fe3O4 í b Cỏc pthh: t0 3.5 đ 2Fe + 6H2SO4đ Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (1) Viết t0 2Fe3O4 + 10H2SO4đ 3Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O (2) được Fe2(SO4)3 + Mg 2FeSO4 + MgSO4 (3) 9 pthh FeSO4 + Mg Fe + MgSO4 (4) và tớnh Ba(ỌH)2 + MgSO4 BaSO4 + Mg(OH)2 (5) được Cú thể: Ba(OH)2 + FeSO4 BaSO4 + Fe(OH)2 (6) số t0 Mg(OH)2 MgO + H2O (7) mol 0 t khụng cú oxi của Cú thể: Fe(OH)2 FeO + H2O (8) 0 Mg t khụng khớ hoặc: 4Fe(OH)2 + O2 2Fe2O3 + 4H2O (9) được 0,5 10,8 n 0,45 (mol) điểm Mg 24 Xột trường hợp 1: Mg chưa phản ứng hết Đặt: n trong 300ml dd E là x Fe2 (SO4 )3 Từ (3), (4): nMg đó phản ứng = 3x nMg cũn lại = 0,45 – 3x Từ (3), (4): nFe = 2x mFe = 2x.56 Ta cú pt: (0,45 – 3x).24 + 2x.56 = 12,6 x = 0,045 (mol) 0,045 CM của Fe2(SO4)3 trong ddE 0,15(M) 0,3 0.5 Khi đú trong ddD chỉ cú: MgSO4 và kết tủa gồm BaSO4 và Mg(OH)2 Từ (3): n 3n 3.0,045 0,135 (mol) MgSO4 Fe2 (SO4 )3 Từ (5): n n 0,135 (mol) BaSO4 MgSO4 Từ (7): n n 0,135 (mol) MgO Mg(OH)2 Giỏ trị của m trong trường hợp này = 0,135.233 + 0,135.40 = 36,855 (g) 0.5 Xột trường hợp 2: Mg hết Thỡ chất rắn C là Fe: nFe = 12,6/56 = 0,225 mol Từ (4): nMg = nFe = 0,225 (mol) Từ (3): nMg pư 3 = 0,45 – 0,225 = 0,225 (mol) n = 0,225 (mol) Fe2 (SO4 )3 0,225 0.5 Vậy C của dung dịch E 0,75(M) M 0,3 Khi đú: Kết tủa thu được khi cho dung dịch D phản ứng với Ba(OH)2 gồm:
6. BaSO4, Mg(OH)2, Fe(OH)2. Với : n ở (3) = n = 0,45 (mol) MgSO4 Mg Từ (4): n = 3n = 3.0,075 = 0,225 (mol) FeSO4 Fe Từ (5): n n n 0,45 (mol) BaSO4 Mg(OH)2 MgSO4 Từ (6): n n n 0,225 (mol) BaSO4 Fe(OH)2 FeSO4 Số mol trong kết tủa lần lượt là: n = 0,45 + 0,225 = 0,675 (mol) BaSO4 n = 0,225 (mol), n = 0,45 (mol) Fe(OH)2 Mg(OH)2 0,5 Khi nung kết tủa trờn ta lại phải xột 2 trường hợp: a) Nếu nung trong chõn khụng: Từ (7): n n 0,45(mol) MgO Mg(OH)2 Từ (8): n n 0,225 (mol) FeO Fe(OH)2 Giỏ trị của m trong trường hợp này = 0,675.233 + 0,45.40 + 0,225.72 = 191,475 (g) 0.5 b) Nếu nung trong khụng khớ: 1 1 Từ (9): n .n .0,225 0,1125 (mol) Fe2O3 2 Fe(OH)2 2 Vậy giỏ trị của m trong trường hợp này là: 0,675.233 + 0,45.40 + 0,1125.160 = 193,275 (g) 0.5 Cõu 5: (4 điểm) 1/ Hỗn hợp khớ A gồm 2 hiđrocacbon. Đốt chỏy hoàn toàn 1 lớt A trong khớ oxi thu được 1,6 lớt khớ CO2 và 1,4 lớt hơi nước. Xỏc định cụng thức phõn tử cỏc hiđrocacbon cú trong hỗn hợp khớ A, biết rằng thể tớch cỏc khớ và hơi nước đo ở cựng điều kiện nhiệt độ và ỏp suất. 2/ Hỗn hợp E gồm C 2H2, C3H6, C4H10 và H2. Khi cho 11,2 lớt (đktc) hỗn hợp E qua dung dịch brom dư thỡ thấy cú 64 gam Br2 đó phản ứng. Mặt khỏc, nung núng a gam hỗn hợp E với xỳc tỏc Ni, sau phản ứng hoàn toàn thu được hỗn hợp F. Đốt chỏy hết F rồi cho sản phẩm chỏy qua dung dịch nước vụi trong dư thấy xuất hiện m gam kết tủa. Tớnh giỏ trị của m. Biết rằng F cú thể làm mất màu tối đa 0,15 mol Br2 trong dung dịch. Cõu 5 Hướng dẫn giải Điểm í 1 Đặt cụng thức chung của cỏc chất trong hỗn hợp là CxHy. y t0 y PTHH : CxHy.+ ( x + ) O2  xCO2 + H2O (1) 2 4 2 0.25 điểm Từ (1) : thể tớch CO2 = x . thể tớch CxHy 1,6 = x. Do đú A phải chứa 1 chất cú số nguyờn tử C A chứa CH4. 0.25 y y 0.5 Thể tớch hơi H2O = . thể tớch CxHy 1,4 = => y = 2,8 2 2 Trong A cú 1 hidrocacbon cú số nguyờn tử H < 2,8, →chất đú chứa 2 0.5 nguyờn tử H. 0.25 Vậy cụng thức phõn tử của cỏc chất trong hỗn hợp A là CH4 và C2H2 . 0.25 Gọi số mol C2H2, C3H6, C4H10, H2 trong 11,2 lớt hỗn hợp lần lượt là x; y; z; t. í. 2: Suy ra: x + y + z + t = 0,5 (1) 2 Lại cú nbrom = 2x + y = 0,4 (2) (bảo toàn ∏) 0.25 điểm Gọi số mol cỏc chất trong a gam hỗn hợp lần lượt là xk; yk; zk; tk Cú nbrom = 2xk + yk - tk = 0,15 (3) (bảo toàn ∏) Đốt hoàn toàn F tương tự như đốt hoàn toàn a gam E 0,5
7. toc C2H2 + 2,5 O2 → 2CO2 + H2O kx 2kx toc C3H6 + 4,5 O2 → 3CO2 + 3H2O ky to c 3ky 0,25 C4H10 + 6,5 O2 → 4CO2 + 5H2O kz t o c 4kz 2H2 + O2 → 2 H2O Số mol CO2 sinh ra khi đốt chỏy hỗn hợp F là: 2kx + 3ky + 4kz. Từ 1,2,3 ta cú: 4k. x + y + z + t = 0,5 (1) 4kx + 4ky + 4kz + 4kt = 2k (1) 0,25 5k . 2x + y = 0,4 (2 ↔ 10kx +5ky = 2k (2) 4. 2kx + ky - kt = 0,15 (3) 8kx + 4ky – 4kt = 0,6 (3) 0,25 Lấy (1) - (2) được -6kx – ky + 4kz + 4kt = 0 (4) Lấy (4) + (3) được 2kx + 3ky + 4kz = 0,6 = số mol CO2 Vậy khối lượng kết tủa: m = 60 (gam) 0,5 Chỳ ý: Học sinh giải bằng cỏch khỏc mà đỳng vẫn tớnh điểm tối đa.