đề thi HSG hóa 9

KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ CẤP THCS
NĂM HỌC 2011 - 2012
Môn thi : HOÁ HỌC
Thời gian làm bài : 150 phút
(Đề này có 2 trang) (không kể thời gian phát đề)
Bµi 1: (2,00 ®iĨm)
Trªn 2 ®Üa c©n th¨ng b»ng cã 2 cèc, cèc I chøa dung dÞch HCl vµ cèc II chøa dung dÞch
H
2
SO
4
(®Ỉc nãng) . Ngêi ta cho vµo cèc I a gam CaCO
3
, vµo cèc II b gam Cu.
a. Cã thĨ t×m tØ lƯ a/b sao cho sau mét thêi gian 2 ®Üa c©n vÉn trë l¹i th¨ng b»ng ®ỵc kh«ng?
b. NÕu ta cho CaCO
3
vµo cèc II vµ Cu vµo cèc I th× ®Ĩ cho c©n th¨ng b»ng tØ lƯ a/b ph¶i lµ bao
nhiªu ?.
Gi¶ thiÕt lỵng axit ë 2 cèc ®đ cho c¸c ph¶n øng x¶y ra hoµn toµn vµ níc kh«ng bay h¬i.
Bµi 2: (2,50 ®iĨm)
Ngêi ta ®em nung trong kh«ng khÝ c¸c khèi lỵng m nh nhau cđa c¸c chÊt: Cu ;
CaCO
3
; CuSO
4
.5H
2
O ; Fe(OH)
2
vµ NaOH . Sau khi nung thu ®ỵc c¸c khèi lỵng lÇn lỵt lµ

m
1
, m
2
, m
3
, m
4
, m
5
.
a. H·y so s¸nh m
1
, m
2
, m
3
, m
4
, m
5
víi m . Gi¶i thÝch.
b. Gi¶ thiÕt c¸c ph¶n øng ho¸ häc cã thĨ x¶y ra kÕt thóc, em h·y so s¸nh khèi l ỵng (m
1
, m
2
,
m
3
, m

4
, m
5
) cđa c¸c chÊt sau khi nung.
H·y gi¶i c¸c bµi to¸n hãa häc tõ bài 3 đến bài 12 sau ®©y b»ng ph¬ng ph¸p ®¬n gi¶n tèi u nhÊt:
Bµi 3 : (1,50 ®iĨm)
Hçn hỵp chÊt r¾n (X) gåm 0,1 mol Fe
2
O
3
vµ 0,2 mol Fe
3
O
4
. Hoµ tan hoµn toµn hçn hỵp (X)
b»ng dung dÞch HCl d, sau ®ã cho tiÕp dung dÞch NaOH d vµo. KÕt thóc ph¶n øng, läc kÕt tđa råi
®em nung trong kh«ng khÝ ®Õn khèi lỵng kh«ng ®ỉi thu ®ỵc a gam chÊt r¾n (Y). TÝnh a.
Bµi 4 : (1,50 ®iĨm)
Cho 7,26 g hçn hỵp (X) gåm ba mi Na
2
CO
3
, K
2
CO
3
, CaCO
3
tan hoµn toµn trong dung dÞch
HCl d, thÊy cã 1,344 lÝt khÝ kh«ng mµu bay ra (®ktc) vµ dung dÞch (Y). C« c¹n dung dÞch (Y) thu ®ỵc

m gam mi khan. H·y tÝnh gi¸ trÞ cđa m .
Bµi 5 : (1,50 ®iĨm)
Khư m gam hçn hỵp (X) gåm FeO, Fe
2
O
3
, Fe
3
O
4
vµ CuO b»ng khÝ CO d ë nhiƯt ®é cao. Sau
ph¶n øng thu ®ỵc 40 g hçn hỵp chÊt r¾n (Y) vµ hçn hỵp khÝ (Z). Cho hçn hỵp khÝ (Z) léi tõ tõ qua
dung dÞch Ba(OH)
2
d th× thu ®ỵc 59,1 g kÕt tđa. TÝnh m.
Bµi 6 : (1,00 ®iĨm)
Cho 8,15 g hçn hỵp (X) gåm Na vµ mét kim lo¹i kiỊm t¸c dơng hÕt víi dung dÞch HCl lo·ng,
d thu ®ỵc dung dÞch (Y) vµ V lÝt khÝ H
2
(®ktc). C« c¹n dung dÞch (Y) thu ®ỵc 17,025 g hçn hỵp mi
khan. H·y tÝnh gi¸ trÞ cđa V .
Bµi 7 : (2,00 ®iĨm)
Cho 15 g hçn hỵp (X) gåm hai kim lo¹i Al vµ R (kim lo¹i R ®øng tríc hi®ro trong d·y ®iƯn
ho¸) t¸c dơng víi 1,0 lÝt dung dÞch hçn hỵp axit HCl xM vµ H
2
SO
4
yM (víi x = 3y) thu ®ỵc 8,4 lÝt
khÝ H
2

(®ktc), dung dÞch (Y) vµ 2,55 g kim lo¹i kh«ng tan. TÝnh khèi lỵng mi khan thu ®ỵc khi c«
c¹n dung dÞch (Y) .
Bµi 8 : (1,50 ®iĨm)
Nung 13,4 g hçn hỵp hai mi cacbonat cđa hai kim lo¹i ho¸ trÞ II, sau ph¶n øng thu ®ỵc 6,8
g chÊt r¾n vµ khÝ (X). Cho toµn bé lỵng khÝ (X) t¸c dơng víi 75 ml dung dÞch NaOH 1M ®ỵc dung
dÞch (Y). TÝnh khèi lỵng mi khan thu ®ỵc khi c« c¹n dung dÞch (Y) .
Bµi 9 : (2,00 ®iĨm)
Cho 336,3 ml dung dÞch KOH 12% (D =1,11 g/ml) vµo 200 ml dung dÞch H
3
PO
4
1,5M thu ®-
ỵc dung dÞch (X). TÝnh khèi lỵng hçn hỵp c¸c chÊt r¾n khan thu ®ỵc khi c« c¹n dung dÞch (X)
Bµi 10 : (1,50 ®iĨm)
Nhóng mét thanh Zn cã khèi lỵng 10 g vµo 500 ml dung dÞch CuSO
4
0,5M. Sau mét thêi
gian, lÊy thanh Zn ra, rưa s¹ch cÈn thËn, c©n l¹i thÊy nỈng 9,9 g. Coi tÊt c¶ kim lo¹i tho¸t ra ®Ịu b¸m
vµo thanh Zn vµ thĨ tÝch dung dÞch kh«ng ®ỉi. TÝnh nång ®é mol cđa CuSO
4
trong dung dÞch sau
ph¶n øng .
1/2
Bài 11: (1,50 điểm)
Cho 3,78 g bột nhôm phản ứng vừa đủ với dung dịch muối XCl
3
(X là kim loại), thu đợc dung
dịch (Y). Khối lợng chất tan trong dung dịch (Y) giảm 4,06 g so với khối lợng chất tan trong dung
dịch XCl
3

. Xác định tên kim loại X.
Bài 12 : (1,50 điểm)
Cho hỗn hợp khí gồm CO
2
và SO
2
có tỉ khối so với nitơ bằng 2. Tính thành phần % về thể
tích của CO
2
và SO
2
trong hỗn hợp .
ht
Ghi chú : Cho phép học sinh sử dụng bảng HTTH, giáo viên coi thi không giải thích gì thêm !

P N HNG DN CHM
Bài 1: (2,00 điểm)
a). a gam CaCO
3
vào cốc I xảy ra phản ứng CaCO
3
+ 2HCl CaCl
2
+ CO
2


b gam Cu vào cốc II xảy ra phản ứng

Cu +

2H
2
SO
4
CuSO
4
+ 2H
2
O + SO
2


(0,50đ)

ở cốc I khối lợng tăng lên là (56/100)a . ở cốc II khối lợng không thay đổi nên không thể xác định tỉ
lệ a/b để 2 đĩa cân trở lại thăng bằng đợc. (0,50đ)
b). Khi cho a gam CaCO
3
vào cốc II xảy ra phản ứng CaCO
3
+ H
2
SO
4
CaSO
4
+ H
2
O + CO

2


.
Cu vào cốc I phản ứng không xảy ra. (0,50đ)
ở cốc II khối lợng tăng lên là (56/100)a, ở cốc II khối lợng tăng lên là b gam.
Để cho cân thăng bằng thì (56/100)a = b a/b = 100/56. (0,50đ)
Bài 2: (2,50 điểm)
a. So sánh m
1
, m
2
, m
3
, m
4
, m
5
với m .
m
1
> m do xảy ra phản ứng 2Cu + O
2
2CuO (1)
2/2
m
2
< m do xảy ra phản ứng CaCO
3
CaO + CO

2
(2)
m
3
< m do có sự tách nớc CuSO
4
.5H
2
O CuSO
4
+ 5H
2
O (3)
m
4
< m do xảy ra phản ứng Fe(OH)
2
FeO + H
2
O (4)
2FeO + 1/2O
2
Fe
2
O
3
(5)
m
5
= m do NaOH khan không thay đổi khối lợng (làm đến đây cho 1,25 đ)

b. Sau khi các phản ứng hoá học kết thúc m
1
> m
5
> m
2
, m
3
, m
4
(0,50đ)
Theo (2)(3)(4)(5) thì m
2
= 56/100 ; m
3
= (160/250 = 64/100)m ; m
4
= 80/90 m (0,50đ)
Ta có thứ tự m
1
> m
5
> m
4
> m
3
> m
2
(0,25đ)
Hãy giải các bài toán hóa học từ bi 3 n bi 12 sau đây bằng phơng pháp đơn giản tối u nhất:

Bài 3 : (1,50 điểm)
Nhận thấy sản phẩm rắn cuối cùng của quá trình (chất rắn Y) là Fe
2
O
3
, do đó ta có sơ đồ tóm
tắt thí nghiệm nh sau :
{
2 3
2 3
3 4
Fe O
(hh X) Fe O (Y)
Fe O




(0.50đ)
Vậy n
Fe trong (Y)
= (0,1ì2 + 0,2ì3) = 0,8 (mol). (0.50đ)

2 3
Fe O
n
=
0,8
0,4
2

=
(mol)
a = 0,4ì160 = 64 (g). (0.50đ)
Bài 4 : (1,50 điểm)
Sơ đồ phản ứng : Muối cacbonat + HCl muối clorua + CO
2
+ H
2
O (0.50đ)
2 2
CO H O
n n=
sinh ra
= 0,06 mol ; n
HCl phản ứng
= 2ì0,06 = 0,12 (mol). (0.50đ)
7,26 + 36,5ì0,12 = m
muối clorua
+ 0,06(44 + 18) (0.50đ)
Bài 5 : (1,50 điểm)
* Bài giải : Hỗn hợp khí (Z) gồm CO và CO
2
, khi cho hỗn hợp (Z) qua dung dịch Ba(OH)
2
d
thì chỉ có phản ứng :
CO
2
+ Ba(OH)
2

BaCO
3
+ H
2
O
=
2 3
CO BaCO
n n
=
59,1
197
= 0,3 (mol). (0.50đ)
Ta thấy : n
CO phản ứng
=
2
CO
n
n
CO
= 0,3 mol. (0.50đ)
Theo định luật bảo toàn khối lợng, ta có :
2
CO
hỗn hợp ( )
hỗn hợp (X) CO ph
Y

ản ứng
m + m = m + m

m + 0,3ì28 = 40 + 0,3ì44 m = 44,8 g. (0.50đ)
Bài 6 : (1,00 điểm)
Theo định luật bảo toàn khối lợng, ta có :
m
X
+ m
HCl phản ứng
= m
muối
+
2
H
m
(0.50đ)
8,15 +
73V
22,4
= 17,025 +
2V
22,4
V = 2,8 lít. (0.50đ)
Bài 7 : (2,00 điểm)
Do kim loại còn d nên axit đã phản ứng hết.
m
kim loại phản ứng
= 12,45 g. (0.25đ)
H

2
n
= 0,375 mol =
x
2
+ y x + 2y = 0,75 (1) (0.25đ)
Mặt khác, ta lại có : x = 3y (2)
Từ (1) và (2) x = 0,45 và y = 0,15 (0.50đ)
3/2
CO
2
(M = 44)
m
muối khan
= m
kim loại phản ứng
+
Cl
m
+
4
SO
m
(0.50đ)
= 12,45 + 35,5ì0,45 + 96ì0,15 = 42,825 (g). (0.50đ)
Bài 8 : (1,50 điểm)
CO
2
m
= 13,4 6,8 = 6,6 (g)

2
CO
n
=
6,6
44
= 0,15 (mol). (0.50đ)
n
NaOH
= 0,075 mol <
2
CO
n
= 0,15 mol
(0.25đ)
Chỉ có muối NaHCO
3
đợc tạo thành.
NaOH + CO
2
NaHCO
3
(0.25đ)
NaHCO
3
n
= n
NaOH
= 0,075 mol m
muối khan

= 0,075ì84 = 6,3 (g). (0.50đ)
Bài 9 : (2,00 điểm)
n
KOH
= 0,8 mol ;
P
3
H O
4
n
= 0,3 mol. (0.50đ)

P
3
H O
4
2n
< n
KOH
<
P
3
H O
4
3n
(0.25đ)
Xảy ra 2 phản ứng : 2KOH + H
3
PO
4

K
2
HPO
4
+ 2H
2
O
3KOH + H
3
PO
4
K
3
PO
4
+ 3H
2
O (0.50đ)
Sau phản ứng trong dung dịch có muối K
3
PO
4
, K
2
HPO
4
và nớc. Cô cạn dung dịch thu đợc
chất rắn khan chỉ gồm hai muối K
3
PO

4
và K
2
HPO
4
. (0.25đ)
Theo định luật bảo toàn khối lợng, ta có :
m
chất rắn khan
= m
KOH
+
3 4
PH O
m
m
nớc sinh ra

= 0,8ì56 + 0,3ì98 0,8ì18 = 59,8 (g). (0.50đ)
Bài 10 : (1,50 điểm)
Zn + CuSO
4
ZnSO
4
+ Cu
1 mol 1 mol 1 mol 1 mol (khối lợng giảm 1 g) (0.50đ)
Theo đề bài, khối lợng thanh Zn giảm là : 10 9,9 = 0,1 (g)
n
Zn phản ứng
=

4
CuSO
n

đã phản ứng
= 0,1 mol. (0.50đ)

4
CuSO
n

d
= 0,25 0,1 = 0,15 (mol) [CuSO
4
] = 0,3M. (0.50đ)
Bài 11: (1,50 điểm)
XCl
3
+ Al AlCl
3
+ X (0.25đ)
n
Al
=
3,78
= 0,14
27
(mol)
m
= 0,14(M

X
27) = 4,06 (g). (0.75đ)
M
X
= 56 g/mol X là sắt. (0.50đ)
Bài 12 : (1,50 điểm)
Trớc hết, ta tính phân tử khối trung bình của hỗn hợp, sau đó áp dụng sơ đồ đờng chéo để tìm
tỉ lệ thể tích (tức là tìm đợc % về thể tích) của hỗn hợp.
Phân tử khối trung bình của hỗn hợp là :
M
= 28 ì 2 = 56 (g/mol). (0.50đ)
Ta có sơ đồ đờng chéo :
(0.50đ)
%
CO
2
V
=
2
100% = 40%
2 +3
ì
; %
SO
2
V
= 100% 40% = 60%.
4/2
SO
2

(M = 64)
M
= 56
8
12
= =
2
2
CO
SO
V
8 2
V 12 3

5/2