Đề thi HSG môn Hoa học 9

KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH
Năm học: 2010-2011
Môn thi: HOÁ HỌC
Lớp 9 THCS
Câu 1 (6,0 điểm)
1. Viết các phương trình hóa học để hoàn thành sơ đồ biến hoá sau: (Mỗi mũi tên là một phương
trình hoá học, mỗi kí hiệu là một chất, ghi rõ điều kiện cần thiết nếu có).
Trong đó: X là hợp chất dùng làm thuốc súng, giàu oxi và có thể dùng để điều chế oxi trong
phòng thí nghiệm, A
4
là một muối nhạy với ánh sáng và được dùng làm phim ảnh, B
4

là một trong
các hoá chất được điều chế nhiều nhất hàng năm trên thế giới.
Hướng dẫn
KCl
KOH
KBr
AgBr
O
2
SO
2
SO
3
H
2
SO
4
KClO

3
t
o
Hoặc có thể:
KNO
2
K
2
ZnO
2
KBr AgBr
KNO
3

O
2
l m tà ương tự như trên.
KNO
2
+ 3Zn + 5KOH 3K
2
ZnO
2
+ NH
3
↑
+ H
2
O
K

2
ZnO
2
+ 2HBr Zn(OH)
2
↓
+ 2KBr

2KClO
3
t
o
2KCl + 3O
2
2KCl + 2H
2
O
2KOH + Cl
2
+ H
2
dpdd
mn
KOH + HBr
KBr + H
2
O
KBr + AgNO
3
AgBr + KNO

3
2. Nêu hiện tượng và viết phương trình hóa học giải thích cho các thí nghiệm sau:
a. Cho một cái đinh sắt đã đánh sạch vào ống nghiệm đựng dung dịch CuSO
4
.
b. Nhỏ từ từ, khuấy đều 20 ml dung dịch AlCl
3
0,5M vào ống nghiệm đựng 20 ml dung dịch NaOH 2M.
c. Sục khí SO
2
dư vào dung dịch nước brom.
d. Cho hỗn hợp chất rắn trộn đều gồm Ba(OH)
2
và NH
4
HCO
3
vào ống nghiệm đựng nước.
Hướng dẫn
a. * Đinh sắt mạ đồng nên đinh sắt có màu đỏ do đồng bám vào.
Fe + CuSO
4

→
FeSO
4
+ Cu (bám lên đinh sắt)
X
t
0

A
1
A
2
A
3
A
4
B
1
B
2
B
3
B
4
S + O
2
t
o
SO
2
2SO
2
+ O
2
t
o
V
2

O
5
2SO
3
SO
3
+ H
2
O
H
2
SO
4
b. * Có kết tủa keo, sau đó kết tủa tan ngay do dung dich luôn dư bazơ khi thêm muối nhôm.
3NaOH + AlCl
3

→
Al(OH)
3
+ 3NaCl
NaOH + Al(OH)
3

→
NaAlO
2
+ 2H
2
O

c. * Nước brom nhạt màu và sau đó mất màu.
SO
2
+ Br
2
+ 2H
2
O
→
H
2
SO
4
+ 2HBr
d. * Có kết tủa trắng và khí mùi khai bay ra.
Ba(OH)
2
+ NH
4
HCO
3

→
BaCO
3

↓
+ NH
3
↑

+ 2H
2
O
3. Từ quặng Đôlômit (CaCO
3
.MgCO
3
), hãy điều chế kim loại Mg và Ca (chỉ dùng thêm nước và một
hóa chất cần thiết khác, các dụng cụ thí nghiệm cho sẵn).
Hướng dẫn
Hóa chất dùng thêm là dung dịch HCl.
*Bước 1: Nhiệt phân hoàn toàn quặng đôlômit. Chất rắn thu được gồm MgO và CaO.
MgCO
3
→ MgO + CO
2
CaCO
3
→ CaO + CO
2
*Bước 2: Cho oxit thu được vào nước dư, lọc chất rắn ra khỏi dung dịch là MgO. Dung dịch thu
được chứa Ca(OH)
2
.
CaO + H
2
O → Ca(OH)
2

*Bước 3: Cho dung dịch thu được tác dụng với dung dịch HCl dư. Cô cạn dung dịch sau phản

ứng. Điện phân nóng chảy chất rắn thu được Ca.
Ca(OH)
2
+ 2HCl → CaCl
2
+ H
2
O
CaCl
2
Ca + Cl
2
*Bước 4: MgO thu được ở bước 2 cho tác dụng với dung dịch HCl dư. Cô cạn dung dịch sau
phản ứng, điện phân nóng chảy chất rắn thu được Mg.
MgCl
2
Mg + Cl
2
Câu 2 (5,5 điểm)
1. Một hợp chất hữu cơ B có công thức phân tử dạng (CH)
n
. Tỉ khối khí của B so với hiđro nhỏ hơn
40. Hãy xác định công thức cấu tạo của B, biết rằng B không phản ứng với dung dịch nước brom ở
điều kiện thường mà chỉ có thể phản ứng với brom nguyên chất.
Hướng dẫn
Theo bài ra. d
B
/H
2
< 40 => M

B
< 80 (g/mol)
Do đó M
B
= 13n = 80 => n < 6,13
Trong hợp chất hữu cơ số nguyên tử H phải chẵn nên n phải chẵn. Vì vậy n có thể là 2, hoặc là
4 hoặc là 6.
Nếu n = 2 thì B là C
2
H
2

Nếu n = 4 thì B là C
4
H
4

Nếu n = 6 thì B là C
6
H
6
Cả C
2
H
2
và C
4
H
4
đều là hiđrocacbon có nối ba hoặc nối đôi nên đều làm mất dung dịch brôm ở

điều kiện thường, còn C
6
H
6
(benzen) không tác dụng với dung dịch brom mà chỉ tác dụng với
brom nguyên chất. Vậy B chính là C
6
H
6
đpnc
đpnc
2. Có 4 bình đựng 4 chất khí riêng biệt: CO, H
2
, CH
4
, C
2
H
4
. Cần dùng các phản ứng hoá học nào để
nhận biết 4 khí trên.
Hướng dẫn
Có 4 chất khí riêng biệt: CO, H
2
, CH
4
, C
2
H
4

.
Cho lần lượt qua dung dịch nước brom. Khí làm nhạt màu nước brom là C
2
H
4
C
2
H
4
+ Br
2
→ C
2
H
4
Br
2
Đốt cháy các khí còn lại, dẫn sản phẩm cháy lần lượt qua CuSO
4
khan (màu trắng) và dung dịch
nước vôi trong.
Khí CO đốt cho sản phẩm không làm đổi màu CuSO
4
khan, nhưng đục nước vôi trong.
O
2
+ CO
0
t C
→

CO
2
↑
CO
2
+ Ca(OH)
2
→CaCO
3
↓ + H
2
O
Khí H
2
đốt cháy thoát ra hơi nước làm CuSO
4
khan (màu trắng) hoá xanh (CuSO
4
.5H
2
O)
O
2
+ 2H
2

0
t C
→
2H

2
O (hơi)
CuSO
4
+ 5H
2
O → CuSO
4
.5H
2
O
Khí CH
4
cho sản phẩm cháy làm xanh CuSO
4
khan và dung dịch Ca(OH)
2
tạo kết tủa trắng.
CH
4
+ 2O
2

0
t C
→
CO
2
+ 2H
2

O
CuSO
4
+ 5H
2
O → CuSO
4
.5H
2
O
CO
2
+ Ca(OH)
2
→CaCO
3
↓ + H
2
O
3. Hợp chất hữu cơ X có công thức phân tử C
4
H
8
O
2
. X là hợp chất có mùi thơm, ít tan trong nước,
được điều chế trực tiếp từ hai chất hữu cơ A và B có cùng số nguyên tử C trong phân tử. A có thể
chuyển hoá trực tiếp thành B .
a. Xác định công thức cấu tạo của A, B, X.
b. Viết sơ đồ điều chế X từ một hiđrocacbon.

c. Nêu cách nhận biết đơn giản nhất để phân biệt chất lỏng A nguyên chất và chất lỏng A có lẫn nước.
Hướng dẫn
a.
X: CH
3
COOC
2
H
5
A: CH
3
CH
2
OH B: CH
3
COOH
b.
2 5
2 2
2 4
2 4 2 5 3 3 2 5
ax
C H OHH O O
it men H SO
C H C H OH CH COOH CH COOC H→ → →
c.
Để phân biệt rượu tuyệt đối và rượu lẫn nước dùng CuSO
4
khan cho vào các chất lỏng, chất
lỏng nào thấy chất rắn màu trắng hoá xanh thì đó là rượu có lẫn nước

Câu 3 (4,0 điểm)
Cho 6,8 gam hỗn hợp bột A gồm Fe và Mg vào 400 ml dung dịch CuSO
4
nồng độ x mol/lít.
Sau phản ứng thu được 9,2 gam chất rắn B và dung dịch C. Thêm NaOH dư vào dung dịch C được
kết tủa. Nung kết tủa này ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được 6,0 gam chất rắn D.
Tính thành phần phần trăm khối lượng mỗi kim loại trong A và tính x.
Hướng dẫn
Khi cho hỗn hợp kim loại vào dd CuSO
4
thì Mg phản ứng trước, sau đó đến Fe. Như vậy xét 3
trường hợp.
* Trường hợp 1: Mg chưa phản ứng hết.
Do đó, Fe còn nguyên lượng, CuSO
4
hết nên dung dịch C chỉ có MgSO
4
và chất rắn D là MgO
Mg → MgSO
4
→ Mg(OH)
2
→ MgO
Số mol Mg phản ứng = Số mol MgO = 6 : 40 = 0,15 (mol)
Vô lý, do số mol Mg phản ứng khác 0,15 mol.
* Trường hợp 2: Mg phản ứng hết, Fe dư.
Gọi a và b lần lượt là số mol Mg ban đầu và số mol Fe phản ứng.
Ta có: 40a + 8b = 9,2 – 6,8 = 2,4
40a + 80b = 6
Suy ra: a = 0,05; b = 0,05

Phần trăm khồi lượng Mg trong hỗn hợp đầu là:
0,05 x 24 : 6,8 x 100% = 17,65(%)
Phần trăm khồi lượng Fe trong hỗn hợp đầu là:
100% - 17,65% = 82,35(%)
Số mol CuSO
4
= a + b = 0,1 (mol)
x = 0,1/0,4 = 0,25 (M)
*Trường hợp 3: Fe, Mg đều hết, CuSO
4
dư.
Trường hợp này loại do khi đó khối lượng chất rắn D gồm oxit Fe và oxit của Mg, CuO dư lại
có khối lượng nhỏ hơn khối lượng kim loại ban đầu (6 < 6,8).
Câu 4 (4,5 điểm)
Đốt cháy hoàn toàn a gam hỗn hợp X gồm hai rượu no, đơn chức, mạch hở thu được 35,84 lít
khí CO
2
(đktc) và 39,6 gam nước. Tỉ khối của mỗi rượu so với oxi đều nhỏ hơn 2.
1. Tính a và thành phần phần trăm khối lượng của mỗi rượu trong hỗn hợp X.
2. Tính khối lượng tinh bột chứa 45% tạp chất cần thiết để điều chế 400ml một trong các rượu trên
có độ rượu 45
0
với hiệu suất chung của cả quá trình là 70%. Biết khối lượng riêng của rượu tinh khiết là 0,8
g/ml.
Hướng dẫn
Mg + CuSO
4
→ MgSO
4
+ Cu

1 mol 1 mol 1 mol
24 gam 64 gam tăng 40 gam
0,06 mol ← tăng 9,2 – 6,8 = 2,4 gam
Mg + CuSO
4
→ MgSO
4
+ Cu
1 mol 1 mol 1 mol 1 mol
24 gam 64 gam tăng 40 gam
a mol a mol a mol tăng 40a gam
Fe + CuSO
4
→ FeSO
4
+ Cu
1 mol 1 mol 1 mol 1 mol
56 gam 64 gam tăng 8 gam
b mol b mol b mol tăng 8b gam
Mg → MgSO
4
→ Mg(OH)
2
→ MgO
a mol a mol
2Fe → 2FeSO
4
→ 2Fe(OH)
2
→ Fe

2
O
3
b mol 0,5b mol
Tính a, %hh.
C
n
H
2n+1
OH +3n/2O
2

→
nCO
2
+ (n+1)H
2
O
x 1,5nx nx (n+1)x
C
m
H
2m+1
OH +3m/2O
2

→
mCO
2
+ (m+1)H

2
O
y 1,5my my (m+1)y
n
CO
2
= nx + my = 35,84 : 22,4 = 1,6 (mol) (I)
n
H
2
O
= (n+1)x + (m+1)y= 39,6 : 18 = 2,2 (mol) (II)
=> nx + my = 1,6; x + y = 0,6 (*)
a = 14(nx+my) + 18(x+y) = 33,2gam.
Vì tỉ khối của mỗi rượu so với oxi đều nhỏ hơn 2. => M < 64
=> 14n + 18 < 64 hoặc 14m + 18 < 64
=> n, m < 3,3
*Nếu n=1 thay vào (*) được nghiệm hợp lý: m=3; x=0,1; y=0,5.
%CH
3
OH =9,64%; %C
3
H
7
OH=90,36%.
*Nếu n=2 thay vào (*) được nghiệm hợp lý: m=3; x=0,2; y=0,4.
%C
2
H
5

OH =27,71%; %C
3
H
7
OH=72,29%.
a. Rượu được điều chế trong công nghiệp bằng phương pháp lên men là rượu etylic.
(C
6
H
10
O
5
)
n
+ nH
2
O → nC
6
H
12
O
6
C
6
H
12
O
6
2C
2

H
5
OH + 2CO
2
b. Thể tích của C
2
H
5
OH là: 400x45:100 = 180 (ml)
Khối lượng rượu etylic là: 180x0,8 = 144(g)
Khối lượng tinh bột cần là:
144 162
658,61( )
46 2 0,7 0,55
x
g
x x x
=
hay 0,659 kg
Cho H=1, C=12, O=16, Fe=56, Mg=24, Cu=64, Na=23, Al=27, Ba=137
HẾT
- Đây chỉ là một cách giải, hãy tìm thêm các cách giải khác.
men