Đề thi học sinh giỏi và đáp án tham khảo hóa học lớp 9 (118)

PHÒNG GD&ĐT
VĨNH TƯỜNG

ĐỀ THI HSG LỚP 9 NĂM HỌC 2011 - 2012
Môn: Hóa học
Thời gian làm bài: 150 phút

ĐỀ CHÍNH THỨC

Câu I. (2,0 điểm).
1. Viết phương trình hóa học hoàn thành sơ đồ chuyển hóa sau (Ghi rõ điều kiện phản
ứng nếu có):
(1)

Fe

(2)

FeCl3

(3)

(4)

FeCl2

(5)

Fe(OH)2

(6)

Fe(OH)3

(7)

Fe2O3

(8)

Fe3O4

FeSO4

2. Từ nguyên liệu: Quặng pirit sắt, không khí, nước, muối ăn, các dụng cụ và điều kiện
cần thiết có đủ. Viết các phương trình hóa học (Ghi rõ điều kiện phản ứng nếu có) điều
chế: Sắt (II) clorua và Sắt (III) sunfat.
Câu II. (2.0 điểm).
1. Nêu hiện tượng, giải thích và viết phương trình hóa học xảy ra trong các thí nghiệm
sau:
a. Nhỏ từ từ dung dịch axit HCl đến dư vào dung dịch Na2CO3.
b. Nhỏ dung dịch Na2CO3 vào dung dịch CuCl2.
2. Có 5 lọ hóa chất khác nhau, mỗi lọ chứa một dung dịch của một trong các chất sau:
NaOH, HCl, H2SO4, BaCl2, Na2SO4. Chỉ được dùng thêm dung dịch quỳ tím (Các điều
kiện và dụng cụ thí nghiệm có đủ). Hãy trình bày phương pháp hóa học nhận ra 5 lọ
hóa chất trên.
Câu III. (2,0 điểm).
Chọn 8 chất hóa học để khi tác dụng với dung dịch HCl thu được 8 khí khác nhau.
Viết phương hóa học điều chế các khí đó.
Câu IV. (2,5 điểm).
Cho 6,8 gam hỗn hợp bột A gồm Fe và Mg vào 400 ml dung dịch CuSO 4. 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
gam chất rắn D.
1. Tính thành phần % khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp bột A.
2. Tính nồng độ mol của dung dịch CuSO4 .
Câu V. (1,5 điểm).
Cho 2,8 gam một chất rắn X tác dụng vừa đủ với dung dịch loãng có chứa 4,9 gam
H2SO4 thu được muối X1 và chất X2. Cho biết X chỉ có thể là: Kim loại, Oxit kim loại,
Hiđroxit kim loại (Nguyên tố kim loại tạo nên X có hóa trị không đổi). Xác định
CTHH của chất X.

(Thí sinh được sử dụng Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học)
Họ và tên thí sinh:……………………………………

SBD:………


PHÒNG GD&ĐT
VĨNH TƯỜNG
Câu
Câu I.
(2,0 điểm)

HƯỚNG DẪN CHẤM THI HSG LỚP 9
MÔN HÓA HỌC NĂM HỌC 2011 – 2012
Nội dung

Điểm

1.

0

t
2Fe + 3Cl2 →
2FeCl3
(1)
→
2FeCl3 + Fe
3FeCl2
(2)
2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3
(3)
FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2NaCl
(4)
t
4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 → 4Fe(OH)3
(5)
t
2Fe(OH)3 →
Fe2O3 + 3H2O
(6)
t
3Fe2O3 + CO → 2Fe3O4 + CO2
(7)
Fe3O4 + 4H2SO4 loãng → Fe2(SO4)3 + FeSO4 + 4H2O
(8)
----------------------------------------------------------------------------2.
Các phương trình hoá học điều chế :
t
* FeCl2:

4FeS2 + 11O2  8SO2 + 2Fe2O3
0

0

0

0,125 X 8
= 1,0 đ
(Viết được
PTHH nào
cho điểm
theo PTHH
đó)

0

0,25 đ

Đpdd có màng ngăn

2NaCl + 2H2O t
2NaOH + H2 + Cl2
H2 + Cl2  2HCl
Hoà tan HCl vào nước được dung dịch axit clohiđric.
0

0,25 đ

t0

Fe2O3 + 3H2  2Fe + 3H2O
2HCl
+ Fe  FeCl2 + H2
------------------------------------------------------------------------------------* Fe2(SO4)3 :
V O , 450 C
2SO2 + O2
2SO3
SO3 + H2O  H2SO4
3H2SO4 + Fe2O3  Fe2(SO4)3 + 3H2O
Câu II. 1.
(2,0 điểm) a. Nhỏ từ từ dung dịch axit HCl đến dư vào dung dịch Na 2CO3.
+ Hiện tượng: Lúc đầu không có bọt khí thoát ra, sau đó mới có khí sủi
bọt.
+ Giải thích: Vì lúc đầu lượng Na 2CO3 dư so với lượng HCl được cho
vào.
PTHH:
Na2CO3 + HCl  NaHCO3 + NaCl
Khi số mol HCl cho vào lớn hơn 2 lần số mol Na 2CO3 trong dung dịch
thì có khí thoát ra khỏi dung dịch.
PTHH:
NaHCO3 + HCl  NaCl + CO2 + H2O.
------------------------------------------------------------------------------------b. Nhỏ dung dịch Na2CO3 vào dung dịch CuCl2.
+ Hiện tượng: Màu xanh của dung dịch CuCl 2 nhạt dần, có kết tủa màu
xanh và khí sủi bọt.
+ Giải thích: 2 muối phản ứng tạo ra CuCO 3 nhưng ngay sau đó
CuCO3 bị thủy phân tạo thành kết tủa Cu(OH) 2 màu xanh và khí CO2
sủi bọt.
PTHH: Na2CO3 + CuCl2  CuCO3 + 2NaCl
CuCO3 + H2O  Cu(OH)2 ↓ + CO2

2

5

0,25 đ

0

0,25 đ

0,5 đ
(Nếu
không giải
thích: trừ
½ số điểm)

0,5 đ
(Nếu
không giải
thích: trừ
½ số điểm)


------------------------------------------------------------------------------------2.
+ Lấy dung dịch ở mỗi lọ một ít cho vào các ống nghiệm làm mẫu
thử.
+ Nhỏ Quỳ tím lần lần lượt vào các mẫu thử. Trường hợp thấy
dung dịch chuyển thành màu xanh nhận ra dung dịch NaOH.
Trường hợp dung dịch chuyển thành màu đỏ là dung dịch: HCl,
H2SO4 (nhóm I).

Trường hợp dung dịch không đổi màu là dung dịch: BaCl 2,
Na2SO4 (nhóm II).
------------------------------------------------------------------------------------+ Nhỏ vài giọt của một dung dịch ở nhóm I vào hai ống nghiệm
chứa dung dịch nhóm II:
Nếu không có hiện tượng gì thì hóa chất đó là HCl, chất còn lại
của nhóm I là H2SO4. Nếu thấy có kết tủa ngay thì dung dịch ở nhóm I
là hóa chất H2SO4 chất còn lại của nhóm I là HCl.
H2SO4 + BaCl2 
→ BaSO4 ( kết tủa trắng) + 2HCl
--------------------------------------------------------------------------Ở nhóm II: Nếu thấy ống nghiệm nào kết tủa trắng thì ống
nghiệm đó chứa dung dịch BaCl2. Ống nghiệm còn lại không có hiện
tượng gì đó là hóa chất Na2SO4
Câu III.
Zn + 2HCl 
→ ZnCl2 + H2
(2,0 điểm)
Na2CO3 + 2HCl 
→ 2NaCl + CO2 + H2O
K2SO3 + 2HCl 
→ 2KCl + SO2 + H2O
BaS + 2HCl 
→ BaCl2 + H2S
MnO2 + 4HCl 
→ MnCl2 + Cl2 + 2H2O
Zn3P2 + 6HCl 
→ 3ZnCl2 + 2PH3
Na3N + 3HCl 
→ 3NaCl + NH3
Na4C + 4HCl 
→ 4NaCl + CH4

Câu IV. 1.
(2,5 điểm)
Khi cho hỗn hợp kim loại vào dung dịch CuSO 4 thì Mg phản ứng
trước, sau đó đến Fe.
PTHH:
Mg + CuSO4 → MgSO4 + Cu
(1)
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
(2)
Xét 3 trường hợp.
------------------------------------------------------------------------------------* Trường hợp 1: Mg chưa phản ứng hết.
Do đó, Fe còn chưa phản ứng với CuSO4. Sau phản ứng CuSO4 hết
nên dung dịch C chỉ có MgSO4; chất rắn D là MgO.
PTHH: MgSO4 + 2NaOH → Na2SO4 + Mg(OH)2 ↓ (3)
Mg(OH)2 t→
MgO + H2O
(4)
0
Số mol Mg phản ứng = Số mol MgO = 6 : 40 = 0,15 (mol)
Mg + CuSO4 → MgSO4 + Cu
Cứ 1 mol Mg phản ứng, khối lượng chất rắn tăng: 64-24 = 40g
Số mol Mg phản ứng khi khối lượng tăng: 9,2 – 6,8 = 2,4g là:
2,4 : 40 = 0,06 < 0,15 (Vô lí)
* Trường hợp 2: Mg phản ứng hết, Fe dư.
FeSO4 + 2NaOH → Na2SO4 + Fe(OH)2 ↓
t0

(5)

0,25 đ

0,5 đ
0,25

0,25 X 8
= 2,0 đ

0.25 đ

0,5 đ


2Fe(OH)2 + ½ O2 → Fe2O3 + 2H2O
(6)
-----------------------------------------------------------------------------------Gọi a và b lần lượt là số mol Mg ban đầu và số mol Fe phản ứng.
Khối lượng kim loại Mg, Fe bị hòa tan là: 24.a + 56.b (g)
Khối lượng kim loại Cu tạo thành là: 64(a + b) (g)
Khối lượng chất rắn tăng là:
64(a + b) - 24.a - 56.b = 9,2 – 6,8
⇒ 40a + 8b = 2,4 ⇒ 5a + b = 0,3 (I)
Khối lượng chất rắn D là:
mD = mMgO + mFeO = 40.a + ½.b.160 = 6
⇒ 5a + 10b = 0,75 (II)
------------------------------------------------------------------------------------Từ (I, II) ta có:
5a + b = 0,3
0,3 − 0,05
⇒ 9b = 0,45 ⇒ b = 0,05 ⇒ a =
= 0,05.

5

5a + 10b = 0,75

-----------------------------------------------------------------------------------Khối lượng Mg trong hỗn hợp ban đầu là: 0,05.24 = 1,2 g
Vậy thành phần % khồi lượng các kim loại trong hỗn hợp A là:
%Mg =

0,25 đ

0,5 đ

0,25 đ

1,2.100%
= 17,65%
6,6

%Fe = 100% - 17,65% = 82,35(%)

0,25 đ
*Trường hợp 3: Fe, Mg đều hết, CuSO4 dư.
0,25 đ
Trường hợp này loại do khi đó khối lượng chất rắn D gồm oxit Fe (Trường
và oxit của Mg, CuO dư lại có khối lượng nhỏ hơn khối lượng kim loại hợp nào
làm đúng
ban đầu (6<6,8).
------------------------------------------------------------------------------------2.
Số mol CuSO4 là: a + b = 0,1 (mol)
Vậy nồng độ mol của dung dịch CuSO4 là:
0,1
= 0,25 (M)

0,4
4,9
= 0,05(mol )
nH2SO4 =
98

CM ddCuSO4 =
Câu V.

(1,5 điểm) Số mol H2SO4 là:

mới cho
điểm.)

0,25 đ

* Trường hợp 1: X là kim loại.
Gọi CTTQ của X là M (Hóa trị là a: a ∈ N*)
PTHH:

2M + aH2SO4
2.0,05/a
0,05

Khối lượng của MO là:

M2(SO4)a + aH2

M .0,1
= 2,8 ⇒ M = 28.a

a

Nếu: a = 1 ⇒ M = 28 (Không có).
Nếu: a = 2 ⇒ M = 56 (Fe).
Nếu: a = 3 ⇒ M = 84 (Không có).
Vậy X là Fe.
------------------------------------------------------------------------------------* Trường hợp 2: X là oxit kim loại. Gọi CTTQ của X là M2Oa.
PTHH:
M2Oa + aH2SO4
M2(SO4)a + aH2O
0,05/a
0,05

0,5 đ


Khối lượng của M2Oa là:

( 2 M +16a).0,05
= 2,8 ⇒ 2 M +16a = 56.a ⇒ M = 20.a
a
Nếu: a = 1 ⇒ M = 20 (Không có)
Nếu: a = 2 ⇒ M = 40 (Ca)
Nếu: a = 3 ⇒ M = 60 (Không có)

Vậy X là CaO.
------------------------------------------------------------------------------------* Trường hợp 3: X là Hiđroxit của kim loại. Gọi CTTQ của X là
M(OH)a
PTHH:
2M(OH)a + aH2SO4

M2(SO4)a + 2aH2O (2)
2.0,05/a
0,05
Khối lượng của M(OH)a là:
( M +17 a ).0,1
= 2,8 ⇒ 2 M +17 a = 28.a ⇒ M =11.a
a
Nếu: a = 1 ⇒ M = 11 (Không có).
Nếu: a = 2 ⇒ M = 22 (Không có).
Nếu: a = 3 ⇒ M = 33 (Không có).

0,5 đ

0,5 đ
(Trường
hợp nào
làm đúng
mới cho
điểm.)

Ghi chú:
Thí sinh làm theo cách khác mà đúng thì cho điểm theo các phần tương ứng.