Đề và đáp án HSG Hoá 9 tỉnh Bắc Ninh 20092010

UBND TỈ NH BẮC NINH
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀ O TẠO
ĐỀ CHÍNH THƢ́C

ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH
NĂM HỌC: 2009 - 2010
MÔN THI: HÓA HỌC - LỚP 9- THCS
Thời gian làm bài: 150 phút (Không kể thời gian giao đề )
Ngày thi: 14 tháng 4 năm 2010
==========

Câu 1 (3,0 điể m)
Hòa tan hoàn toàn a gam một oxit sắt bằng H 2SO4 đă ̣c nóng thấ y thoát ra khí SO 2 (duy nhấ t ) Nế u
khử hoàn toàn a gam oxit đó bằ ng CO ở nhiê ̣t đô ̣ cao rồ i hòa tan lươ ̣ng sắ t ta ̣o ra bằ ng H 2SO4 đă ̣c,
nóng thì thu được lượng SO2 bằ ng 9 lầ n lươ ̣ng SO2 ở phản ứng trên.
1.Viế t phương trình hóa ho ̣c xảy ra trong hai thí nghiê ̣m trên
2. Xác định công thức của oxit sắ t.
Câu 2 (3,0 điể m)
Cho 3,28 gam hỗn hơ ̣p A gồ m Fe và Mg vào 400 ml dung dich
̣ CuSO 4. Sau khi phản ứng xảy ra
hoàn toàn thu được 4,24 gam chấ t rắ n B và dung dich
̣ C . Thêm dung dich
̣ NaOH dư vào dung dich
̣
C, lọc lấy kết tủa nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi được 2,40 gam chấ t rắ n D.
1.Tính nồng độ mol/lit của dung dich
̣ CuSO4.
2.Tính thành phần phần trăm khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp A.
3. Tính thể tích khí SO2 thoát ra (đktc) khi hòa tan hoàn toàn chấ t rắ n B trong H2SO4 đă ̣c nóng dư.
Câu 3 (4,0 điể m)
X là oxit của kim loa ̣i M , trong đó M chiế m 80% khố i lươ ̣ng. Cho dòng khí H 2 qua ố ng sứ chứa a

gam chấ t X đố t nóng. Sau phản ứng khố i lươ ̣ng chấ t rắ n trong ố ng còn la ̣i b gam . Hòa tan hết b gam
chấ t rắ n này trong dung dich
̣ HNO 3 loãng thu được dung dịch Y và khí NO duy nhất thoát ra . Cô
cạn dung dịch Y thu được 3,025a gam muố i Z. Giả thiết hiệu suất các phản ứng là 100%.
1.Xác định công thức của X, Z.
2. Tính thể tích của NO (đktc) theo a, b.
Câu 4 (3,0 điể m)
Thực hiê ̣n phản ứng este hóa giữa axit C xHyCOOH và rươ ̣u C nH2n+1OH. Sau phản ứng tách lấ y
hỗn hơ ̣p X chỉ gồ m este, axit và rươ ̣u. Đốt cháy hoàn toàn 13,2 gam hỗn hơ ̣p X thì thu được 12,768
lít khí CO 2 (đktc) và 8,28 gam H2O. Nế u cũng cho hỗn hơ ̣p X như trên tác du ̣ng vừa đủ với 150 ml
dung dich
̣ NaOH 1M thì thu đươ ̣c 3,84 gam rươ ̣u và b gam muố i khan . Hóa hơi hoàn toàn lượng
rươ ̣u trên thì thu đươ ̣c thể tić h hơi đúng bằ ng thể tić h của 3,36 gam N2 (đo ở cùng điề u kiê ̣n t0, p).
1.Tính b và hiệu suất phản ứng este hóa.
2. Xác định CTPT của rượu và axit. Tính %m các chấ t trong X.
Câu 5 (3,0 điể m)
X là mô ̣t hơ ̣p chấ t hữu cơ. Trong X tỷ lê ̣ khố i lươ ̣ng của O so với các nguyên tố còn la ̣i là 4:7. Đốt
cháy hoàn toàn X chỉ thu được CO 2 và hơi nước với tỷ lệ số mol là 1:1. Tổ ng số mol các chấ t tham
gia phản ứng cháy tỷ lê ̣ với tổ ng số mol các sản phẩ m là 3:4.
1.Xác định công thức phân tử của hợp chất hữu cơ X.
2.Xác định công thức cấu tạo có thể có ứng với công thức phân tử vừa tìm đươ ̣c, biế t X đơn chức.
Câu 6 (4,0 điể m)
Hơ ̣p chấ t hữu cơ A có công thức phân tử C 8H12O5. Cho 0,01mol A tác du ̣ng với mô ̣t lươ ̣ng dung
dịch NaOH vừa đủ , sau khi cô ca ̣n thu đươ ̣c hơi mô ̣t rươ ̣u có ba nhóm -OH và 1,76 gam hỗn hơ ̣p
chấ t rắ n gồ m muố i của 2 axit hữu cơ đơn chức . Xác định công thức cấu tạo có thể có c ủa A (không
cầ n viế t khai triể n công thức gố c hidrocacbon của axit)
----------------------Hế t---------------------(Đề thi này có 01 trang)
Cho: H = 1, O =16, N = 14, C = 12, Na = 23, Cu = 64, Fe = 56, Mg = 24, Al = 27, S = 32, Zn = 65.
Họ và tên thí sinh:.................................................................................................................................
Giám thị 1:..........................................................Giám thị 2:...............................................................

12:30 PM 14/4/2010
ĐÁP ÁN ĐỀ THI HSG TỈ NH BẮC NINH MÔN HÓA HỌC LỚP 9 NĂM HỌC 2009 - 2010
Câu 1 (3,0 điể m)
1.Gọi oxit sắt là FexOy. Có các phương triǹ h phản ứng xảy ra.
TN1
2 FexOy + (6x-2y) H2SO4 đ/n 
 x Fe2(SO4)3 + (3x-2y) SO2  + (6x-2y) H2O (1)
t
FexOy + y CO 
(2)
 x Fe + y CO2
2 Fe + 6 H2SO4 đ/n 
(3)
 Fe2(SO4)3 + 3 SO2  + 6 H2O
2.Vì bài ra không cho n, m, V của bấ t kỳ mô ̣t chấ t cu ̣ thể nào nên để đơn giản cho tiń h toán mà
không mấ t đi tính tổ ng quát của bài toán ta coi a = 56x+16y (gam) tức số mol của FexOy là 1 (mol).
3x  2y
Theo phương triǹ h phản ứng (1) ta có n SO2 
(mol).
2
3x
Theo phương trình phản ứng (2), (3) ta có n SO2 
(mol).
2
Theo bài ra lươ ̣ng SO2 thu đươ ̣c từ phản ứng (3) gấ p 9 lầ n từ phản ứng (1)
x 18 3
3x
3x  2y


3x = 27x - 18 y

24x = 18y



 9.
y 24 4
2
2
Vâ ̣y x = 3, y = 4

oxit sắ t là Fe3O4.
Câu 2 (3,0 điể m)
Khi cho A vào dung dich
̣ CuSO4 thì có các phương triǹ h phản ứng xảy ra lầ n lươ ̣t là :
Mg + CuSO4 
Fe + CuSO4 
 MgSO4 + Cu  (1)
 FeSO4 + Cu  (2)
Chấ t rắ n B gồ m Cu, có thể Fe dư, Mg dư. Dung dich
̣ C gồ m : FeSO4, MgSO4, có thể có CuSO4 dư.
Thêm NaOH vào dung dich
 Fe(OH)2  + Na2SO4 (3)
̣ C thì có các phản ứng: 2NaOH+FeSO4 
2NaOH+CuSO4 
 Cu(OH)2  + Na2SO4 (4) 2NaOH+MgSO4 
 Mg(OH)2  + Na2SO4 (5)
0

TN2

t
Nung kế t tủa ngoài không khí thì có các phản ứng: 4 Fe(OH)2 + O2 
 2 Fe2O3 + 4 H2O (6)
t0
t0
Cu(OH)2 
(7)
Mg(OH)2 
(8)
 CuO + H2O
 MgO + H2O
Trƣờng hơ ̣p 1: Kim loa ̣i hế t, CuSO4 dƣ.
Gọi số mol Fe, Mg lầ n lươ ̣t là x, y (mol) ta có:
56x + 24 y = 3,28 (gam)
Chấ t rắ n B chỉ có Cu:
64.(x + y) = 4,28 (gam)
Giải hệ phương trình này đươ ̣c x = 0,0524 (mol) và y = 0,0145 (mol)
Khố i lươ ̣ng hỗn hơ ̣p oxit thu đươ ̣c sau các phản ứng (6), (7), (8) là:
0, 0145
mhh  mCuO  mMgO  mFe2O3  mCuO  40.0, 0524  160.
 mCuO  3, 256 gam  2, 4 gam (loại)
2
Trƣờng hơ ̣p 2: Kim loa ̣i dƣ, CuSO4 hế t.(không xảy ra các phản ứng (4), (7))
Gọi số mol MgSO4 và FeSO4 tạo thành từ phản ứng (1), (2) lầ n lươ ̣t là a, b (mol)
Theo phản ứng (3), (5), (6), (8) khố i lươ ̣ng chấ t rắ n D thu đươ ̣c là :
mD = mMgO  mFe2O3 = 40a + 80b = 2,4 (gam)
Theo phương triǹ h phản ứng (1), (2) khố i lươ ̣ng kim loa ̣i tăng lên là:

(64a-24a) + (64b-56b) = 40a + 8b = 4,24 - 3,28 = 0,96 (gam)
Giải hệ phương trình này ta được a = b = 0,02 (mol).
1.Theo phản ứng (1) (2) ta có tổ ng số mol CuSO4 là: n CuSO4 = 0,02 + 0,02 = 0,04 (mol)
0

0, 04
 0,1(M)
0, 4
2. Theo phản ứng (1) (2) ta có tổ ng số mol Cu ta ̣o ra là: 0,02 + 0,02 = 0,04 (mol)
Vâ ̣y m Cu = 0,04.64 = 2,56 (gam) vâ ̣y khố i lươ ̣ng kim loa ̣i dư là : 4,24 - 2,56 = 1,68 (gam) kim loa ̣i
dư này phải là Fe dư vì phản ứng (2) xảy ra sau mà thực tế đã xảy ra có 0,02 mol Fe tham gia phản
ứng. Vâ ̣y khố i lươ ̣ng kim loa ̣i phản ứng là 3,28 - 1,68 = 1,6 (gam).
2,8
.100%  85,37%
Khố i lươ ̣ng Fe ban đầ u là: 1,68 + 0,02.56 = 2,8 (gam)  %mFe 
3, 28
%mMg = 100% - 85,37% = 14,63%.
Vâ ̣y CMCuSO 
4

Giáo viên: Nguyễn Vân Lưỡng trường THCS năng khiế u Nguyễn Cao - Quế Võ - Bắ c Ninh

2


12:30 PM 14/4/2010
3. Chấ t rắ n B ta ̣o ra có 0,03 mol Fe và 0,04 mol Cu. Các phản ứng xảy ra
2 Fe + 6 H2SO4 đ/n 
(9)
 Fe2(SO4)3 + 3 SO2  + 6 H2O

(mol)
0,03
0,045
Cu + 2 H2SO4 đ/n 
(10)
 CuSO4 + SO2  + 2 H2O
(mol)
0,04
0,04
Thể tích SO2 (đktc) thu đươ ̣c là: (0,045 + 0,04).22,4 = 1,904 (lít)
Câu 3 (3,0 điể m)
1.Theo bài ra oxit X có 80% khố i lươ ̣ng là kim loa ̣i. Gọi X là M2On
2M
ta có %mM =

M = 32n
.100% = 80%
2M  16n
Vì n là hóa trị của kim loại M nên giá trị duy nhất phù hợp là n = 2, M = 64 Vâ ̣y X là CuO.
Các phương trình phản ứng xảy ra:
t0
CuO + H2 
(1)
 Cu + H2O
CuO + 2 HNO3 
(2)
 Cu(NO3)2 + H2O
3 Cu + 8 HNO3 
 3 Cu(NO3)2 + 2NO  + 4 H2O (3)
Vì muối sinh ra là Cu(NO3)2 nên muố i thu đươ ̣c có thể là Cu(NO3)2 .nH2O

Theo phương trình phản ứ ng (1), (2), (3) thì ở phản ứng (1) CuO dư hay hế t thì cuố i cùng đề u ta ̣o
muố i Cu(NO3)2 nên ta có:
a
n Cu(NO3 )2  n CuO  (mol) Vâ ̣y khố i lươ ̣ng muố i Z là
80
a
n = 3  muố i Z là Cu(NO3)2 .3H2O
n Cu(NO3 )2 .nH2O  .(188  18n)  3, 025.a (gam) 
80
2. Theo phương triǹ h phản ứng (1) khố i lươ ̣ng chấ t rắ n giảm đi chiń h là khố i lươ ̣ng O đã bi ̣H 2 lấ y
đi từ CuO (bấ t kể phản ứng đó có hiê ̣u suấ t như thế nào , chấ t nào dư). Vâ ̣y m O = a - b (gam)
Cũng theo phương trình phản ứng (1) số mol Cu tạo ra bằng số mol O đã bị H2 lấ y đi tức là ta có :
ab
2
2 a b a b
nCu = nO =
(mol). Theo phản ứng (3) thì nNO = .n Cu  .

(mol)
3
3 16
24
16
ab
Vâ ̣y thể tić h NO thu đươ ̣c ở đktc là : VNO = 22, 4.(
)  0,933.(a  b) (lit)
24
Câu 4 (3,0 điể m)
Các phương trình phản ứng xảy ra:
H2SO4 dac

 CxHyCOO CnH2n+1 + H2O (1)
CxHyCOOH + CnH2n+1OH 
1700 C
Hỗn hơ ̣p X tác du ̣ng với nNaOH = 0,15.1 = 0,15 (mol), chỉ có axit và este phản ứng
CxHyCOOHdư + NaOH 
(2)
 CxHyCOONa + H2O
CxHyCOO CnH2n+1 + NaOH 
(3)
 CxHyCOONa + CnH2n+1OH
Theo các phản ứng (1), (2), (3) thì sau quá trình biến đổi toàn bộ axit ban đầu đều biến thành muối
toàn bộ rượu ban đầu đều biến thành rượu sau phản ứng với n axit = nmuố i, nrươ ̣u bd = nrươ ̣u sau pứ.
Khi hóa hơi 3,84 gam rươ ̣u thì thu được thể tích hơi đúng bằng thể tích của 3,36 gam N2 ở cùng
3,36
điề u kiê ̣n nên ta có số mol của chúng bằ ng nhau. Vâ ̣y n rươ ̣u = n N2 
 0,12(mol)
28
3,84
Khố i lươ ̣ng mol của rươ ̣u là: nrươ ̣u =
 14n+18 = 32
n=1 đó là CH3OH.
 32
0,12
Theo các phản ứng (1), (2), (3) thì nNaOH = naxit bđ = nmuố i = 0,15 (mol).
Gọi số mol este tạo thành trong phản ứng (1) là a (mol). Thì theo phản ứng (3) số mol NaOH ,
CxHyCOONa, CnH2n+1OH đề u là a (mol). Số mol rươ ̣u dư sau phản ứng (1) là 0,12-a (mol). Ở phản
ứng (2) số mol NaOH là 0,15-a (mol) nên ở phản ứng (2) có số mol NaOH , CxHyCOOH,
CxHyCOONa đề u là 0,15-a (mol).

Giáo viên: Nguyễn Vân Lưỡng trường THCS năng khiế u Nguyễn Cao - Quế Võ - Bắ c Ninh

3


12:30 PM 14/4/2010
Vâ ̣y trong 13,2 gam hỗn hơ ̣p X có chứa 0,12-a (mol) CH3OH dư, 0,15-a (mol) CxHyCOOH dư, a
mol CxHyCOO CH3.
8, 28
12, 768
Khi đố t cháy 13,2 gam X cho n CO2 
 0, 46 (mol)
 0,57 (mol) , n H2O 
18
22, 4
mX = 32.(0,12-a) + (0,15-a).(12x+y+45) +a.(12x+y+59) = 13,2 (gam)
 3,84 - 32a +1,8x +0,15y + 6,75 -12ax - ay - 45a + 12ax + ay + 59a = 13,2
 1,8x +0,15y -18a = 2,61 (I)
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố khi đốt cháy x thì toàn bộ C tạo CO 2, H ta ̣o H2O nên có
n CO2  n C  1.(0,12  a)  (x  1).(0,15  a)  (x  2).a  0,57 (mol)
 0,12 -a + 0,15x - ax + 0,15 - a + ax + 2a = 0,57
 0,15x = 0,3  x = 2.
1
y 1
y3
n H2O  n H  2.(0,12  a) 
.(0,15  a) 
.a  0, 46 (mol)
2
2
2

 0,24 - 2a + 0,075y + 0,075 - 0,5ay - 0,5a + 0,5ay + 1,5a = 0,46
 0,075 y -a = 0,145 (II)
0,15y  18a  0,99
y  3
Thay x = 2 vào (I) ta có hê ̣ phương triǹ h 
 
0, 075y  a  0,145
a  0, 08
Vâ ̣y CTPT của axit là : C2H3COOH, CTCT là: CH2 = CH - COOH.
Trong 13,2 gam hỗn hơ ̣p X có chứa
0,04 mol CH3OH, 0,07 mol C2H3COOH và 0,08 mol
C2H3COO CH3.
H2SO4 dac
 C2H3COOCH3 + H2O
Phản ứng este hóa là: C2H3COOH + CH3OH 
1700 C
(mol ban đầ u)
0,15
0,12
0
0
(mol phản ứng)
0,08
0,08
0
0
(mol sau phản ứng)
0,07
0,04
0,08

0,08
Nế u hiê ̣u suấ t phản ứng là 100% thì CH3OH hế t nên ta tiń h hiệu suất theo chất này.
0, 08
1.Hiê ̣u suấ t phản ứng este hóa là: H% =
.100%  66, 67%
0,12
Số mol muố i C2H3COONa bằ ng số mol C2H3COOH ban đầ u nên nó là 0,15 (mol)
b = mC2H3COONa  0,15.94  14,1 (gam)
2.Công thức phân tử của rươ ̣u là CH 3OH, của axit là C2H3OH.
1, 28
Trong X chứa: mCH3OH  0,04.32  1, 28 (gam)  %mCH3OH 
.100%  9, 697%
13, 2
5, 04
mC2H3COOH  0,07.72  5,04 (gam)  mC2H3COOH 
.100%  38,182%
13, 2
Và %mC2H3COOCH3  100%-(9,697%+38,182%)=52,121%.
Câu 5 (3,0 điể m)
1.Vì khi đố t cháy hoàn toàn chấ t hữu cơ X chỉ thu đươ ̣c CO 2, H2O theo tỷ lê ̣ mol là 1 : 1 nên trong
X chỉ chứa C, H, O với số nguyên tử H gấ p đôi số nguyên tử C .
Đặt CTPT của X là : CxH2xOy vì bài ra không n , m, V của bấ t kỳ mô ̣t chấ t cu ̣ thể nào nên để đơn
giản mà không mất đi tính tổng quát của bài tập ta coi n X = 1 (mol) thì ta có phản ứng cháy.
3x  2y
t0
 x CO2 + x H2O
CxH2xOy + (
) O2 
(1)
2

3x  2y
(mol)
1
x
x
2
3x  2y
Theo bài ra ta có tỷ lê ̣ ( 1 +
) : 2x = 3 : 4  6x = 4 + 6x + 2y
 y=2
2
Trong X la ̣i có: mO : (mC + mH) = 32 : 14 x = 4 : 7
 x=4
Vâ ̣y CTPT của X là C 4H8O2.
Giáo viên: Nguyễn Vân Lưỡng trường THCS năng khiế u Nguyễn Cao - Quế Võ - Bắ c Ninh

4


12:30 PM 14/4/2010
2.X có CTPT là C4H8O2 mà lại là đơn chức nên nó là axit hoặc este nó có các CTCT là:
CH3-CH2-CH2-COOH;
(CH3)2CH-COOH;
H-COO- CH2-CH2-CH3;
H-COO- CH(CH3)2;
CH3-COO-CH2-CH3;
CH3-CH2-COO-CH3.
Câu 6 (4,0 điể m)
Vì A phản ứng với kiềm tạo rượu và muối nên A là este.
Do rươ ̣u có 3 nhóm -OH mà A la ̣i có 5 nguyên tử O nên A không thể là : R’(COO R )3 vì lúc này

A có 6 O vì vâ ̣y A phải là : R’(OH)(OOC R )2 trong đó R’ là gố c hidrocacbon của rươ ̣u , R là gốc
hidrocacbon trung biǹ h của 2 axit.
Phương trình phản ứng xảy ra:
t0
R’(OH)(OOC R )2 + 2 NaOH 
 R’(OH)3 + 2 R COONa (1)
Số mol 2 muố i Na ta ̣o ra phải bằ ng nhau vì gố c R’ liên kế t với mỗi gố c axit là 1 gố c.
1, 76
Khố i lươ ̣ng mol trung biǹ h của 2 muố i là: M 
 R + 67 = 88
 R = 21.
 88
0, 02
Vâ ̣y trong muố i có 1 gố c có R < 21 đó là H- hay CH3Trƣờng hơ ̣p 1: Mô ̣t trong hai muố i ta ̣o ra là HCOONa số mol của HCOONa là 0,01 (mol)
Muố i còn la ̣i RCOONa cũng có số mol là 0,01 (mol).
Khố i lươ ̣ng mol trung bình của 2 muố i là:
68.0, 01  (R  67).0, 01
 R = 41 (gố c CH2=CH-CH2- hay CH3-CH=CH-)
M
 88
0, 02
Công thức của A có da ̣ng R’ (OH)(OOCH)(OOCC3H5)
Do A là C8H12O5 nên R’ là C3H5 tức rươ ̣u là C3H5(OH)3.
Các CTCT có thể có của A là:
CH2(OH)-CH(OOCH)-CH2(OOCC3H5);
CH2(OOCH)-CH(OH) -CH2(OOCC3H5);
CH2(OOCH)- CH(OOCC3H5) -CH2(OH);
Trƣờng hơ ̣p 2: Mô ̣t trong hai muố i ta ̣o ra là CH3COONa số mol của CH3COONa là 0,01 (mol)
Muố i còn la ̣i RCOONa cũng có số mol là 0,01 (mol).
Khố i lươ ̣ng mol trung bình của 2 muố i là:

82.0, 01  (R  67).0, 01
 R = 27 (gố c CH2=CH-)
M
 88
0, 02
Công thức của A có da ̣ng R’ (OH)(OOCCH3)(OOCC2H3)
Do A là C8H12O5 nên R’ là C3H5 tức rươ ̣u là C3H5(OH)3.
Các CTCT có thể có của A là :
CH2(OH)-CH(OOCCH3)-CH2(OOCC2H3);
CH2(OOCCH3)-CH(OH)-CH2(OOCC2H3);
CH2(OOCCH3)-CH(OOCC2H3)-CH2(OH);
----------

Giáo viên: Nguyễn Vân Lưỡng trường THCS năng khiế u Nguyễn Cao - Quế Võ - Bắ c Ninh

5