Đề và đáp án thi HSG Lớp 9 môn Hoá

ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI TỈNH
MÔN: HÓA HỌC 9

ĐỀ SỐ 4

Thời gian: 120 phút
Sở GD&ĐT Nghệ An

Câu I (4,0 điểm).
1/ Chọn 7 chất rắn khác nhau mà khi cho 7 chất đó lần lượt tác dụng với dung
dịch HCl có 7 chất khí khác nhau thoát ra. Viết các phương trình phản ứng minh
hoạ.
2/ Cho các sơ đồ phản ứng hoá học sau đây:
X1 + X2 → Na2CO3 + H2O
X3 + H2O

điện phân dung dịch

X5 + X2 → X6 + H2O

X2 + X4 + H2

có màng ngăn

X6 + CO2 + H2O → X7 + X1
X5

điện phân nóng chảy
Criolit

X8 + O2

Chọn các chất X1, X2, X3, X5, X6, X7, X8 thích hợp và hoàn thành các phương
trình hoá học của các phản ứng trên.
3/ Em hãy đề xuất thêm 4 phản ứng khác nhau để trực tiếp điều chế X2
Câu II (3,0 điểm).
Cho 26,91 (g) kim loại M vào 700 ml dung dịch AlCl 3 0,5M, sau khi phản ứng
xảy ra hoàn toàn thu được V lít H2 (đktc) và 17,94 (g) kết tủa. Xác định kim loại
M và giá trị của V.
Câu III (6,0 điểm):
Chia 80 (g) hỗn hợp X gồm sắt và một oxit của sắt thành hai phần bằng nhau:

TaiLieu.VN

Page 1


Hoà tan hết phần I vào 400 (g) dung dịch HCl 16,425% được dung dịch A và
6,72 lít khí H2 (đktc). Thêm 60,6 (g) nước vào A được dung dịch B, nồng độ %
của HCl dư trong B là 2,92%.
1/ Tính khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp X và xác định công thức của oxit
sắt.
2/ Cho phần II tác dụng vừa hết với H 2SO4 đặc nóng rồi pha loãng 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 tác dụng với dung dịch
Ba(OH)2 dư, lọc kết tủa và nung đến khối lượng không đổi được m (g) chất rắn F
(trong điều kiện thí nghiệm BaSO4 không bị phân huỷ). Tính CM của dung dịch E
và giá trị m.
Câu IV (4,0 điểm).
1/ Viết phương trình hóa học (ở dạng công thức cấu tạo thu gọn) thực hiện các

biến hóa theo sơ đồ sau:
(1)

(2)

Axetilen
(4)

(3)

P.V.C

Etilen
(6)

Vinylclorua

(5)

ĐicloEtan

(8) (7)

Etan

Etylclorua

2/ Cho vào bình kín hỗn hợp cùng số mol C 5H12 và Cl2 tạo điều kiện để phản
ứng xảy ra hoàn toàn thu được sản phẩm hữu cơ mà trong mỗi phân tử chỉ chứa
một nguyên tử Clo. Viết các công thức cấu tạo có thể có của các sản phẩm hữu cơ

đó.
Câu V (3,0 điểm).
Đốt cháy hoàn toàn 1 (g) hỗn hợp X gồm C 2H2, C3H6, C2H6. Hấp thụ toàn bộ
sản phẩm cháy vào 2 lít dung dịch Ca(OH) 2 0,02 M thu được 1 (g) kết tủa. Mặt
TaiLieu.VN

Page 2


khác 3,36 lít hỗn hợp X (đktc) làm mất màu tối đa 200 ml dung dịch Br 2 0,5 M.
Tính thể tích mỗi khí có trong 1 (g) hỗn hợp X.
Cho: H = 1; Li = 7; C = 12, O = 16; Na = 23; Mg = 24; S = 32; Cl = 35,5; K
= 39; Ca = 40;
Fe = 56; Cu = 64; Br = 80; Ba= 137.
- - - Hết - - -

Họ và tên thí sinh:................................................................ Số báo
danh: .......................................

TaiLieu.VN

Page 3


Cõu

Nội dung

I
1

Điểm
4,0

Cỏc chất rắn cú thể chọn lần lượt là:

1,75

Zn; FeS; Na2SO3; CaCO3; MnO2; CaC2; Al4C3

mỗi
pthh
cho
0,25

Cỏc ptpư: Zn + 2HCl

→ ZnCl2 + H2

FeS + 2HCl →

FeCl2 + H2S

Na2SO3 + 2HCl

→ 2NaCl + SO2 + H2O

CaCO3 + 2HCl

→ CaCl2 + CO2 + H2O

0

t
MnO2 + 4HCl đặc 
→ MnCl2 + Cl2 + 2H2O

CaC2 + 2HCl

→

CaCl2 + C2H2

Al4C3 + 12HCl→ 4AlCl3 + 3CH4
2

Cỏc chất thớch hợp với X1, X2, X3, X5, X6, X7, X8 lần
lượt cú thể là:
X1: NaHCO3, X2: NaOH, X3: NaCl, X5: Al2O3, X6:
NaAlO2, X7: Al(OH)3, X8: Al
Cỏc phương trỡnh húa học lần lượt là:
NaHCO3 + NaOH →

1,25
mỗi
pthh
cho
0,25

Na2CO3 + H2O

2NaCl + 2H2O

→ 2NaOH + Cl2 + H2

Al2O3 + 2NaOH

→ 2NaAlO2 + H2O

NaAlO2 + CO2 + 2H2O→ Al(OH)3 + NaHCO3
đpnc

2Al2O3
TaiLieu.VN

criolit

4Al + 3O2
Page 4


3

Để trực tiếp điều chế ra NaOH ta cú thể sử dụng thờm
cỏc phản ứng:
2Na + 2H2O →

2NaOH + H2

Na2O + H2O →

2NaOH

Na2CO3 + Ba(OH)2→
Hoặc: 2NaHCO3 + Ba(OH)2
2NaOH + H2O

1
mỗi
pthh
cho
0,25

2NaOH + BaCO3
→

dư

BaCO3 +

II

3,0
Cỏc phương trỡnh húa học:(n là hoỏ trị của R; Đặt khối
lượng mol của M là M).

2M + 2n H2O
(1)

→

2M(OH)n + nH2
→

3M(OH)n + n AlCl3
3MCln
(2)
Cú thể:
(3)

0,5

M(OH)n + n Al(OH)3 →

n Al(OH)3 +
M(AlO2)n + 2n H2O

n AlCl3 = 0,7.0,5 = 0,35 (mol), n Al(OH)3 = 17,94 =
78

0,23 (mol)
Bài toỏn phải xột 2 trường hợp:
TH1: AlCl3 chưa bị phản ứng hết ở (2) ↔ khụng cú
phản ứng (3)

1,0

3
3
0,69
Từ (2): n M(OH)n = .n Al(OH) = .0, 23 =

n

TaiLieu.VN

3

n

n

Page 5


Từ (1): n M = n M(OH) =
n

⇒ ta cú pt:

0,69
n

0,69
M
.M = 26,91 →
= 39
n
n

Với n = 1 → M = 39 → M là: K
Với n = 2 → M = 78 → loại

1
2

1
2

Theo (1): n H = .n K = .0,69 = 0,345 (mol) → V =
2

8,268 lớt
TH2: AlCl3 phản ứng hết ở (2), M(OH)n dư ↔ cú phản
ứng (3)

1,5

Từ (2): n Al(OH) = n AlCl = 0,35 (mol)
3

3

3
3.0,35 1,05
=
Từ (2): n M(OH) đó phản ứng = .n AlCl =
n

n

3

n

n

Theo bài ra n Al(OH) = 0, 23 → n Al(OH) bị tan ở (3) = 0,35 –
0,23 = 0,12 (mol)
3

3

1
1
0,12
Từ (3): n M(OH) dư = .n Al(OH) = .0,12 =
(mol)
n

n

→ Tổng n M(OH)n =
→ ta cú pt:

3

n

n

0,12 1,05 1,17
+

=
(mol)
n
n
n

1,17
M
.M = 26,91 →
= 23
n
n

→ n = 1 → M = 23 → M là Na

n = 2 → M = 46 → loại
1
2

1
2

Theo (1): n H = .n Na = .1,17 = 0,585
2

TaiLieu.VN

Page 6

→ V = 13,104 lớt

III
1

6,0
Đặt cụng thức của oxit sắt là FexOy

1,0

Cỏc phương trỡnh hoỏ học:
→

Fe + 2HCl
FexOy + 2yHCl

FeCl2 + H2

(1)

→ xFeCl 2y + yH2O (2)
x

400.16, 425
6,72
= 1,8 (mol); n H2 =
= 0,3
100.36,5
22, 4

nHCl ban đầu =
(mol)

mddB = 400 + 40 – 0,3.2 + 60,6 = 500 (g)
2,92.500
= 0, 4 (mol).
100.36,5

→ nHCl dư =

→ nHCl đó phản ứng ở (1) và (2) = 1,8 – 0,4 = 1,4 (mol)

Từ (1): nHCl = 2n H = 2.0,3 = 0,6 (mol)
2

Từ (1): nFe = n H = 0,3 (mol) → mFe = 0,3.56 = 16,8 (g)
2

→ m Fex Oy = 40 – 16,8 = 23,2 (g)
→ nHCl ở (2) = 1,4 – 0,6 = 0,8 (mol)

Từ (2): n Fe O =
x

→ ta cú:

y

1,0

1
0, 4
.0,8 =
2y
y

0, 4
x 3
(56x + 16y) = 23, 2 → =
y
y 4

Vậy cụng thức của FexOy là Fe3O4
2
TaiLieu.VN

Cỏc pthh:

0,5
Page 7


2Fe + 6H2SO4đ
6H2O (1)

→

Fe2(SO4)3
→

2Fe3O4 + 10H2SO4đ
SO2 + 10H2O (2)
Fe2(SO4)3 + 3Mg →
Cú thể: Fe + Fe2(SO4)3

→

→

(5)

BaSO4 + Fe(OH)2

0

(7)
FeO + H2O (8)

t

→
0

t
hoặc: 4Fe(OH)2 + O2 
→
(9)

n Mg =

(4)

BaSO4 + Mg(OH)2

MgO + H2O

Cú thể: Fe(OH)2

+

3Fe2(SO4)3 +

3FeSO4

Cú thể: Ba(OH)2 + FeSO4
(6)
→

3SO2

2Fe + 3MgSO4 (3)

Ba(ỌH)2 + MgSO4 →

Mg(OH)2

+

2Fe 2O3 + 4H2O
0,5

10,8
= 0, 45 (mol)
24

Xột trường hợp 1: Mg chưa phản ứng hết, Fe 2(SO4)3 hết
ở (3) ⇔ khụng cú (4,6,8,9)
Đặt: n Fe

2 (SO 4 )3

trong 300ml ddE là x

Từ (3): nMg đó phản ứng = 3x
→ nMg cũn lại = 0,45 – 3x

Từ (3): nFe = 2x → mFe = 2x.56
Ta cú pt: (0,45 – 3x).24 + 2x.56 = 12,6
→ x = 0,045 (mol)
→ CM của Fe2(SO4)3 trong ddE =
TaiLieu.VN

0,045
= 0,15(M)
0,3
Page 8


Khi đú trong ddD chỉ cú: MgSO4 và kết tủa gồm BaSO4
và Mg(OH)2

Từ (3): n MgSO = 3n Fe (SO
4

2

4 )3

0,5

= 3.0,045 = 0,135 (mol)

Từ (5): n BaSO = n MgSO = 0,135 (mol)
4

4

Từ (7): n MgO = n Mg(OH) = 0,135 (mol)
2

Giỏ trị của m trong trường hợp này = 0,135.233 +
0,135.40 = 36,855 (g)
Xột trường hợp 2: Mg hết, Fe 2(SO4)3 sau phản ứng (3)
cũn dư:

1,0

↔ (4,6,7) hoặc (4,6,8) xảy ra.

Từ (3): n Fe

2 (SO 4 ) 3

2
3

1
1
= .n Mg = .0, 45 = 0,15 (mol)
3
3
2
3

Từ (3): n Fe = n Mg = .0, 45 = 0,3 (mol) ↔ 16,8 (g)
Theo bài ra khối lượng chất rắn chỉ cú 12,6 (g) nhỏ hơn
16,8 (g) chứng tỏ (4) cú xảy ra và khối lượng Fe bị hoà
tan ở (4) = 16,8 – 12,6 = 4,2 (g) ↔ 0,075 (mol)
→ từ (4): n Fe2 (SO4 )3 = nFe bị hoà tan = 0,075 (mol)
→ Tổng n Fe2 (SO4 )3 trong 300 ml ddE ở trường hợp này =

0,15 + 0,075 = 0,225 (mol)
Vậy C M của dung dịch E =

0, 225
= 0,75(M)
0,3

Khi đú: Kết tủa thu được khi cho dung dịch D phản ứng
với Ba(OH)2 gồm: BaSO4, Mg(OH)2, Fe(OH)2.

1,0

Với : n MgSO ở (3) = nMg = 0,45 (mol)
4

Từ (4): n FeSO = 3nFe= 3.0,075 = 0,225 (mol)
4

TaiLieu.VN

Page 9


Từ (5): n BaSO = n Mg(OH) = n MgSO = 0, 45 (mol)
4

2

4

Từ (6): n BaSO = n Fe(OH) = n FeSO = 0, 225 (mol)
4

2

4

→ Số mol trong kết tủa lần lượt là:
n BaSO4 = 0,45 + 0,225 = 0,675 (mol)
n Fe(OH)2 = 0,225 (mol), n Mg(OH) 2 = 0,45 (mol)

Khi nung kết tủa trờn ta lại phải xột 2 trường hợp:

0,25

a) Nếu nung trong chõn khụng:
Từ (7): n MgO = n Mg(OH) = 0, 45 (mol)
2

Từ (8): n FeO = n Fe(OH) = 0, 225 (mol)
2

Giỏ trị của m trong trường hợp này = 0,675.233 +
0,45.40 + 0,225.72 = 191,475 (g)
b) Nếu nung trong khụng khớ:
1
2

0,25

1
2

Từ (9): n Fe O = .n Fe(OH) = .0, 225 = 0,1125 (mol)
2

3

2

Vậy giỏ trị của m trong trường hợp này là:
0,675.233 + 0,45.40 + 0,1125.160 = 193,275 (g)
IV

4,0
0

1) Cỏc ptpư:

t , Pd

HC ≡ CH + H2

t 0 , Ni

H2C = CH2 + H2

H3C – CH3 (2)
t

TaiLieu.VN

H2C = CH2 (1)

Mỗi
pthh
cho
0,25

0

Page 10


HC ≡ CH + HCl
(3)

H 2C = CHCl
t 0 , xt

n(H2C = CHCl)
(4)

[H 2C - CHCl]n

H2C = CH2 + Cl2

ClH2C – CH2Cl (5)
0

t , xt

H2C = CHCl + HCl
(6)

ClH 2C – CH2Cl
as

H3C – CH3 + Cl2
(7)

CH 3 – CH2Cl + HCl

H2C = CH2 + HCl
(8)

CH 3 – CH2Cl

2) Cỏc cụng thức cấu tạo cú thể cú của cỏc sản phẩm
hữu cơ là:
CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2Cl

Mỗi
ctct
cho
0,25

CH3 – CH2 – CH2 – CHCl – CH3
CH3 – CH2 –
CH2Cl – CH2 – CH – CH3

CHCl

–

CH2

–

CH3

CH3

CH3 – CH2 – CH– CH2Cl
CH 3
TaiLieu.VN

Page 11


CH3 – CHCl – CH – CH3

CH3

CH3

CH3 – CH2 – CCl– CH3

CH3 – C – CH2Cl
CH3

CH3

V

3,0
to

Cỏc phương trỡnh hoỏ học:
2C2H2 + 5O2
2H2O (1)

2C3H6 + 9O2
6H2O (2)

0,5

to

to

2C2H6 + 7O2
6H2O (3)

4CO2

+

46CO2

+

4CO2

+

CO2 + Ca(OH)2
H2O (4)
Cú thể: 2CO2 + Ca(OH)2

CaCO3 +
Ca(HCO3)2

C2H2 + 2Br2

(5)

C2H2Br4

(6)
C3H6 + Br2

C3H6Br2

(7)

n Ca (OH)2 = 0,04 (mol), n CaCO3 = 0,01 (mol)

0,5

n Br2 = 0,1 (mol), nX ở thớ nghiệm 2 = 0,15 (mol)

Đặt n C H , n C H , n C H trong 1 (g) hỗn hợp X lần lượt là x,
2

TaiLieu.VN

2

3

6

2

6

Page 12


y, z (x, y, z > 0)
Ta cú pt khối lượng: 26x + 42y + 30z = 1 (a)
Từ (1) n CO =2x, từ (2): n CO =2y, từ (3): n CO =2z
2

2

2

(*)

ở đõy phải xột 2 trường hợp:

0,5

TH1: Ca(OH)2 dư ↔ khụng cú phản ứng (5)
từ (4): n CO = n CaCO = 0,01 (mol) → nC = 0,01 (mol) ↔
0,12 (g).
2

3

→ mH trong 1 (g) X = 1 – 0,12 = 0,88 (g) > 0,12 (g) (vụ

lớ vỡ trong hỗn hợp X cả 3 chất đều cú mC > mH)
TH2: CO2 dư ↔ phản ứng (5) cú xảy ra.

0,5

Từ (4): n CO = n Ca (OH) = n CaCO = 0,01 (mol)
2

2

3

→ n Ca (OH)2 ở (5) = 0,04 – 0,01 = 0,03 (mol)

Từ (5): n CO = 2 n Ca (OH) = 2.0,03 = 0,06
2

2

→ tổng n CO2 = 0,06 + 0,01 = 0,07 (mol) (**)

Từ (*) và (**) ta cú phương trỡnh theo CO2:

0,5

2x + 3y + 2z = 0,07 (b)
Từ (6): n Br = 2 n C H = 2x, từ (7): n Br = n C H = y
2

2

2

2

3

6

Kết hợp (5) và (6) ta thấy:
Cứ x + y +z mol hỗn hợp X làm mất màu tối đa 2x + y
mol Br2
Vậy 0,15 mol hỗn hợp X làm mất màu tối đa 0,1 mol Br2
→ ta cú pt: (x + y + z). 0,1 = (2x + y).0,15 (c)

TaiLieu.VN

Page 13


Giải hệ phương trỡnh (a), (b), (c) ta được: x = 0,005; y =
0,01; z = 0,015

0,5

Vậy trong 1 (g) hỗn hợp X cú
VC2 H2 = 0,005.22,4 = 0,112 (lớt)
VC3H6 = 0,01.22,4 = 0,224 (lớt)

VC2 H6 = 0,015.22,4 = 0,336 (lớt)

TaiLieu.VN

Page 14