Đề kiểm tra đội tuyển học sinh giỏi lần 1 môn Hóa học Lớp 9 - Năm học 2014-2015 (Kèm hướng dẫn chấm)

UBND THỊ XÃ CHÍ LINH
PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐỀ KIỂM TRA ĐỘI TUYỂN HSG LỚP 9 (LẦN 1)
NĂM HỌC 2014 - 2015
MÔN: Hóa học
Thời gian làm bài: 150 phút
( Đề này gồm 5 câu, 1 trang)
Câu I (2 điểm):
1. Nêu hiện tượng, viết phương trình hóa học xảy ra khi :
a. Cho mẩu kim loại Na vào dung dịch CuSO4.
b. Nhỏ dung dịch NaOH vào dung dịch FeCl2 và để lâu trong không khí.
2. Trong công nghiệp, nhôm được sản xuất từ quặng Boxit (thành phần chính là Al2O3 có lẫn SiO2; Fe2O3). Hãy đề xuất phương pháp sản xuất nhôm tinh khiết từ quặng Boxit trên, viết các phương trình phản ứng hóa học minh họa.
Câu II (2 điểm):
1 . Có hỗn hợp 3 khí SO2, CO2, SO3. Hãy chứng minh sự có mặt của từng khí trong hỗn hợp này.
2. Muối ăn (NaCl) thường có lẫn Na2SO4, MgSO4. Hãy đề xuất biện pháp hóa học để làm sạch muối ăn, viết các phương trình hóa học minh họa.
Câu III (2 điểm): 
A là dung dịch HCl 1M, B là dung dịch Na2CO3 1,5M. Xác định thể tích khí sinh ra ở đktc khi:
a. Nhỏ từ từ 50 ml dung dịch A vào 20 ml dung dịch B.
b. Nhỏ từ từ 20 ml dung dịch B vào 50ml dung dịch A.
Câu IV (2 điểm):
Dẫn V (lít) khí SO2 đo ở (đktc) đi qua 500 ml dung dịch Ca(OH)2 0,1M. Hãy nêu cách xác định giá trị của V trong mỗi trường hợp sau:
Sau phản ứng thu được lượng kết tủa lớn nhất.
Sau phản ứng khối lượng dung dịch sau phản ứng lớn hơn khối lượng dung dịch ban đầu.
Câu V (2 điểm):
Một học sinh lần lượt thực hiện hai thí nghiệm sau:
Thí nghiệm 1: Đốt cháy 13,5 gam nhôm kim loại ngoài không khí, thu được chất rắn A. Cho toàn bộ chất rắn A tác dụng với dung dịch HCl dư đến phản ứng hoàn toàn thì thu được 6,72 (lít) khí đo ở (đktc). Xác định hiệu suất của phản ứng đốt cháy nhôm kim loại ngoài không khí ở thí nghiệm 1?
Thí nghiệm 2: Học sinh đó tiến hành trên dung dịch H2SO4 (dung dịch X) và dung dịch NaOH (dung dịch Y) có nồng độ mol/lít lần lượt là x, y.
 + Nếu trộn 200 ml dung dịch X với 300 ml dung dịch Y, thì thu được 500 ml dung dịch Z. Để trung hòa 500 ml dung dịch Z cần vừa đủ 200 ml dung dịch H2SO4 1M.
 + Mặt khác nếu trộn 300 ml dung dịch X với 200 ml dung dịch Y, thì thu được 500 ml dung dịch G. Biết 500 ml dung dịch G phản ứng vừa đủ với 1/2 khối lượng của chất rắn A trong thí nghiệm 1. 
Xác định giá trị của x,y ?
(Cho biết: Ca: 40; S: 32; O:16; Al: 27)
----------------------- Hết -----------------------
UBND THỊ XÃ CHÍ LINH
PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
HƯỚNG DẪN CHẤM
 KIỂM TRA ĐỘI TUYỂN HSG LỚP 9 (LẦN 1)
NĂM HỌC 2014-2015
MÔN: Hóa học
(Hướng dẫn gồm 5 câu, 4 trang)
Câu
Ý
Đáp án
Điểm
I
a. (0,5 điểm) 
1
- HT: Mẩu Na nóng chảy, co tròn, chạy trên mặt nước, tan dần, có khí không màu thoát ra, xuất hiện chất không tan màu xanh.
- PTHH:
2Na + 2H2O à 2NaOH + H2
2NaOH + CuSO4 à Cu(OH)2 + Na2SO4
0,25
0,25
b. (0,5 điểm)
- HT: Ban đầu thấy xuất hiện chất rắn không tan màu lục nhạt, sau đó chuyển dần thành chất rắn màu nâu đỏ.
- PTHH: 
2NaOH + FeCl2 à Fe(OH)2 + 2NaCl
4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 à 4Fe(OH)3
0,25
0,25
2
1,0 điểm
- Hòa tan quặng Boxit trong dung dịch HCl dư (loại bỏ SiO2). Lọc bỏ phần không tan được dung dịch A chứa AlCl3 và FeCl3.
Al2O3 + 6HCl à 2AlCl3 + 3H2O
Fe2O3 + 6HCl à 2FeCl3 + 3H2O
- Thêm dung dịch NaOH dư vào dung dịch A. 
AlCl3 + 4NaOH à 3NaCl + NaAlO2 + 2H2O
FeCl3 + 3NaOH à 3NaCl + Fe(OH)3
- Lọc bỏ phần không tan, rồi sục CO2 dư vào phần nước lọc.
NaAlO2 + CO2 + 2H2O à Al(OH)3 + NaHCO3
t0
- Lọc lấy phần không tan, rửa sạch, sấy khô, nung đến khối lượng không đổi được chất rắn là Al2O3. 
2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O
- Đem điện phân nóng chảy có criolit làm xúc tác thu được nhôm tinh khiết.
ĐPNC
Criolit
2Al2O3 4Al + 3O2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
II
1
0,9 điểm
- Dẫn một lượng hỗn hợp khí đi qua lần lượt các bình mắc nối tiếp. Bình 1 chứa dung dịch BaCl2 lấy dư, nếu thấy xuất hiện kết tủa trắng chứng tỏ sự có mặt của SO3.
 SO3 + H2O + BaCl2 BaSO4 + 2HCl
- Hỗn hợp khí đi ra khỏi bình 1 dẫn tiếp qua bình 2 chứa dung dịch nước brom dư, quan sát thấy mầu của dung dịch brom bị nhạt một phần chứng tỏ trong hỗn hợp khí có chứa SO2.
 SO2 + Br2 + 2H2O 2HBr + H2SO4 
- Dẫn đi ra khỏi bình 2 qua bình 3 chứa dung dịch Ca(OH)2 dư, dung dịch trong bình 3 thấy xuất hiện chất kết tủa trắng chứng tỏ sự có mặt của CO2.
 CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
0,3
0,3
0,3
2
1,1 điểm
Để làm sạch tạp chất trong mẫu muối ăn ta làm các bước sau: 
- Hòa tan toàn bộ mẫu muối ăn trong nước được dung dịch A. 
- Nhỏ dung dịch BaCl2 dư vào dung dịch A, lọc bỏ kết tủa (BaSO4) thu được dung dịch B gồm NaCl, MgCl2, BaCl2. 
 BaCl2 + Na2SO4  BaSO4 + 2NaCl
 BaCl2 + MgSO4 BaSO4 + MgCl2
- Nhỏ dung dịch Na2CO3 đến dư vào dung dịch B, lọc bỏ kết tủa (MgCO3 và BaCO3) thu được dung dịch C chứa NaCl, Na2CO3. 
 MgCl2 + Na2CO3 2NaCl + MgCO3
 BaCl2 + Na2CO3 2NaCl + BaCO3
- Nhỏ dung dịch HCl đến dư vào dung dịch C đến khi khí ngừng thoát ra (loại bỏ Na2CO3). 
Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + CO2 + H2O
- Cô cạn dung dịch ta thu được NaCl tinh khiết.
0,1
0,3
0,3
0,3
0,1
III
a
a: 1 điểm
Theo bài ra: mol; mol
Khi nhỏ từ từ dung dịch HCl vào dung dịch Na2CO3:
Ban đầu: HCl + Na2CO3 NaHCO3 (1)
Sau đó: HCl + NaHCO3 NaCl + CO2 + H2O (2)
Theo phản ứng (1): mol.
à mol
à mol
àlit
0,5
0,5
b
b: 1 điểm
Theo bài ra: mol; mol
Khi nhỏ từ từ dung dịch Na2CO3 vào dung dịch HCl:
2HCl + Na2CO3 2NaCl + CO2 + H2O (3)
Ta có: à HCl hết
Theo phản ứng (3): mol.
à lit
0,5
0,5
IV
a
Khi dẫn SO2 đi qua dung dịch Ca(OH)2 có thể xảy ra các phản ứng sau:
 SO2 + Ca(OH)2 CaSO3 + H2O (1)
 SO2 + CaSO3 + H2O Ca(HSO3)2 (2)
0,25
Nếu sau phản ứng muốn thu được lượng kết tủa lớn nhất, thì chỉ xảy ra phản ứng (1) và Ca(OH)2 vừa hết ((2) chưa xảy ra).
 Theo PTHH 
0,25
0,5
b
Ta có .
Để khối lượng dung dịch sau lớn hơn khối lượng dung dịch ban đầu thì: 
Do đó trường hợp này phản ứng phải xảy ra đến PT (2)
Theo PT (1) 
Gọi x là số mol SO2 phản ứng ở PT (2) để thỏa mãn.
Theo PT (2) ta có: 
 Vì (0,05+ x).64 > (0,05-x).120
 x > 7/460.
Vậy thể tích SO2 thỏa mãn V > (0,05 + 7/460).22,4
 V > 1,46 (lít)
0,25
0,5
0,25
 0,5 điểm
V
1
Trong thí nghiệm (1) ta có các PTHH:
PTHH: 4Al + 3O2 2Al2O3 (1)
 2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 (2)
 Al2O3 + 6HCl 2AlCl3 + 3H2O (3)
Theo PT (2) 
Đây là lượng Al còn dư sau phản ứng (1). Vậy lượng Al đã tham gia đốt cháy là: 13,5 – 5,4 = 8.1 gam
Hiệu suất của phản ứng (1) là:
0,5
 1,5 điểm
Theo thí nghiệm (2) ta có: 
 + Nếu trộn 200 ml dung dịch X với 300ml dung dịch Y thu 500ml dung dịch Z. 
 Vì sau phản ứng trung hòa Z bằng dung dịch H2SO4 vậy trong Z phải dư NaOH.
PTHH: 2NaOH + H2SO4 Na2SO4 + H2O (4)
: 0,3y 0,2x mol
: 0,4x 0,2x mol
: (0,3y – 0,4x) 0 mol
Số mol H2SO4 cần trung hòa Z: 0,2mol
Theo bài và PTHH ta có: 0,3y – 0,4x = 0,4 (*)
 + Nếu trộn 300ml X với 200ml Y thu được 500ml dung dịch G.
 PTHH: 2NaOH + H2SO4 Na2SO4 + H2O (4)
: 0,2y 0,3x mol
Vì sau phản ứng 500 ml dung dịch G phản ứng được với lượng chất rắn A gồm Al, Al2O3 
 Theo pt (1) 
 A có (0,1mol Al, 0,075 mol Al2O3)
Vậy G xảy ra hai trường hợp sau:
0,5
* TH 1: G dư axit H2SO4
 2NaOH + H2SO4 Na2SO4 + H2O (4)
: 0,2y 0,3x mol
: 0,2y 0,1y mol
: 0 (0,3x - 0,1y) mol
 2Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2 (5)
 0,1 0,15 mol
 Al2O3 + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2O (6)
 0,075 0,225 mol
à 0,3x -0,1y = 0,375 (* *)
Kết hợp (*) và (**) ta tìm được x = 3,05; y = 5,4
0,5
TH 2: G dư NaOH
 PTHH: 2NaOH + H2SO4 Na2SO4 + H2O (4)
: 0,2y 0,3x mol
: 0,6x 0,3x mol
: (0,2y – 0,6x) 0 mol
 2Al + 2H2O + 2NaOH 2NaAlO2 + 3H2 (7)
 0,1 0,1 mol
 Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O (8)
 0,075 0,15 mol
à 0,2y – 0,6x = 0,25 (***)
Kết hợp (*), (***) ta tìm được x = 0,05 , y = 1,4
Vậy có hai trường hợp thỏa mãn: 
 x = 3,05 Hoặc x = 0,05
 y = 5,4 y = 1,4
0,5