⇒ Mã đề: 007
⇒ Thời gian làm bài: 120 phút
⇒ Đề thi, đáp án và giải chi tiết:
Câu 1. (2,5 điểm)
(Xem giải) 1.1. Vận dụng kiến thức hóa học, hãy giải thích ngắn gọn các vấn đề thực tiễn dưới đây. Viết phương trình hóa học chứng minh cho việc giải thích đó.
a) Trong nông nghiệp, vì sao người nông dân không nên bón lẫn phân đạm urea với vôi bột cho cây trồng?
b) Vào mùa đông lạnh rét, vì sao việc sử dụng than để sưởi ấm trong phòng kín có thể dẫn đến nguy cơ tử vong?
c) Con chuột sau khi ăn thuốc diệt chuột (có chứa zinc phosphide) thường đi tìm nước uống. Nếu không có nước, chuột sẽ chết nhanh hơn hay chậm hơn?
d) Trong dân gian, có câu ca:
“Anh đừng bắc bậc làm cao,
Phèn chua em đánh nước nào cũng trong.”
(Xem giải) 1.2. Một hỗn hợp rắn gồm iron (II, III) oxide, silicon dioxide, calcium carbonate, copper (II) oxide và magnesium oxide. Hãy đề xuất phương pháp hóa học thích hợp để điều chế kim loại iron tinh khiết từ hỗn hợp trên mà không làm thay đổi khối lượng iron. Viết các phương trình phản ứng hoá học xảy ra.
(Xem giải) 1.3. Trong tiết học môn Khoa học tự nhiên, một học sinh tiến hành thí nghiệm sau: Cho hai miếng kim loại magnesium hình lập phương có kích thước giống nhau. Một miếng là khối đặc (A), một miếng có nhiều lỗ nhỏ bên trong và trên bề mặt (B). Thả hai miếng magnesium vào hai cốc đựng dung dịch sulfuric acid 1M có cùng thể tích. Theo dõi thể tích khí hydrogen thoát ra theo thời gian. Đồ thị giữa thể tích khí hydrogen thoát ra và thời gian phản ứng được biểu diễn tại hình bên.
Dựa vào kết quả thí nghiệm em hãy:
a) Cho biết đồ thị tương ứng nào mô tả khí hydrogen thoát ra từ miếng magnesium A và B?
b) So sánh và giải thích tốc độ phản ứng của hai trường hợp ứng với thời điểm trước và sau khoảng một phút (các điều kiện ban đầu là như nhau).
Câu 2. (3,0 điểm)
(Xem giải) 2.1. Trong phòng thí nghiệm, khí chlorine được điều chế và thu vào bình mô phỏng như hình bên.
a) Hãy xác định và giải thích vai trò của các dung dịch trong bình (1), bình (2).
b) Vì sao phải đặt bông tẩm dung dịch sodium hydroxide ở miệng bình tam giác?
c) Cho 11,61 gam hỗn hợp X gồm magnesium và aluminium tác dụng với khí chlorine, sau một thời gian thu được 39,30 gam chất rắn Y. Cho toàn bộ Y vào bình chứa dung dịch hydrochloric acid dư, toàn bộ khí thoát ra được dẫn tiếp qua ống sứ chứa 23,04 gam bột copper (II) oxide nung nóng. Sau một thời gian lấy chất rắn trong ống ra đem cân thì thấy nặng 20,544 gam. Biết rằng có 80% lượng khí hydrogen đã tham gia phản ứng. Hãy tính phần trăm về khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp X.
(Xem giải) 2.2. Đất hiếm (Rare Earth Elements – REE) được xem là “vàng của thế kỷ XXI” nhờ vai trò đặc biệt quan trọng trong công nghệ cao, sản xuất xe điện, tua-bin gió và công nghiệp quốc phòng. Nam châm neodymium (nam châm đất hiếm) là loại nam châm vĩnh cửu mạnh nhất hiện nay, được chế tạo từ hợp kim X chứa nguyên tố đất hiếm neodymium (Nd) chiếm 26,39%; boron (B) chiếm 1,02%; phần còn lại là nguyên tố R (R là kim loại có trong một loại quặng dưới dạng oxide có công thức R2On).
Để xác định kim loại R, người ta hòa tan hoàn toàn 3,20 gam oxide trên bằng một lượng vừa đủ dung dịch sulfuric acid 10%. Sau khi phản ứng kết thúc, thu được dung dịch muối có nồng độ 12,9%. Sau đó cô đặc dung dịch muối rồi làm lạnh, thu được 7,868 gam tinh thể muối với hiệu suất kết tinh đạt 70%.
a) Hãy xác định kim loại R, công thức của oxide và tinh thể muối thu được sau quá trình kết tinh.
b) Xác định công thức hóa học của X, biết rằng phân tử khối của X bằng 1083 amu.
c) Một cặp nam châm neodymium trong ổ cứng 3.5 inch chứa 14,0 gam kim loại R. Để sản xuất được 100000 nam châm neodymium thì cần bao nhiêu tấn quặng trên? Biết rằng R2On chiếm 85% khối lượng của quặng, hiệu suất của quá trình chuyển hoá R2On thành R là 80%.
Câu 3. (2,25 điểm)
Có thể bạn chưa xem: [2026 – 2027] Thi học sinh giỏi lớp 9 trường Văn Bàn – Lào Cai (Lần 2)
(Xem giải) 3.1. Hỗn hợp khí E gồm bốn hydrocarbon mạch hở X, Y, Z, T. Dẫn hỗn hợp khí E đi qua bình chứa dung dịch bromine dư. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thấy khối lượng bình bromine tăng 7,0 gam và có 32,0 gam bromine đã tham gia phản ứng, hỗn hợp khí thoát ra khỏi bình bromine đem đốt cháy hoàn toàn, thu được 9,916 Lít carbon dioxide (đo ở đkc) và 10,8 gam nước.
Hãy xác định công thức X, Y, Z, T. Biết rằng: MX < MY < MZ < MT; trong phân tử mỗi chất khí chứa không quá một liên kết đôi và đều không có liên kết ba; các chất khí đều có số mol bằng nhau.
(Xem giải) 3.2. Acid X (chỉ chứa C, H, O trong phân tử) là một hợp chất hữu cơ có vai trò quan trọng trong nhiều quá trình sinh học và công nghiệp thực phẩm. Khi cơ thể vận động cường độ cao trong thời gian dài mà không được cung cấp đủ oxygen, glucose sẽ bị chuyển hóa thành acid X thông qua quá trình hô hấp yếm khí. Sự tích tụ acid X trong cơ bắp thường liên quan đến trạng thái mỏi cơ sau vận động mạnh. Ngoài ra, acid X còn được tạo ra trong quá trình lên men và có mặt trong các sản phẩm như sữa chua, dưa muối.
a) Đốt cháy hoàn toàn 9,0 gam acid X, cho toàn bộ sản phẩm cháy vào bình chứa 100 gam dung dịch calcium hydroxide 14,8%. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 10 gam kết tủa và một dung dịch muối A có nồng độ là 14,917%.
Hãy xác định công thức phân tử và công thức cấu tạo của acid X. Biết rằng: phân tử khối của X bằng 90 amu, trong công thức cấu tạo X có 2 nhóm chức -OH và -COOH cùng liên kết với một nguyên tử carbon.
b) Nêu một biện pháp đơn giản giúp vận động viên giảm cảm giác mỏi cơ do acid X bị tích tụ nhiều trong quá trình tập luyện thể thao.
Câu 4. (2,25 điểm)
(Xem giải) 4.1. Trong quá trình nghiên cứu tham gia Cuộc thi khoa học, kỹ thuật dành cho học sinh trung học, một nhóm học sinh trường THCS A đã đề xuất ý tưởng nghiên cứu sản xuất xà phòng tái chế từ dầu ăn đã qua sử dụng. Nhóm đưa ra giả thuyết như sau: “Khi đun nóng dầu thải với dung dịch sodium hydroxide đặc trong một thời gian, sau đó thêm dung dịch sodium chloride bão hòa nóng, xà phòng (muối của acid béo) sẽ được tách ra dưới dạng kết tủa lắng xuống đáy”. Để kiểm chứng giả thuyết trên, nhóm học sinh tiến hành thí nghiệm theo các bước sau:
• Bước 1: Cho khoảng 2 mL dầu thải và 6 mL dung dịch sodium hydroxide 40% vào bát sứ.
• Bước 2: Đun sôi nhẹ hỗn hợp, khuấy đều liên tục bằng đũa thủy tinh trong khoảng 30 phút, đồng thời thỉnh thoảng thêm nước cất để giữ cho thể tích hỗn hợp không đổi.
• Bước 3: Thêm từ 7 mL đến 10 mL dung dịch sodium chloride bão hòa nóng vào hỗn hợp, khuấy nhẹ, để yên. Quan sát thấy hỗn hợp phân tách thành hai phần: phần chất rắn nổi lên trên và phần dung dịch ở phía dưới.
Hãy cho biết các phát biểu sau đúng hay sai? Giải thích.
a) Ở bước 1, có thể thay 2 mL dầu thải bằng 2 gam mỡ lợn.
b) Sau bước 3, nếu lọc lấy phần chất rắn, cho phần dung dịch còn lại tác dụng với dung dịch copper (II) hydroxide, thu được dung dịch màu xanh lam.
c) Xà phòng khi hòa tan trong nước tạo ra môi trường acid.
d) Kết quả thí nghiệm phù hợp với giả thuyết của nhóm học sinh.
(Xem giải) 4.2. Một nhà máy sản xuất xà phòng sử dụng loại chất béo có chứa tristearin (C17H35COO)3C3H5, tripalmitin (C15H31COO)3C3H5 lẫn với acid stearic C17H35COOH và acid palmitic C15H31COOH (gọi là hỗn hợp X).
Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X cần vừa đủ 2,03 mol oxygen, thu được 62,48 gam carbon dioxide và 24,84 gam nước. Mặt khác, khi đun nóng m gam hỗn hợp X nói trên với dung dịch chứa 19,20 gam dung dịch sodium hydroxide có nồng độ 25%. Sau khi phản ứng kết thúc, nhằm loại bỏ sodium hydroxide dư còn lại trong sản phẩm (do sodium hydroxide có thể gây kích ứng da), sản phẩm được xử lý bằng 0,01 mol citric acid (acid có nhiều trong các loại quả chanh hoặc quả họ cam quýt, citric acid có ba nhóm chức acid, cấu tạo HOOC-CH2-C(OH)(COOH)-CH2-COOH.
Cần sản xuất 10000 bánh xà phòng loại 100 gam (chứa 72% khối lượng muối sodium của các acid béo) bằng cách xà phòng hóa a kg chất béo nói trên với dung dịch sodium hydroxide. Biết trong quá trình sản xuất, lượng xà phòng bị hao hụt 4%. Tính a.