Bồi dưỡng HSG Hóa Học 9 - Chủ đề 7: Dạng toán vận dụng thực tế (Có hướng dẫn giải)

Nội dung tài liệu: Bồi dưỡng HSG Hóa Học 9 - Chủ đề 7: Dạng toán vận dụng thực tế (Có hướng dẫn giải)

1. [THÁM TỬ TÍ HON - BÍ QUYẾT GIẢI MÃ DỮ KIỆN] TẬP 01 Câu 7: Thi HSG 9 Hà Nội 2016 Lưu huỳnh đioxit là chất khí chủ yếu gây ra hiện tượng mưa axit. Mưa axit gây tổn thất nghiêm trọng cho các công trình bằng thép, đá vôi. Hãy giải thích quá trình tạo mưa axit và sự phá hủy các công trình bằng thép, đá vôi do hiện tượng mưa axit, viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra. Câu 8: Thi HSG 9 Kiên Giang 2016 Ô nhiễm không khí là gì? Cho các khí sau: O3, CH4, N2, CO2, SO2, NO2, NH3, HCl, H2S. Hãy cho biết những khí nào gây ra hiệu ứng nhà kính? Những khí nào gây ra hiện tượng mưa axit. Câu 9: Thi HSG 9 Ninh Bình 2016 Chọn một hóa chất thích hợp để loại bỏ khí độc sau đây ra khỏi không khí bị ô nhiễm và viết các phương trình hóa học xảy ra: Cl2, SO2, H2S, NO2. Câu 10: Thi HSG 9 Bình Phước 2017 CaO tiếp xúc lâu ngày với không khí sẽ bị giảm chất lượng. Hãy giải thích hiện tượng này và minh hoạ bằng phương trình hoá học. HƯỚNG DẪN GIẢI Câu 1: Thi HSG 9 Cần Thơ 2015 NaCl + H2O  Nước muối m1 m2 500g m1 m 2 500 m1 150á → Cần pha 150 gam dung dịch NaCl 3% và 350 gam H2O. 3%.m1 0,9% m2 350á 500 Câu 2: Thi HSG 9 Hà Nội 2015 1. Khi đun nóng nước thì nước ở dưới đáy bình nhận nhiều nhiệt nhất rồi mới truyền nhiệt lên trên. Vì vậy nước ở dưới đáy sẽ nhận đủ nhiệt để chuyển thành dạng hơi trước khi nước ở trên mặt hóa hơi. Nước dạng hơi ở đáy bình sẽ bay lên do nó nhẹ hơn nước dạng lỏng. Xuất hiện bọt khí (thực chất là nước dạng lỏng hóa hơi) t0 Nếu là nước cứng: Mg(HCO3)2  MgCO3 + CO2↑ + H2O t0 Ca(HCO3)2  CaCO3 + CO2↑ + H2O (MgCO3, CaCO3) thành cặn dưới đáy ấm đun nước. Khi để nguội đun nước sôi trở lại thì không có bọt khí vì ion HCO3 đã nhiệt phân thành kết tủa và khí CO2 trước đó hết rồi. Chú ý: H2O không thể bị phân hủy thành H2 và O2 ở nhiệt độ cao. [SÁCH BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI] 399
2. [THÁM TỬ TÍ HON - BÍ QUYẾT GIẢI MÃ DỮ KIỆN] TẬP 01 2. Dung dịch nước muối có nồng độ muối lớn hơn nồng độ muối trong tế bào của vi khuẩn. Cho nên do hiện tượng thẩm thấu thì muối đi vào tế bào làm nồng độ muối trong tế bào tăng lên đẩy nước từ trong tế bào ngược trở lại trong vi khuẩn làm cho quá trình nước trở lại tế bào từ vi khuẩn được đầy ra ngoài. Vi khuẩn vì vậy mất nước và bị tiêu diệt. Câu 3: Thi HSG Nam Định 2015 1. a) C4H4-CH2=CH-C≡CH (vinylaxetilen) và C6H6 (benzen). b) Giả sử công thức ĐGN của Oxybenzon là: CxHyOz 57,49% 4,19% 38,32% → x : y : z = :: 12 1 16 x : y : z 4,79 : 4,19 : 2,395 x : y : z 8 : 7 : 4 → CT ĐGN: C8H14O4 2. 1 lít H2O là 1000g H2O 0 → Đưa 1000g H2O tăng 75 C cần nhiệt lượng là: 1000.4,18.75 = 313.500J = 313,5kJ 313,5 → Cần: á CH4 → V(CH4) cần dùng là: 7,894 (l) 55,6 400 [SÁCH BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI]
3. [THÁM TỬ TÍ HON - BÍ QUYẾT GIẢI MÃ DỮ KIỆN] TẬP 01 3. Cách làm 2 là đúng vì có thể cách li ngọn lửa với khí O2 là nguyên liệu sự cháy. Cách làm 1 không được vì: xăng, dầu nhẹ hơn nước, do đó làm cho đám cháy càng lan rộng do sự linh hoạt của H2O. Câu 4: Thi HSG Nghệ An 2015 3n 1 k Dầu mỏ là hỗn hợp nhiều hiđrocacbon: CnH2n+2-2k + O2 → nCO2 + (n + 1 – k)H2O 2 Để tăng hàm lượng xăng người ta dùng phương pháp cracking dầu nặng Dầu mỏ Việt Nam có đặc điểm: Ưu điểm: hàm lượng các chất chứa S thấp Nhược điểm: do chứa nhiều parafin nên dễ bị đông đặc Câu 5: Thi HSG Thanh Hóa 2015 1. Sợi bông có thành phần chính là xenlulozơ: (C6H10O5)n hay C6n(H2O)5n Khi cho H2SO4 đặc vào vải, xenlulozơ bị mất nước thành C (than) H2 SO 4 C6n(H2O)5n  6nC + 5nH2O Sau đó cacbon bị oxi hóa theo phản ứng: C + 2H2SO4 CO2 + 2SO2 + 2H2O Khi cho dung dịch HCl đặc vào mảnh vải thì xảy ra phản ứng thủy phân xenlulozơ tại phần tiếp xúc, do đó mảnh vải bị mủn dần. HCl (C6H10O5)n + nH2O  nC6H12O6 2. Thành phần chính của phân urê là (H2N)2CO. Khi bón phân urê vào đất thì có phản ứng: (H2N)2CO + H2O  (NH4)2CO3 Nếu bón vôi cùng, lượng nitơ trong phân sẽ bị mất do xảy ra phản ứng: (NH4)2CO3 + Ca(OH)2  CaCO3 + 2NH3  Gây ra lãng phí phân đạm và làm cho đất bạc màu. [SÁCH BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI] 401
4. [THÁM TỬ TÍ HON - BÍ QUYẾT GIẢI MÃ DỮ KIỆN] TẬP 01 Câu 6: Thi HSG TPHCM 2015 a) Người ta sử dụng bình khí thở oxi cho người không có khả năng tự hô hấp hoặc làm việc trong môi trường thiếu oxi không khí, có khói, khí độc, khí gaz b) Điều chế oxi * Trong phòng thí nghiệm: * Trong công nghiệp: Chưng cất phân đoạn không khí lỏng Điện phân nước Câu 7: Thi HSG 9 Hà Nội 2016 Khoa học hiện đại: S + O2 → SO2; Quá trình đốt cháy lưu huỳnh trong khí oxi sẽ sinh ra lưu huỳnh điôxít. - - SO2 + OH → HOSO2 402 [SÁCH BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI]
5. [THÁM TỬ TÍ HON - BÍ QUYẾT GIẢI MÃ DỮ KIỆN] TẬP 01 Phản ứng hoá hợp giữa lưu huỳnh điôxít và các hợp chất gốc hiđrôxyl. - - HOSO2 + O2 → HO2 + SO3 - - Phản ứng giữa hợp chất gốc HOSO2 và O2 sẽ cho ra hợp chất gốc HO2 và SO3 (lưu huỳnh triôxít). SO3(k) + H2O(l) → H2SO4(l) Hiểu đơn giản là: SO2 + H2O + 0,5O2 → H2SO4 Lưu huỳnh triôxít SO3 sẽ phản ứng với nước và tạo ra axít sulfuric H2SO4. Đây chính là thành phần chủ yếu của mưa axít. Phá hủy công trình bằng thép, đá vôi: Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑ [SÁCH BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI] 403
6. [THÁM TỬ TÍ HON - BÍ QUYẾT GIẢI MÃ DỮ KIỆN] TẬP 01 Trong công nghiệp người ta quan tâm tới chi phí đầu vào (nguyên liệu rẻ) và hiệu suất đầu ra cao (sản lượng lớn), ngược lại trong phòng thí nghiệm không có các điều kiện thực hiện điều chế tốt như trong công nghiệp. Câu 8: Thi HSG 9 Kiên Giang 2016 Hiệu ứng nhà kính: CO2, O3, CH4 Mưa axit: SO2, NO2, HCl, H2S Câu 9: Thi HSG 9 Ninh Bình 2016 Hóa chất đó là: Ca(OH)2 Cl2 + Ca(OH)2 → CaOCl2 + H2O SO2 + Ca(OH)2 → CaSO3↓ + H2O H2S + Ca(OH)2 → CaS + 2H2O 4NO2 + 2Ca(OH)2 → Ca(NO3)2 + Ca(NO2)2 + 2H2O Câu 10: Thi HSG 9 Bình Phước 2017 CaO để lâu ngoài không khí sẽ có hiện tượng bị vón cục, khó tan trong nước, vì trong không khí có CO2 nên xảy ra phản ứng: CaO + CO2 → CaCO3 404 [SÁCH BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI]
7. [THÁM TỬ TÍ HON - BÍ QUYẾT GIẢI MÃ DỮ KIỆN] TẬP 01 ĐỀ SỐ 02 Câu 1: Thi HSG 9 Đà Nẵng 2017 1. Nêu tác dụng của phân lân supephotphat kép đối với cây trồng và tính hàm lượng P2O5 trong một loại phân supephotphat kép có chứa 80% Ca(H2PO4)2, biết tạp chất trong phân không có P. 2. Nêu hiện tượng xảy ra khi cho 2 ml dầu hoả hoặc xăng vào cốc nước nhỏ. Thí nghiệm này minh hoạ tính chất gì của hidrocacbon? Tại sao trên thực tế người ta không dùng nước để dập tắt các đám cháy do xăng dầu? Câu 2: Thi HSG 9 Đồng Tháp 2017 1. Khi bếp than đang cháy, nếu đổ nhiều nước vào bếp thì bếp tắt, còn nếu rắc 1 chút nước vào bếp thì bếp than bùng cháy lên. Hãy viết phương trình hoá học để giải thích hiện tượng trên. 2. Đốt cháy một cây nến nặng 35,2 gam và đặt vào một chiếc hộp kín hình lập phương có cạnh là 7,5 dm chứa đầy không khí. Hỏi cây nến có cháy hết không? Giả thiết rằng nến là một lại ankan có 25 nguyên tử C trong phân tử. Biết thể tích các khí đều đo ở đktc và trong không khí chứa 20% thể tích oxi. Câu 3: Thi HSG 9 Hà Giang 2017 Phèn chua có công thức phân tử là: K2Al2S4O40H48, trong đó có chứa những phân tử H2O ở dạng kết tinh. Hãy cho biết: công thức phân tử của phèn chua ở dạng muối. Công thức viết gọn? Phèn chua được dùng làm gì trong thực tế cuộc sống? Câu 4: Thi HSG 9 Hà Nam 2017 Bằng kiến thức hoá học em hãy giải thích và viết phương trình xảy ra trong các trường hợp sau: a) Nói về việc ăn cơm, các cụ xưa có câu: “Nhai kĩ no lâu”. b) Đất đèn được dùng để dấm trái cây. c) Khi lên men rượu thì cần ủ kín còn lên men giấm lại để thoáng. d) Ấm đun nước lâu ngày thường có một lớp cặn vôi dưới đáy. Để loại bỏ cặn có thể dùng giấm pha vào nước trong ấm ngâm vài tiếng rồi xúc sạch. Câu 5: Thi HSG 9 Hà Nội 2017 Nêu biện pháp xử lí môi trường trong trường hợp tàu chở dầu gặp sự cố và tràn dầu ra biển. Câu 6: Thi HSG 9 Hải Phòng 2017 Muối ăn khi khai thác từ nước biển, mỏ muối, hồ muối thường có lẫn nhiều tạp chất như: MgCl2, CaCl2, CaSO4 làm cho muối có vị đắng chát và dễ bị chảy nước, gây ảnh hưởng xấu tới chất lượng muối nên cần loại bỏ. Một mẫu muối thô thu được bằng phương pháp bay hơi nước biển ở vùng Bà Nà – Ninh Thuận có thành phần khối lượng: 97,625% NaCl, 0,190% MgCl2, 1,224% CaSO4, 0,010% CaCl2, 0,951% H2O. Để loại bỏ các tạp chất trên trong nước muối, người ta dùng lần lượt từng lượng vừa đủ dung dịch chứa chất BaCl2 và Na2CO3. [SÁCH BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI] 405
8. [THÁM TỬ TÍ HON - BÍ QUYẾT GIẢI MÃ DỮ KIỆN] TẬP 01 a) Viết các phương trình phản ứng xảy ra trong quá trình loại bỏ các tạp chất có trong muối ăn ở trên từ BaCl2 và Na2CO3. b) Tính tổng khối lượng hai muối Na2CO3 và BaCl2 cần dùng để loại bỏ hết các tạp chất có trong 3 tấn muối ăn có thành phần như trên. Giả thiết các tạp chất trên đều tan hết trong nước. Câu 7: Thi HSG 9 TPHCM 2017 Một nhóm học sinh đi thăm quan du lịch động Phong Nha – Kẻ Bàng. Các bạn thực sự ngạc nhiên khi được nhìn thấy những hang động nơi đây. Bức ảnh dưới đây là một trong những hang động mà các bạn đã đến. Có một bản hỏi: Hang động này rất đẹp nhưng không biết những thạch nhũ này được hình hành như thế nào nhỉ? Em hãy đưa ra lời giải đáp giúp bạn nhé. Câu 8: Thi HSG 9 Khánh Hòa 2017 1. Nêu khái niệm về đám cháy. Các dấu hiệu để nhận biết đám cháy. Để dập tắt đám cháy người ta dùng nước, điều này có đúng trong mọi trường hợp chữa cháy không? Tại sao? 2. Có vết bẩn trên quần áo là vết dầu nhờn. Hãy chọn trong số các chất sau dùng làm sạch vết bẩn: nước, nước xà phòng, giấm ăn, ét xăng, cồn 900. Giải thích. Câu 9: Thi HSG 9 KonTum 2017 Trên bao bì một loại phân bón NPK có kí hiệu 20, 10, 10. Kí hiệu này cho ta biết điều gì? Hãy tính tỉ lệ hàm lượng % các nguyên tố N, P, K có trong loại phân trên. Câu 10: Thi HSG 9 Long An 2017 Khí hidro và oxi có thể phản ứng với nhau trong điều kiện thích hợp tạo thành nước. Một học sinh cho hidro và oxi phản ứng với những khối lượng khác nhau. Kết quả thí nghiệm được ghi trong bảng như sau: 406 [SÁCH BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI]
9. [THÁM TỬ TÍ HON - BÍ QUYẾT GIẢI MÃ DỮ KIỆN] TẬP 01 Khối lượng sau Khối lượng sau Thí Khối lượng ban Khối lượng ban phản ứng của H2 phản ứng của oxi nghiệm đầu của H2 (gam) đầu của oxi (gam) (gam) (gam) 1 10 90 0 10 2 20 80 10 0 3 40 60 32,5 0 a) Tính khối lượng nước được tạo thành trong thí nghiệm số 3. b) Nếu cho 10 gam hiđro phản ứng với 64 gam oxi, thì khối lượng khí dư sau khi kết thúc phản ứng là bao nhiêu? HƯỚNG DẪN GIẢI Câu 1: Thi HSG 9 Đà Nẵng 2017 1. Phân lân supephotphat kép tác dụng kích thích bộ rễ và phát triển mầm cây ở giai đoạn cây non. Ngoài ra, phân lân giúp cây phục hồi tốt, kích thích ra hoa và chịu hạn tốt. Không mất tính tổng quát, ta giả sử: (mol) nCa H PO 1 2 4 2 BTNT.P  P2 O 5 :1(mol) mCa(H PO ) 234á  2 4 2 142(á) m  Ca(H2 PO 4 ) 2 m PO2 5 mpâaân 292,5á Ño ä dinâ dö zõná = .100% 48,547% 80% m pâaân 2. Hiện tượng: Xăng hoặc dầu hoả không tan trong nước, nhẹ hơn nước nên nổi trên mặt nước. Thí nghiệm này minh hoạ cho tính chất liên kết hoá học không phân cực của hidrocacbon không tan trong dung môi phân cực (ví dụ như H2O) mà tan trong các dung môi không phân cực. [SÁCH BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI] 407
10. [THÁM TỬ TÍ HON - BÍ QUYẾT GIẢI MÃ DỮ KIỆN] TẬP 01 Đây là vụ tràn dầu tại vịnh Mexico do cháy giàn khoan khai thác dầu của hãng BP. Vụ việc gây ra thảm hoạ môi trường rất nghiêm trọng do hàng triệu thùng dầu đã bị tràn ra diện tích mặt biển rộng lớn. 20 tỉ USD khắc phục môi trường và đền bù thiệt hại kinh tế liên quan là con số lớn nhất từ trước đến nay cho thấy ảnh hưởng nghiêm trọng của thảm hoạ này. Một biện pháp xử lí: thu gom và đốt dầu loang trên biển Câu 2: Thi HSG 9 Đồng Tháp 2017 1. Vì khi đổ 1 chút nước thì than cháy ở nhiệt độ cao sẽ khử nước theo phương trình: C + H2O → CO↑ + H2↑ CO + H2O → CO2↑ + H2↑ H2 thoát ra phản ứng mãnh liệt với O2 trong không khí làm ngọn lửa bùng cháy: H2 + ½ O2 → H2O↑ 2. C25H52 + 38O2 → 25CO2 + 26H2O 0,1→ 3,8 Vậy để đốt cháy hết nến cần: 3,8 mol O2 3 3 3 3 7,5 .20% Mà thể tích hình hộp là 7,5 dm = 7,5 (lít) → V(O ) 3,767 3,8 2 22,4 Suy ra: cây nến cháy không hết. Câu 3: Thi HSG 9 Hà Giang 2017 CTPT: K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O → CTCT thu gọn: KAl(SO4)2.12H2O Công dụng phèn chua: - Làm trong nước đục. - Trị hôi nách, ho có đờm ở cổ, ngứa da trắng lưỡi ở trẻ em. - Ngâm với quần áo khi giặt sẽ giúp tránh phai màu. Câu 4: Thi HSG 9 Hà Nam 2017 a) Nhai kĩ khiến cho dễ phân hủy các chất tinh bột thành glucozo, dễ hấp thụ tại ruột non, khi thức ăn được vận chuyển xuống dạ dày th́ dạ dày lại tiết ra một chất enzim nữa, tạo cho ta một cảm giác đói, muốn ăn. Ăn lâu thì dạ dày không tiết chất enzim này nữa, khiến cho ta có cảm giác no lâu. 408 [SÁCH BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI]
11. [THÁM TỬ TÍ HON - BÍ QUYẾT GIẢI MÃ DỮ KIỆN] TẬP 01 men (C6H10O5)n + nH2O  enzim nC6H12O6 b) Đất đèn trong môi trường ẩm sinh ra khí axetilen, khí này bị hidro hoá chậm tạo thành khí etilen CH2=CH2. Khí này kích thích quá trình chín nhanh ở hoa quả. CaC2 + H2O → Ca(OH)2 + CH≡CH (axetilen) CH≡CH + H2 → CH2=CH2 (etilen) c) Lên men rượu: men (C6H10O5)n + nH2O  enzim nC6H12O6 men rö zuu C6H12O6  2C2H5OH + 2CO2↑ Lên men rượu cần ủ kín, nếu ủ không kín, không khí vào sẽ oxi hoá chậm rượu thành anđêhit và axit axetic (giấm ăn) C2H5OH + ½ O2 → CH3CHO + H2O C2H5OH + O2 → CH3COOH + H2O Lên men giấm cần để thoáng để oxi trong không khí có thể dễ dàng oxi hoá rượu C2H5OH + O2 → CH3COOH + H2O d) Ấm đun nước lâu ngày có lớp cặn vôi CaCO3, MgCO3 vì khi đun nước: các muối axit trong nước là Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2 dễ nhiệt phân thành kết tủa. [SÁCH BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI] 409