Đề khảo sát Học sinh giỏi lớp 9 môn Hóa học - UBND Xã Tân Kỳ (kèm Lời giải chi tiết và Barem điểm)

PHẦN I. CÂU TRẮC NGHIỆM NHIỀU PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN (3,0 điểm)

Thí sinh trả lời từ Câu 1 đến Câu 12. Mỗi câu hỏi thí sinh chỉ chọn một phương án.

Câu 1 (0,25 điểm). Cho các phát biểu về cấu tạo nguyên tử như sau:
(a) Nguyên tử trung hoà về điện.
(b) Khối lượng nguyên tử tập trung chủ yếu ở hạt nhân.
(c) Trong nguyên tử, số hạt mang điện tích dương bằng số hạt mang điện tích âm nên số hạt electron bằng số hạt neutron.
(d) Vỏ nguyên tử gồm các electron mang điện tích dương.
Trong các phát biểu trên, số lượng phát biểu đúng là

Câu 2 (0,25 điểm). Hydrochloric acid 35% được sử dụng trong các ngành công nghiệp. Cho số hiệu nguyên tử của nguyên tố H, Cl lần lượt là 1 và 17. Phân tử HCl do nguyên tử hydrogen liên kết với nguyên tử chlorine. Phát biểu nào sau đây đúng?

Câu 3 (0,25 điểm). Sulfur (S) là chất rắn, xốp, màu vàng nhạt ở điều kiện thường. Trong bảng tuần hoàn, nguyên tố S nằm ở chu kì 3, nhóm VIA. Cho các phát biểu sau:
(1) Nguyên tử S có 2 lớp electron và có 6 electron lớp ngoài cùng.
(2) Công thức oxide cao nhất của S có dạng $\ce{SO3}$ và là acidic oxide.
(3) Hóa trị cao nhất đối với oxygen của S là 4.
(4) S là phi kim vì có 6 electron ở lớp ngoài cùng.
Số phát biểu đúng là

Câu 4 (0,25 điểm). Cho mô hình cấu tạo của các nguyên tử A, B, D như sau:

Cho biết nguyên tử nào cùng thuộc một nguyên tố hóa học?

Câu 5 (0,25 điểm). Oxide của kim loại $\text{M}$ ($\ce{M2O}$) được ứng dụng rất nhiều trong ngành hóa chất như sản xuất xi măng, sản xuất phân bón,... Trong sản xuất phân bón, $\ce{M2O}$ có màu trắng, tan nhiều trong nước và là thành phần không thể thiếu cho cây trồng. Tổng số hạt cơ bản trong phân tử $\ce{M2O}$ là 140, trong đó tổng số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 44. Công thức phân tử của $\ce{M2O}$ là

Câu 6 (0,25 điểm). Có hai mẫu đá vôi:
- Mẫu 1: đá vôi có dạng khối.
- Mẫu 2: đá vôi có dạng hạt nhỏ.
Hòa tan cả hai mẫu đá vôi bằng cùng một thể tích dung dịch $\ce{HCl}$ dư có cùng nồng độ. Thời gian để mẫu 1 phản ứng hết nhiều hơn mẫu 2. Thí nghiệm trên chứng minh điều gì?

Câu 7 (0,25 điểm). Một học sinh tiến hành pha dung dịch như sau: Cân lấy 16 gam $\ce{CuSO4}$ khan cho vào cốc thủy tinh, sau đó thêm nước từ từ vào cốc cho tới vạch 200 mL. Khuấy nhẹ để chất rắn tan hết. Dung dịch thu được có nồng độ mol là

Câu 8 (0,25 điểm). Khi trồng cây trên đất chua ($\text{pH} < 6,5$), người nông dân thường bón vôi sống ($\ce{CaO}$) để cải tạo đất. Việc làm này có tác dụng chính là

Câu 9 (0,25 điểm). Bón phân NPK cho cây cà phê sau khi trồng bốn năm được chia thành bốn thời kì như sau:

Nguyên tố dinh dưỡng K được bổ sung cho cây nhiều nhất ở thời kì nào?

Câu 10 (0,25 điểm). Sodium hydrogencarbonate được gọi là "nabica" hay thuốc muối, dùng làm thuốc kháng acid dạ dày. Để xác định hàm lượng phần trăm sodium hydrogencarbonate trong một viên nén, người ta cho 10 gam mẫu chất này tác dụng với dung dịch $\ce{HCl}$ dư thấy thoát ra 2,479 lít khí $\ce{CO2}$ (đkc). Hàm lượng phần trăm $\ce{NaHCO3}$ trong viên nén là

Câu 11 (0,25 điểm). Mưa acid tàn phá cây cối, các công trình kiến trúc và kim loại. Tác nhân chủ yếu gây ra mưa acid là sulfur dioxide. Trong khí quyển, $\ce{SO2}$ chuyển hóa thành $\ce{H2SO4}$ trong nước mưa theo sơ đồ:

$$\ce{SO2 ->[+O_2,\, xt] SO3 ->[+H_2O] H2SO4}$$

Một cơn mưa acid xuất hiện tại một khu công nghiệp diện tích $10\text{ km}^2$ với lượng mưa trung bình 80 mm. Biết nồng độ $\ce{H2SO4}$ trong nước mưa là $2 \cdot 10^{-5}\text{ M}$. Khối lượng $\ce{H2SO4}$ (kg) có trong lượng nước mưa trên là

Câu 12 (0,25 điểm). Cho một mẩu sodium vào dung dịch $\ce{CuSO4}$, hiện tượng quan sát được là:

PHẦN II. CÂU TRẮC NGHIỆM ĐÚNG SAI (3,0 điểm)

Thí sinh trả lời từ Câu 13 đến Câu 15. Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai.

Câu 13 (1,0 điểm). Quá trình sản xuất phân đạm urea ($\ce{(NH2)2CO}$) từ $\ce{NH3}$ và $\ce{CO2}$ được mô tả như sau: $\ce{NH3}$ và $\ce{CO2}$ được tổng hợp từ khí thiên nhiên. Hai khí này phản ứng tạo thành ammonium carbamate, sau đó nhiệt phân để tạo urea và nước. Nước được tách ra và urea được tạo hạt.
a) Độ dinh dưỡng của phân đạm được đánh giá bằng phần trăm khối lượng $\ce{N2O}$.
b) Phân đạm urea không nên bón cùng với vôi tôi vì dẫn đến mất đạm do tạo khí $\ce{NH3}$.
c) Nguyên liệu để sản xuất $\ce{NH3}$ và $\ce{CO2}$ có thể lấy từ khí thiên nhiên.
d) Một loại phân đạm urea chứa 46,00% N. Khối lượng phân đạm này cần dùng để cung cấp 70,00 kg N cho cây trồng là 152,2 kg.

Câu 14 (1,0 điểm). Ở người bình thường, nồng độ acid trong dịch vị dạ dày ($\ce{HCl}$) nằm trong khoảng $0,0001 - 0,001\text{ mol/L}$, tương ứng độ pH từ 3 đến 4. Dư thừa acid dạ dày làm tăng nguy cơ viêm loét dạ dày, trào ngược thực quản. Thuốc muối Nabica có thành phần chính là sodium hydrogencarbonate ($\ce{NaHCO3}$) được sử dụng để trung hòa bớt acid dạ dày.
a) Thành phần chính của thuốc muối Nabica có công thức hóa học là $\ce{Na2CO3}$.
b) Acid chính có trong dịch vị dạ dày của người là sulfuric acid ($\ce{H2SO4}$).
c) Một trong những sản phẩm sinh ra của phản ứng trung hòa acid dạ dày bởi thuốc muối là khí carbon dioxide.
d) Dùng thuốc muối Nabica (chứa 84% $\ce{NaHCO3}$ về khối lượng) để đưa 200 mL dịch vị dạ dày có nồng độ acid ban đầu là $0,01\text{ mol/L}$ về mức bình thường có nồng độ acid $0,001\text{ mol/L}$ thì cần dùng lượng thuốc muối là 100 g (coi thể tích dung dịch không đổi).

Câu 15 (1,0 điểm). Duralumin là hợp kim quan trọng của aluminium, thành phần chủ yếu gồm aluminium (khoảng 94% về khối lượng), copper và magnesium. Nhờ nhẹ và độ bền cao, duralumin được dùng phổ biến trong công nghiệp chế tạo máy bay, ô tô, tàu vũ trụ.
a) Duralumin nhẹ vì thành phần chính là aluminium – một kim loại nhẹ.
b) Bề mặt của duralumin được bảo vệ bởi lớp màng oxide $\ce{Al2O3}$ mỏng, mịn và bền vững nên duralumin có độ bền cao trong không khí.
c) Có thể hòa tan hoàn toàn hợp kim duralumin bằng lượng dư dung dịch $\ce{H2SO4}$ loãng.
d) Từ 9,4 tấn quặng bauxite chứa 62,1% chất X có công thức $\ce{Al2O3.nH2O}$ (còn lại là tạp chất không chứa nhôm), người ta sản xuất được 2,187 tấn duralumin chứa 94% nhôm với hiệu suất của toàn bộ quá trình là 90%. Công thức của X là $\ce{Al2O3.3H2O}$.

PHẦN III. CÂU TRẮC NGHIỆM TRẢ LỜI NGẮN (4,0 điểm)

Thí sinh trả lời từ Câu 16 đến Câu 22 bằng cách ghi kết quả tính toán vào bài làm.

Câu 16 (0,5 điểm). Hai nguyên tố X, Y đều thuộc chu kì nhỏ và ở hai nhóm A liên tiếp trong bảng tuần hoàn. Tổng số proton trong hạt nhân nguyên tử của X và Y là 23. Số proton trong nguyên tử Y nhiều hơn trong nguyên tử X là 7 hạt. Tổng khối lượng nguyên tử (amu) của X và Y là bao nhiêu?

Câu 17 (0,5 điểm). Thực hiện các thí nghiệm sau ở điều kiện thường hoặc đun nóng thích hợp:
(1) Cho $\ce{Na2CO3}$ vào dung dịch $\ce{H2SO4}$.
(2) Cho $\ce{NH4HCO3}$ vào dung dịch $\ce{Ba(OH)2}$ đun nóng.
(3) Cho $\ce{Na2CO3}$ vào dung dịch $\ce{CaCl2}$.
(4) Cho dung dịch $\ce{NaHCO3}$ vào dung dịch $\ce{Ba(OH)2}$.
(5) Cho $\ce{(NH4)2SO4}$ vào dung dịch $\ce{Ba(OH)2}$ đun nóng.
(6) Cho $\ce{BaCO3}$ vào dung dịch $\ce{NaHSO4}$.
(7) Cho dung dịch $\ce{Na2CO3}$ vào dung dịch $\ce{FeCl3}$.
Có bao nhiêu thí nghiệm đồng thời thu được cả chất kết tủa và chất khí?

Câu 18 (0,5 điểm). Trong công nghiệp, sulfuric acid được sản xuất từ quặng pyrite theo sơ đồ:

$$\ce{FeS2 -> SO2 -> SO3 -> H2SO4}$$

Tính khối lượng quặng pyrite (tấn) chứa 80% $\ce{FeS2}$ về khối lượng (còn lại là tạp chất không chứa sulfur) cần dùng để sản xuất được 9,8 tấn $\ce{H2SO4}$, biết hiệu suất của toàn bộ quá trình sản xuất là 90%. (Làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm).

Câu 19 (0,5 điểm). Một ao nuôi thủy sản có diện tích mặt nước $2000\text{ m}^2$, độ sâu trung bình $0,7\text{ m}$ đang có hiện tượng phú dưỡng. Để diệt tảo xanh, người dân bón copper(II) sulfate pentahydrate ($\ce{CuSO4.5H2O}$) liên tục trong 3 ngày, mỗi ngày một lần với liều lượng $0,25\text{ gam}$ cho $1\text{ m}^3$ nước trong ao. Tổng khối lượng $\ce{CuSO4.5H2O}$ (kg) người dân cần sử dụng là bao nhiêu? (Làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm).

Câu 20 (0,5 điểm). Vỏ trứng có thành phần chính là $\ce{CaCO3}$. Để xác định hàm lượng $\ce{CaCO3}$ trong vỏ trứng:
- Bước 1: Cân 2,0 gam vỏ trứng khô đã làm sạch, hòa tan hoàn toàn trong 50 mL dung dịch $\ce{HCl}$ 1 M. Sau phản ứng thu được 50 mL dung dịch X.
- Bước 2: Lấy 10,0 mL dung dịch X đem trung hòa thì cần vừa đủ 40,0 mL dung dịch $\ce{NaOH}$ 0,1 M.
Biết các tạp chất trong vỏ trứng không tác dụng với $\ce{HCl}$. Phần trăm khối lượng của $\ce{CaCO3}$ trong vỏ trứng là bao nhiêu?

Câu 21 (0,5 điểm). Để phân tích hàm lượng nitrogen trong 0,3 gam một mẫu phân đạm urea, người ta đun nóng mẫu phân với xúc tác $\ce{H2SO4}$ đặc để chuyển hóa toàn bộ nitrogen thành $\ce{(NH4)2SO4}$. Cho toàn bộ lượng muối này tác dụng với dung dịch $\ce{NaOH}$ dư sinh ra khí $\ce{NH3}$. Dẫn toàn bộ khí $\ce{NH3}$ vào 50 mL dung dịch $\ce{H2SO4}$ 0,1 M. Lượng $\ce{H2SO4}$ còn dư phản ứng vừa đủ với 16 mL dung dịch $\ce{NaOH}$ 0,1 M. Độ dinh dưỡng của loại phân đạm này là bao nhiêu phần trăm? (Làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười).

Câu 22 (1,0 điểm). Một lò nung vôi công nghiệp sử dụng than đá làm nhiên liệu hoạt động với các dữ kiện sau:
- Đá vôi chỉ chứa $\ce{CaCO3}$; để phân hủy 1 kg đá vôi cần cung cấp nhiệt lượng là $1800\text{ kJ}$.
- Đốt cháy 1 kg than đá giải phóng $27000\text{ kJ}$, trong đó 50% nhiệt lượng này được hấp thụ cho phản ứng nhiệt phân đá vôi.
- Than đá chứa 1% lưu huỳnh (S) về khối lượng; 80% lượng lưu huỳnh bị cháy tạo thành $\ce{SO2}$ và 1,6% lượng $\ce{SO2}$ sinh ra phát thải ra khí quyển.
- Công suất của lò là 420 tấn vôi sống ($\ce{CaO}$)/ngày.
Giả thiết toàn bộ lượng $\ce{SO2}$ phát thải từ lò nung vôi trên trong 30 ngày chuyển hóa hết thành sulfuric acid trong nước mưa với nồng độ $\ce{H2SO4}$ là $2 \cdot 10^{-5}\text{ M}$. Khi toàn bộ lượng nước mưa này rơi xuống một khu vực có diện tích $40\text{ km}^2$, lượng mưa trung bình tạo ra là bao nhiêu mm?

Cho nguyên tử khối: H = 1; C = 12; N = 14; O = 16; Na = 23; Mg = 24; Al = 27; S = 32; Cl = 35,5; K = 39; Ca = 40; Fe = 56; Cu = 64.

--------- HẾT ---------

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

A. HƯỚNG DẪN CHUNG

- Thang điểm toàn bài là 10,0 điểm.
- Phần I (Trắc nghiệm nhiều lựa chọn): Gồm 12 câu, mỗi câu trả lời đúng được 0,25 điểm.
- Phần II (Trắc nghiệm đúng sai): Gồm 3 câu. Quy tắc tính điểm cho từng câu:
+ Thí sinh chọn đúng 1 ý được 0,10 điểm;
+ Thí sinh chọn đúng 2 ý được 0,25 điểm;
+ Thí sinh chọn đúng 3 ý được 0,50 điểm;
+ Thí sinh chọn đúng cả 4 ý được 1,00 điểm.
- Phần III (Trắc nghiệm trả lời ngắn): Gồm 7 câu, Câu 16 đến Câu 21 mỗi câu đúng được 0,50 điểm; Câu 22 đúng được 1,00 điểm.
- Thí sinh làm theo cách giải khác đúng bản chất hóa học và ra kết quả chính xác vẫn cho điểm tối đa theo quy định.

B. ĐÁP ÁN VÀ THANG ĐIỂM

1. Phần I. Trắc nghiệm nhiều lựa chọn (3,0 điểm)

2. Phần II. Trắc nghiệm đúng sai (3,0 điểm)

3. Phần III. Trắc nghiệm trả lời ngắn (4,0 điểm)

TỔNG ĐIỂM TOÀN BÀI: 10,0 ĐIỂM

LỜI GIẢI CHI TIẾT CÁC CÂU HỎI

PHẦN I. TRẮC NGHIỆM NHIỀU LỰA CHỌN

Câu 1.
- (a) Đúng vì nguyên tử có số proton bằng số electron nên trung hòa về điện.
- (b) Đúng vì khối lượng electron rất nhỏ so với khối lượng proton và neutron nên khối lượng nguyên tử hầu như tập trung ở hạt nhân.
- (c) Sai vì trong nguyên tử số proton bằng số electron, số neutron không nhất thiết bằng số proton/electron.
- (d) Sai vì vỏ nguyên tử gồm các electron mang điện tích âm.
=> Có 2 phát biểu đúng ((a), (b)). Chọn B.

Câu 2.
- Cấu hình electron: $\text{H } (Z = 1)$ có 1 electron; $\text{Cl } (Z = 17)$ có 7 electron ở lớp ngoài cùng.
- Khi hình thành liên kết, mỗi nguyên tử H và Cl góp chung 1 electron để tạo nên 1 cặp electron dùng chung (liên kết cộng hóa trị). Sau khi tạo liên kết, H đạt cấu hình bền của He (2 electron), Cl đạt cấu hình bền của Ar (8 electron lớp ngoài cùng). Chọn D.

Câu 3.
- S ở chu kì 3, nhóm VIA nên nguyên tử S có 3 lớp electron và 6 electron lớp ngoài cùng $\rightarrow$ (1) sai.
- Công thức oxide cao nhất là $\ce{SO3}$, là acidic oxide $\rightarrow$ (2) đúng.
- Hóa trị cao nhất của S đối với oxygen bằng số thứ tự nhóm A là 6 $\rightarrow$ (3) sai.
- S có 6 electron lớp ngoài cùng nên là phi kim $\rightarrow$ (4) đúng.
=> Có 2 phát biểu đúng ((2), (4)). Chọn B.

Câu 4.
- Các nguyên tử thuộc cùng một nguyên tố hóa học khi hạt nhân của chúng có cùng số đơn vị điện tích hạt nhân (cùng số proton).
- Quan sát hình vẽ:
+ Nguyên tử A có 8 proton trong hạt nhân (vỏ có 8 electron).
+ Nguyên tử B có 7 proton trong hạt nhân (vỏ có 7 electron).
+ Nguyên tử D có 8 proton trong hạt nhân (vỏ có 8 electron).
- Do A và D đều có 8 proton nên A và D thuộc cùng một nguyên tố hóa học (Oxygen). Chọn C.

Câu 5.
- Gọi số hạt proton, neutron của nguyên tử $\text{M}$ lần lượt là $Z_{\text{M}}, N_{\text{M}}$.
- Nguyên tử oxygen có $Z_{\text{O}} = 8, N_{\text{O}} = 8$.
- Trong phân tử $\ce{M2O}$:
+ Tổng số hạt: $2(2Z_{\text{M}} + N_{\text{M}}) + (2 \cdot 8 + 8) = 140 \Rightarrow 4Z_{\text{M}} + 2N_{\text{M}} = 116$ (1).
+ Số hạt mang điện nhiều hơn không mang điện là 44:
$(4Z_{\text{M}} + 16) - (2N_{\text{M}} + 8) = 44 \Rightarrow 4Z_{\text{M}} - 2N_{\text{M}} = 36$ (2).
- Lấy (1) cộng (2): $8Z_{\text{M}} = 152 \Rightarrow Z_{\text{M}} = 19$ (Potassium, K).
- Công thức phân tử là $\ce{K2O}$. Chọn A.

Câu 6.
- Mẫu 2 có dạng hạt nhỏ nên diện tích tiếp xúc với dung dịch $\ce{HCl}$ lớn hơn so với mẫu 1 (dạng khối), do đó tốc độ phản ứng ở mẫu 2 lớn hơn dẫn tới thời gian phản ứng hết ngắn hơn.
- Thí nghiệm chứng minh tốc độ phản ứng phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc của chất phản ứng. Chọn B.

Câu 7.
- Khối lượng mol của $\ce{CuSO4}$ là $M = 64 + 32 + 16 \cdot 4 = 160\text{ g/mol}$.
- Số mol $\ce{CuSO4}$: $n = \dfrac{16}{160} = 0,1\text{ mol}$.
- Thể tích dung dịch $V = 200\text{ mL} = 0,2\text{ L}$.
- Nồng độ mol: $C_{\text{M}} = \dfrac{0,1}{0,2} = 0,5\text{ M}$. Chọn A.

Câu 8.
- Khi cho $\ce{CaO}$ vào đất chua: $\ce{CaO + H2O -> Ca(OH)2}$.
- Dung dịch base $\ce{Ca(OH)2}$ sinh ra sẽ trung hòa acid dư trong đất chua, qua đó làm tăng giá trị pH của đất. Chọn B.

Câu 9.
- Kí hiệu NPK x-y-z thể hiện tỉ lệ phần trăm khối lượng tương ứng của $\%N - \%\ce{P2O5} - \%\ce{K2O}$.
- Khối lượng $\ce{K2O}$ tương ứng cung cấp cho cây ở mỗi thời kì:
+ Thời kì 1: $0,5 \cdot 5\% = 0,025\text{ kg}$.
+ Thời kì 2: $0,7 \cdot 2\% = 0,014\text{ kg}$.
+ Thời kì 3: $0,7 \cdot 12\% = 0,084\text{ kg}$.
+ Thời kì 4: $0,6 \cdot 16\% = 0,096\text{ kg}$.
- Vì $0,096 > 0,084 > 0,025 > 0,014$ nên thời kì 4 bổ sung nhiều kali nhất. Chọn D.

Câu 10.
- Ở điều kiện chuẩn: $n_{\ce{CO2}} = \dfrac{2,479}{24,79} = 0,1\text{ mol}$.
- Phương trình phản ứng: $\ce{NaHCO3 + HCl -> NaCl + CO2 ^ + H2O}$
- Theo phương trình: $n_{\ce{NaHCO3}} = n_{\ce{CO2}} = 0,1\text{ mol}$.
- Khối lượng $\ce{NaHCO3}$: $m = 0,1 \cdot 84 = 8,4\text{ g}$.
- Hàm lượng phần trăm: $\%m_{\ce{NaHCO3}} = \dfrac{8,4}{10} \cdot 100\% = 84\%$. Chọn C.

Câu 11.
- Diện tích khu công nghiệp: $S = 10\text{ km}^2 = 10 \cdot 10^6\text{ m}^2 = 10^7\text{ m}^2$.
- Lượng mưa: $h = 80\text{ mm} = 0,08\text{ m}$.
- Thể tích nước mưa: $V = S \cdot h = 10^7 \cdot 0,08 = 8 \cdot 10^5\text{ m}^3 = 8 \cdot 10^8\text{ L}$.
- Số mol $\ce{H2SO4}$: $n = 8 \cdot 10^8 \cdot 2 \cdot 10^{-5} = 16000\text{ mol}$.
- Khối lượng $\ce{H2SO4}$: $m = 16000 \cdot 98 = 1\,568\,000\text{ g} = 1568\text{ kg}$. Chọn D.

Câu 12.
- Sodium phản ứng mãnh liệt với nước trong dung dịch:

\ce{2Na + 2H2O -> 2NaOH + H2 ^}

- Sau đó dung dịch $\ce{NaOH}$ sinh ra tác dụng với $\ce{CuSO4}$:

$$\ce{2NaOH + CuSO4 -> Cu(OH)2 v + Na2SO4}$$

- Hiện tượng: Mẩu sodium tan dần, có khí không màu sủi bọt thoát ra, đồng thời xuất hiện kết tủa màu xanh lam $\ce{Cu(OH)2}$. Chọn C.

PHẦN II. TRẮC NGHIỆM ĐÚNG SAI

Câu 13.
- a) Sai. Độ dinh dưỡng của phân đạm được đánh giá bằng phần trăm khối lượng của nguyên tố nitrogen ($\%N$), không phải $\%m_{\ce{N2O}}$.
- b) Đúng. Trong môi trường kiềm (do vôi tôi $\ce{Ca(OH)2}$ tạo ra), urea bị thủy phân tạo ion $\ce{NH4+}$, sau đó phản ứng sinh ra khí $\ce{NH3}$ bay đi:

$$\ce{(NH4)2CO3 + Ca(OH)2 -> CaCO3 v + 2NH3 ^ + 2H2O}$$

dẫn tới thất thoát lượng đạm cung cấp cho cây.
- c) Đúng. Khí thiên nhiên (chứa chủ yếu $\ce{CH4}$) được dùng để điều chế khí $\ce{H2}$ và $\ce{CO2}$; sau đó $\ce{H2}$ kết hợp với $\ce{N2}$ không khí tạo thành $\ce{NH3}$.
- d) Đúng. Khối lượng phân đạm urea cần dùng:

$$m_{\text{urea}} = \dfrac{70,00}{46,00\%} \approx 152,17\text{ kg} \approx 152,2\text{ kg}.$$

Câu 14.
- a) Sai. Thuốc muối Nabica có thành phần chính là sodium hydrogencarbonate ($\ce{NaHCO3}$), không phải $\ce{Na2CO3}$.
- b) Sai. Acid chính có trong dịch vị dạ dày của người là hydrochloric acid ($\ce{HCl}$).
- c) Đúng. Phản ứng trung hòa diễn ra:

$$\ce{NaHCO3 + HCl -> NaCl + CO2 ^ + H2O}$$

sinh ra khí carbon dioxide ($\ce{CO2}$).
- d) Sai.
+ Thể tích dịch vị: $V = 200\text{ mL} = 0,2\text{ L}$.
+ Số mol $\ce{HCl}$ ban đầu: $n_1 = 0,2 \cdot 0,01 = 0,002\text{ mol}$.
+ Số mol $\ce{HCl}$ ở nồng độ $0,001\text{ M}$: $n_2 = 0,2 \cdot 0,001 = 0,0002\text{ mol}$.
+ Số mol $\ce{HCl}$ cần trung hòa bớt: $\Delta n = 0,002 - 0,0002 = 0,0018\text{ mol}$.
+ Khối lượng thuốc muối chứa 84% $\ce{NaHCO3}$ cần dùng:

$$m = \dfrac{0,0018 \cdot 84}{84\%} = 0,18\text{ gam} \ll 100\text{ gam}.$$

Uống 100 g thuốc muối là liều lượng nguy hiểm và sai thực tế.

Câu 15.
- a) Đúng. Nhôm là kim loại nhẹ (khối lượng riêng khoảng $2,7\text{ g/cm}^3$) và chiếm 94% khối lượng của hợp kim.
- b) Đúng. Nhôm và các hợp kim của nó có lớp màng oxide $\ce{Al2O3}$ rất mỏng, liên kết chặt chẽ và không thấm khí, ngăn chặn kim loại bên trong tiếp tục bị ăn mòn.
- c) Sai. Trong duralumin có copper ($\text{Cu}$). Copper đứng sau hydrogen trong dãy hoạt động hóa học nên không tác dụng với dung dịch $\ce{H2SO4}$ loãng; phần đồng không tan sẽ còn lại, do đó hợp kim không tan hoàn toàn.
- d) Sai.
+ Khối lượng quặng: 9,4 tấn; chứa 62,1% $\ce{Al2O3.nH2O} \Rightarrow m_{\ce{Al2O3.nH2O}} = 9,4 \cdot 0,621 = 5,8374\text{ tấn}$.
+ Khối lượng nhôm thu được trong duralumin: $m_{\text{Al}} = 2,187 \cdot 94\% = 2,05578\text{ tấn}$.
+ Vì hiệu suất $H = 90\%$, khối lượng Al trên lý thuyết:

$$m_{\text{Al (LT)}} = \dfrac{2,05578}{90\%} = 2,2842\text{ tấn} \Rightarrow n_{\text{Al (LT)}} = \dfrac{2,2842}{27} = 0,0846\text{ kmol}.$$

+ Ta có: $1\text{ mol } \ce{Al2O3.nH2O} \rightarrow 2\text{ mol Al}$.

$$\Rightarrow n_{\ce{Al2O3.nH2O}} = \dfrac{0,0846}{2} = 0,0423\text{ kmol}.$$

+ Khối lượng mol của chất X:

$$M_{\text{X}} = \dfrac{5,8374}{0,0423} = 138\text{ g/mol} \Rightarrow 102 + 18n = 138 \Rightarrow 18n = 36 \Rightarrow n = 2.$$

Vậy công thức là $\ce{Al2O3.2H2O}$ (không phải $\ce{Al2O3.3H2O}$).

PHẦN III. TRẮC NGHIỆM TRẢ LỜI NGẮN

Câu 16.
- Theo bài ra:

$$\begin{cases} Z_{\text{X}} + Z_{\text{Y}} = 23 \\ Z_{\text{Y}} - Z_{\text{X}} = 7 \end{cases} \Rightarrow \begin{cases} Z_{\text{Y}} = 15 \\ Z_{\text{X}} = 8 \end{cases}$$

- $Z_{\text{X}} = 8$: Nguyên tố Oxygen (O), chu kì 2, nhóm VIA, có khối lượng nguyên tử là 16 amu.
- $Z_{\text{Y}} = 15$: Nguyên tố Phosphorus (P), chu kì 3, nhóm VA, có khối lượng nguyên tử là 31 amu.
- Hai nhóm VA và VIA là hai nhóm A liên tiếp (thỏa mãn điều kiện đề bài).
- Tổng khối lượng nguyên tử của X và Y:

$$M = 16 + 31 = 47\text{ amu}.$$

Đáp số: 47.

Câu 17.
Xét từng thí nghiệm:
- (1) $\ce{Na2CO3 + H2SO4 -> Na2SO4 + CO2 ^ + H2O}$ (chỉ có khí $\ce{CO2}$, không có kết tủa) $\rightarrow$ loại.
- (2) $\ce{NH4HCO3 + Ba(OH)2 ->[t^\circ] BaCO3 v + NH3 ^ + 2H2O}$ (có kết tủa $\ce{BaCO3}$ và khí $\ce{NH3}$) $\rightarrow$ chọn.
- (3) $\ce{Na2CO3 + CaCl2 -> CaCO3 v + 2NaCl}$ (chỉ có kết tủa $\ce{CaCO3}$) $\rightarrow$ loại.
- (4) $\ce{NaHCO3 + Ba(OH)2 -> BaCO3 v + NaOH + H2O}$ (chỉ có kết tủa $\ce{BaCO3}$) $\rightarrow$ loại.
- (5) $\ce{(NH4)2SO4 + Ba(OH)2 ->[t^\circ] BaSO4 v + 2NH3 ^ + 2H2O}$ (có kết tủa $\ce{BaSO4}$ và khí $\ce{NH3}$) $\rightarrow$ chọn.
- (6) $\ce{BaCO3 + 2NaHSO4 -> BaSO4 v + Na2SO4 + CO2 ^ + H2O}$ (có kết tủa $\ce{BaSO4}$ và khí $\ce{CO2}$) $\rightarrow$ chọn.
- (7) \ce{3Na2CO3 + 2FeCl3 + 3H2O -> 2Fe(OH)3 v + 6NaCl + 3CO2 ^} (có kết tủa $\ce{Fe(OH)3}$ và khí $\ce{CO2}$) $\rightarrow$ chọn.
=> Các thí nghiệm thỏa mãn là (2), (5), (6), (7). Tổng cộng có 4 thí nghiệm.
Đáp số: 4.

Câu 18.
- Ta có sơ đồ bảo toàn nguyên tố sulfur:

$$\ce{FeS2 -> 2H2SO4}$$

- Khối lượng $\ce{H2SO4}$ cần sản xuất: $m = 9,8\text{ tấn} \Rightarrow n_{\ce{H2SO4}} = \dfrac{9,8}{98} = 0,1\text{ Mmol}$.
- Theo sơ đồ, số mol $\ce{FeS2}$ phản ứng theo lý thuyết:

$$n_{\ce{FeS2 (LT)}} = \dfrac{0,1}{2} = 0,05\text{ Mmol} \Rightarrow m_{\ce{FeS2 (LT)}} = 0,05 \cdot 120 = 6\text{ tấn}.$$

- Vì hiệu suất toàn bộ quá trình là $90\%$:

$$m_{\ce{FeS2 (TT)}} = \dfrac{6}{90\%} = \dfrac{20}{3}\text{ tấn}.$$

- Hàm lượng $\ce{FeS2}$ trong quặng là 80%:

$$m_{\text{quặng}} = \dfrac{20/3}{80\%} = \dfrac{25}{3} \approx 8,333...\text{ tấn} \approx 8,33\text{ tấn}.$$

Đáp số: 8,33.

Câu 19.
- Thể tích nước trong ao:

$$V = S \cdot h = 2000 \cdot 0,7 = 1400\text{ m}^3.$$

- Lượng $\ce{CuSO4.5H2O}$ sử dụng trong 1 ngày:

$$m_1 = 1400 \cdot 0,25\text{ gam} = 350\text{ gam} = 0,35\text{ kg}.$$

- Tổng khối lượng $\ce{CuSO4.5H2O}$ sử dụng trong 3 ngày:

$$m = 3 \cdot 0,35 = 1,05\text{ kg}.$$

Đáp số: 1,05.

Câu 20.
- Số mol $\ce{HCl}$ ban đầu:

$$n_{\ce{HCl (bđ)}} = 0,05 \cdot 1 = 0,05\text{ mol}.$$

- Ở bước 2, lượng $\ce{HCl}$ dư trong 10,0 mL dung dịch X phản ứng với $\ce{NaOH}$:

$$\ce{HCl + NaOH -> NaCl + H2O}$$

$$n_{\ce{NaOH}} = 0,04 \cdot 0,1 = 0,004\text{ mol} \Rightarrow n_{\ce{HCl (dư trong 10 mL)}} = 0,004\text{ mol}.$$

- Suy ra số mol $\ce{HCl}$ dư trong toàn bộ 50 mL dung dịch X:

$$n_{\ce{HCl (dư)}} = 0,004 \cdot \dfrac{50}{10} = 0,02\text{ mol}.$$

- Số mol $\ce{HCl}$ đã phản ứng với $\ce{CaCO3}$:

$$n_{\ce{HCl (pư)}} = 0,05 - 0,02 = 0,03\text{ mol}.$$

- Phản ứng: $\ce{CaCO3 + 2HCl -> CaCl2 + CO2 ^ + H2O}$

$$n_{\ce{CaCO3}} = \dfrac{n_{\ce{HCl (pư)}}}{2} = \dfrac{0,03}{2} = 0,015\text{ mol}.$$

- Khối lượng $\ce{CaCO3}$ trong 2,0 gam vỏ trứng:

$$m_{\ce{CaCO3}} = 0,015 \cdot 100 = 1,5\text{ gam}.$$

- Hàm lượng phần trăm:

$$\%m_{\ce{CaCO3}} = \dfrac{1,5}{2,0} \cdot 100\% = 75\%.$$

Đáp số: 75% (hoặc 75).

Câu 21.
- Số mol $\ce{H2SO4}$ ban đầu: $n_{\ce{H2SO4 (bđ)}} = 0,05 \cdot 0,1 = 0,005\text{ mol}$.
- Lượng $\ce{H2SO4}$ dư tác dụng với $\ce{NaOH}$:

$$\ce{2NaOH + H2SO4 -> Na2SO4 + 2H2O}$$

$$n_{\ce{NaOH}} = 0,016 \cdot 0,1 = 0,0016\text{ mol} \Rightarrow n_{\ce{H2SO4 (dư)}} = \dfrac{0,0016}{2} = 0,0008\text{ mol}.$$

- Số mol $\ce{H2SO4}$ đã phản ứng với $\ce{NH3}$:

$$n_{\ce{H2SO4 (pư)}} = 0,005 - 0,0008 = 0,0042\text{ mol}.$$

- Phản ứng: $\ce{2NH3 + H2SO4 -> (NH4)2SO4}$

$$n_{\ce{NH3}} = 2 \cdot n_{\ce{H2SO4 (pư)}} = 2 \cdot 0,0042 = 0,0084\text{ mol}.$$

- Bảo toàn nguyên tố nitrogen:

$$n_{\text{N}} = n_{\ce{NH3}} = 0,0084\text{ mol} \Rightarrow m_{\text{N}} = 0,0084 \cdot 14 = 0,1176\text{ gam}.$$

- Độ dinh dưỡng của loại phân này:

$$\%N = \dfrac{0,1176}{0,3} \cdot 100\% = 39,2\%.$$

Đáp số: 39,2% (hoặc 39,2).

Câu 22.
1. Tính lượng đá vôi và nhiệt lượng cần cung cấp trong 1 ngày:
- Khối lượng $\ce{CaO}$ sản xuất mỗi ngày: $420\text{ tấn} = 420\,000\text{ kg}$.
- Phản ứng nhiệt phân: \ce{CaCO3 ->[t^\circ] CaO + CO2 ^}
Cứ $100\text{ kg } \ce{CaCO3} \rightarrow 56\text{ kg CaO}$.
- Khối lượng $\ce{CaCO3}$ cần nhiệt phân mỗi ngày:

$$m_{\ce{CaCO3}} = 420\,000 \cdot \dfrac{100}{56} = 750\,000\text{ kg}.$$

- Nhiệt lượng cần cung cấp mỗi ngày:

$$Q_{\text{cần}} = 750\,000 \cdot 1800 = 1\,350\,000\,000\text{ kJ} = 1,35 \cdot 10^9\text{ kJ}.$$

2. Tính lượng than đá tiêu thụ trong 30 ngày:
- Mỗi kg than đá giải phóng $27\,000\text{ kJ}$, hiệu suất hấp thụ là 50% nên lượng nhiệt có ích truyền cho đá vôi từ 1 kg than là:

$$q = 27\,000 \cdot 50\% = 13\,500\text{ kJ/kg}.$$

- Khối lượng than đá cần dùng trong 1 ngày:

$$m_{\text{than/ngày}} = \dfrac{1,35 \cdot 10^9}{13\,500} = 100\,000\text{ kg} = 100\text{ tấn}.$$

- Trong 30 ngày, khối lượng than đá tiêu thụ:

$$m_{\text{than (30 ngày)}} = 100\,000 \cdot 30 = 3\,000\,000\text{ kg}.$$

3. Tính lượng $\ce{SO2}$ phát thải ra khí quyển:
- Khối lượng lưu huỳnh trong than đá:

$$m_{\text{S}} = 3\,000\,000 \cdot 1\% = 30\,000\text{ kg}.$$

- Khối lượng lưu huỳnh bị đốt cháy tạo $\ce{SO2}$:

$$m_{\text{S (cháy)}} = 30\,000 \cdot 80\% = 24\,000\text{ kg}.$$

- Số mol $\ce{SO2}$ tạo ra:

$$n_{\ce{SO2 (tạo thành)}} = \dfrac{24\,000 \cdot 10^3}{32} = 750\,000\text{ mol}.$$

- Số mol $\ce{SO2}$ phát thải vào khí quyển:

$$n_{\ce{SO2 (phát thải)}} = 750\,000 \cdot 1,6\% = 12\,000\text{ mol}.$$

4. Tính lượng mưa tạo ra:
- Bảo toàn sulfur: $n_{\ce{H2SO4}} = n_{\ce{SO2 (phát thải)}} = 12\,000\text{ mol}$.
- Thể tích nước mưa tương ứng:

$$V = \dfrac{n_{\ce{H2SO4}}}{C_{\text{M}}} = \dfrac{12\,000}{2 \cdot 10^{-5}} = 6 \cdot 10^8\text{ L} = 600\,000\text{ m}^3 = 6 \cdot 10^5\text{ m}^3.$$

- Diện tích đất hứng mưa:

$$S = 40\text{ km}^2 = 40 \cdot 10^6\text{ m}^2 = 4 \cdot 10^7\text{ m}^2.$$

- Lượng mưa trung bình tạo ra:

$$h = \dfrac{V}{S} = \dfrac{6 \cdot 10^5}{4 \cdot 10^7} = 0,015\text{ m} = 15\text{ mm}.$$

Đáp số: 15.