Đề Thi HSG Hoá 12 - THPT Lộc Bình - Lạng Sơn [2009 - 2010] potx

PHẦN HÓA HỌC VÔ CƠ Bài 1 1 điểm Bằng dung dịch NH3, người ta có thể làm kết tủa hoàn toàn ion Al3+ trong dung dịch nước ở dạng hiđroxit, nhưng chỉ làm kết tủa được một phần ion Mg2+ tr

ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI CẤP TRƯỜNG

MÔN HÓA HỌC – LỚP 12 Năm học: 2009 – 2010

Thời gian làm bài: 180 phút

A PHẦN HÓA HỌC VÔ CƠ

Bài 1 ( 1 điểm )

Bằng dung dịch NH3, người ta có thể làm kết tủa hoàn toàn ion Al3+ trong dung dịch nước ở dạng hiđroxit, nhưng chỉ làm kết tủa được một phần ion Mg2+ trong dung dịch nước ở dạng hiđroxit Hãy làm sáng tỏ điều nói trên bằng các phép tính cụ thể Cho biết: Tích số tan của Al(OH)3 là 5.10-33; tích số tan của Mg(OH)2 là 4.10-12; hằng số

phân ly bazơ của NH3 là 1,8.10-5

Bài 2 (4 điểm )

1 Có 3 ống nghiệm, mỗi ống chứa 2 cation và 2 anion (không trùng lặp) trong số

các ion sau: NH4, Na+, Ag+, Ba2+, Mg2+, Al3+, Cl–, Br–, NO3, CO2

3 , CH3COO, PO3

4 Hãy xác định các cation và anion trong từng ống nghiệm

2 Cho 5 dung dịch: Na2CO3, FeCl3, NaOH, Al2(SO4)3, AgNO3 Viết các phương trình phản ứng xảy ra (nếu có) khi lần lượt cho một dung dịch này phản ứng với các dung dịch còn lại

3 Có 5 chất bột màu trắng đựng trong 5 bình riêng biệt bị mất nhãn hiệu là: NaCl, Na2CO3, Na2SO4, BaCO3 và BaSO4 Chỉ được dùng thêm nước và CO2 hãy trình bày cách phân biệt từng chất

Bài 3 ( 4 điểm)

A là dung dịch Na2CO3 0,1M; B là dung dịch hỗn hợp Na2CO3 0,1M và KHCO3 0,1M và C là dung dịch KHCO3 0,1M

1 Tính thể tích khí CO2 ( đktc) thoát ra khi cho từ từ từng giọt đến hết 50ml dung

dịch HCl 0,1M vào 100ml dung dịch A và khi cho hết 100ml dung dịch B vào 200ml dung dịch HCl 0,1M

2 Xác định số mol các chất có trong dung dịch thu được khi thêm 100ml dung

dịch Ba(OH)2 0,1M vào 150 ml dung dịch C

3 Tính pH của các dung dịch A và C, biết axit cacbonnic có pK1=6,35 và pK2 = 10,33

4 Đề nghị phương pháp nhận biết các ion trong dung dịch B

Bài 4 ( 3 điểm )

Hoà tan hoàn toàn 4,431 gam hỗn hợp Al, Mg bằng dung dịch HNO3 loãng thu

được dung dịch A và 1,568 lít (đktc) hỗn hợp 2 khí không màu có khối lượng 2,59 gam, trong đó có một khí bị hoá đỏ nâu trong không khí

1 Tính thành phần % theo khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp

2 Tính số mol HNO3 đã phản ứng

3 Khi cô cạn dung dịch A thì thu được bao nhiêu gam muối khan

Biết Al = 27 Mg = 24 H = 1 N = 14 O = 16 C = 12 K = 39

SỞ GD & ĐT LẠNG SƠN

TRƯỜNG THPT LỘC BÌNH

B. PHẦN HOÁ HỌC HỮU CƠ

Câu1 (4,5 Điểm)

1 Cho 3 chất: rượu etylic, axit axetic, phenol, hãy sắp xếp các chất trên theo độ

linh động tăng dần của nguyên tử hydro trong nhóm -OH Viết phương trình

phản ứng minh họa

2 Bằng phương pháp hóa học, hãy phân biệt sáu chất sau: Anđehit fomic,

glixerin, glucozơ, phenol, tinh bột, rượu metylic.Viết các phương trình phản ứng ( nếu có)

3 Từ than đá, đá vôi và các chất cần thiết, viết phương trình điều chế

Ortho-nitrophenol và Meta-aminophenol

Câu2 (3,5 Điểm)

Làm bay hơi một chất hữu cơ A (chứa các nguyên tố C, H, O), được một chất hơi

có tỉ khối hơi đối với metan bằng 13,5 Lấy 10,8 gam chất A và 19,2 gam O2 cho vào bình kín, dung tích 25,6 lít (không đổi) Đốt cháy hoàn toàn A, sau đó giữ nhiệt độ bình

ở 163,8o C thì áp suất trong bình bằng 1,26 atm Lấy toàn bộ sản phẩm chấy cho vào

160 gam dd NaOH 15%, được dd B có chứa 41,1 gam hỗn hợp hai muối Khí ra khỏi

dung dịch B có thể tích V1 lít (đktc)

1 Xác định công thức phân tử, viết một công thức cấu tạo của A.(Biết rằng khi cho A tác dụng với kiềm tạo ra 1 rượu và 3 muối)

2 Tính V1 và C% của các chất trong dung dịch B

3 Cho 10,8 gam A tác dụng vừa đủ với V2 lít dd NaOH 3M thu được a gam hỗn

hợp muối Tính V2 và a

- Hết

- Học sinh được phép sử dụng bảng hệ thống tuần hoàn

- Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm

HƯỚNG DẪN CHẤM BÀI PHẦN HÓA HỌC VÔ CƠ ( 12 ĐIỂM)

BÀI 1

3 NH3 + H2O NH4+ + OH K

3

NH = 1,8.105

Al(OH)3 Al3+ + 3 OH KS

3

)

(OH

Al = 5 1033

Al3+ + 3 NH3 + 3 H2O Al(OH)3 + 3 NH4+

K =

3 3

) ( 3

OH SAl

NH K

K

= 1,17.1018

Tương tự như vậy, đối với phản ứng:

Mg2+ + 2 NH3 + 2 H2O Mg(OH)2 + 2 NH4+

K =

2 3

) ( 2

OH SMg

NH K

K

= 81

Phản ứng thuận nghịch, Mg2+ không kết tủa hoàn toàn dưới dạng magiê

hiđroxit như Al3+

0,5

0,5

BÀI 2

1

ống nghiệm 1: NH4

+ , Na+, CO32-, PO4

-ống nghiệm 1: Ag+, Mg2+, NO3-, CH3COO

ống nghiệm 1: Ba2+, Al3+, Cl-, Br

-0,75

2

Các ptpư:

1 3Na2CO3 + 2FeCl3 + 3H2O 6NaCl + 2Fe(OH)3 + 3CO2

2 3Na2CO3 + Al2(SO4)3 + 3H2O 3Na2SO4 + 2Al(OH)3 + 3CO2

3 Na2CO3 + 2AgNO32NaNO3 + Ag2CO3

4 FeCl3 + 3NaOH 3NaCl +Fe(OH)3

5 FeCl3 + 3AgNO3Fe(NO3)3 + 3AgCl

6 Al2(SO4)3 + 6NaOH 3Na2SO4 + 2Al(OH)3

7 Al(OH)3+ NaOHdư NaAlO2 + 2H2O

Mỗi phương trình đúng được 0,25 điểm

1,75

+ Lấy mẫu thử từ các chất trên

+ Hoà tan lần lượt từng chất vào nước

- Các chất tan tạo dung dịch là: NaCl; Na2CO3; Na2SO4

- Các chất không tan là: BaCO3; BaSO4

+ Hoà tan hai chất không tan trong nước vào nước có CO2:

- Chất tan dần tạo thành dung dịch là: BaCO3

Ptpư: BaCO3 + CO2+ H2OBa(HCO3)2 tan

- Chất không tan còn lại là: BaSO4

+ Dùng dung dịch Ba(HCO3)2 vừa điều chế được cho tác dụng với các

dung dịch NaCl; Na2CO3; Na2SO4 ở trên:

- Hai dung dịch có kết tủa trắng xuất hiện là Na2CO3; Na2SO4

Ptpư: 1, Ba(HCO3)2 + Na2CO3  BaCO3+ 2NaHCO3

2, Ba(HCO3)2 + Na2SO4  BaSO4+ 2NaHCO3

- Dung dịch không có hiện tượng gì là NaCl

Lọc lấy kết tủa ở trên đem hoà tan trong nước có CO2, kết tủa tan là

BaCO3, dung dịch ban đầu là Na2CO3;

0,5

0,5

0,5

BÀI 3

1

Cho từ từ từng giọt dung dịch HCl vào dung dịch Na2CO3



2 3

3

HCO

n0 ( mol ) 0,01 0,005

nsau phản ứng(mol) 0,005 0

Do dư 2

3

CO nên không có giai đoạn tạo CO2, VCO2= 0

* Cho dung dịch Na2CO3 và KHCO3 vào dung dịch HCl



2 3



3

Vì 2nCO2  + n 

3

HCO > nH phản ứng hết Giả sử (1) xảy ra trước thì ta có nCO2= n H

2

1

= 0,01 mol Giả sử ( 2) xảy ra trước thì từ (1) và (2) ta có nCO2= 0,015 mol

Thực tế (1) và (2) đồng thời xảy ra nên: 0,224 L < V

2

CO < 0,336 L

1

2

Thêm dung dịch Ba(OH)2 vào dung dịch KHCO3



3

3

n0 ( mol ) 0,015 0,02

nsau phản ứng(mol) 0 0,005 0,015



2

3

CO  BaCO3

n0 ( mol ) 0,01 0,015

nsau phản ứng(mol) 0 0,005

Dung dịch còn 0,005 mol KOH và 0,005 mol K2CO3

1

3

Dung dịch A có các cân bằng:



2

3

CO + H2O  HCO3 + OH Kb1 = 10-3,67



3

HCO + H2O  H2O + CO2 + OH Kb2 = 10-7,65

H2O H + OH Kw = 10-14

Vì Kb1>> Kb2 >>Kw nên cân bằng (1) là chủ yếu:

pH = 14

-2

1

( pKb1 + pC ) = 14

-2

1

( 3,67 + 1) = 11,67

1

Dung dịch C là dung dịch lưỡng tính nên:

pH =

2

1

( pKb1 + pKb2 ) =

2

1

( 6,35 + 10,33) = 8,34

4

Trích mẫu thử thêm BaCl2 dư vào mẫu thử thấy xuất hiện kết tủa trắng

( tan trong axit), như vậy mẫu thử có 2

3

CO



2

3

CO  BaCO3 Lọc tách kết tủa, thêm vào dung dịch nước lọc thấy sủi bọt khí không

màu ( làm đục nước vôi trong), vậy dung dịch có HCO3



3

1

BÀI 4

Gọi x, y lần lượt là số mol của Al, Mg Ta có 27x + 24 y = 4,431 (*)

Al0 Al3+

+ 3e

x x 3x

Mg0 Mg2+

+ 2e

y y 2y

 e chất khử cho = 3x + 2y

TH1 Giả sử tạo thành NO, N2 O

Gọi a, b lần lượt là số mol của NO, N2 O

Ta có a + b =

4 , 22

568 , 1

= 0,07 (1) 30a + 44b = 2,59 (2)

Từ (1) và (2) ta có: a = b = 0,035 mol

TH2 Giả sử tạo thành N2, NO

Ta có a + b =

4 , 22

568 , 1

= 0,07 (1) 28a + 30b = 2,59 (2)

Từ (1) và (2) ta có: a =- 0,245; b = 0,315 ( loại)

Mặt khác

N+5 + 3e  N+2 (NO)

a 3a a

2N+5 + 8e  2N+1(N2O)

2b 8b b

 e chất oxi hóa nhận = 3a + 8b = 3.0,035 + 8.0,035 = 0,385

ADĐLBTE ta có 3x + 2y = 0,385 (**)

Từ (*) và (**) ta có x= 0,021; y = 0,161

0,5

0,5

0,5

3

NO = n 

3

NO tạo muối + n 

3

NO tạo ra khí

PHẦN HÓA HỌC HỮU CƠ ( 8 điểm)

Câu 1

1

2

Xắp xếp độ linh động tăng dần của H trong nhóm –OH

C2H5OH < C6H5OH < CH3COOH

- C2H5OH chỉ phản ứng được với kim loại kiềm, phenol và axit axetic

phản ứng được với NaOH Và CH3COOH đấy được phenol ra khỏi muối

phenolat

C2H5OH + Na  C2H5ONa + ½ H2

C6H5OH + Na  C6H5ONa + ½ H2

CH3COOH + C6H5ONa  C6H5OH + CH3COONa

bột

Ancol metylic

xanh

dd màu xanh

-Cu(OH)2,

t0C

lam

-Cu(OH)2 + 2C3H8O3 (C3H7O3)2Cu + 2H2O

Cu(OH)2 + 2C6H12O6 (C6H11O6)2Cu + 2H2O

HCHO + Cu(OH)2 + NaOH  HCOONa + Cu2O + 3H2O

CH2OH(CHOH)4-CHO + Cu(OH)2 + NaOH 

CH2OH(CHOH)4-COONa + + Cu2O + 3H2O

HO-C6H5 + 3Br2  Br3-C6H2-OH + 3HBr

Sơ đồ CaCO3   1

CaO   2

CaC2   3

CHCH   4

C6H6 Orthonitrophenl

C6H6   5

C6H5Br   6

C6H5OH   7

HO-C6H4-NO2 Metaaminophenol

C6H6   8 C6H5-NO2   9 Br-C6H4-NO2   10 HO-C6H4-NO2   11

HO-C6H4-NH2

Chú y phương trình 1  4 0,5 điểm

5,6,7 0,75 điểm

8  11 0,75 điểm

Câu 2

MA = 13,5.16 = 216

216

8 ,

2

32

2 ,

19  mol

Theo đầu bài A + kiềm  1 rượu + 3 muối

 A A là este của 3 axit hữu cơ khác nhau và 1 ancol 3 chức

Số nhóm chức của A  3

Giả sử este A có 3 nhóm chức  trong phân tử A có 6 nguyên tử O

Gọi CTPT CxHyOz ( MA = 216 )

12x + y = 120  x = 9 , y = 12

0,25 0,25

0,25 0,2

0,5

0,25 0,25 0,5 0,5

0,25

0,25

3

Gọi CTPT A: C9H12O6

Xét trường hợp phân tử A có nhiều hơn 3 nhóm chức ( không phù hợp

bài)

 rượu có 3 chức  CH2(OH)-CH(OH)-CH2(OH) ( glixerol) 3 axit

khác có tổng số nguyên tử C là 6

 H-COOH; CH3-COOH; CH2=CH-COOH

CTCT của A LÀ H-COO – CH2

CH3-COO – CH

CH2=CH-COO – CH2 Tính V1, C% các chất trong dung dịch B

- Số mol hỗn hợp khí sau phản ứng khi đốt cháy hoàn toàn A

9 , 0 ) 5 , 163 273 ( 082 , 0

6 , 25 26 , 1









RT

PV

Phương trình phản ứng

C9H12O6 + 9O2 9CO2 + 6H2O (1)

0,05 0,45 0,3

Khí thoát ra khỏi B là oxi dư có thể tích V1

nO2dư = 0,9 – ( 0,45 + 0,3 ) = 0,15 ( mol)

V1 - V

2

O = 0,15.22,4 = 3,36 lít Khối lượng dung dịch B

Mdd = mCO2 + mH2O + m ddNaOH = 0,45.44 + 0,3.18 + 160 = 185,2 gam

NNaOH =

100 40

15 160

= 0,6 mol CO2 + NaOH  NaHCO3

x x x

CO2 + 2NaOH  Na2CO3 + H2O

y 2y y

X + y  0,45

84x + 106y = 41,1

 x = 0,3 mol; y = 0,15 mol

C% NaHCO3 = 100 % 13 , 6 %

2 , 185

83 3 , 0



C%

3

2CO

2 , 185

106 15 ,

Tính V2, a

C 9 H 12 O 6 + 3NaOH  C 3 H 5 (OH) 3 + HCOONa + CH 3 COONa + CH 2 =CH-COONa

0,05 0,15 0,05 0,05 0,05 0,05

Theo định luật bảo toàn khối lượng

A = mA + mNaOH- mrượu

= 0,05.21,6 + 0,15.40 - 0,05.92 = 12,2 gam

3

15 ,

0  lít

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25 0,25