SỞ GD&ĐT NGHỆ AN KÌ THI CHỌN GIÁO VIÊN DẠY GIỎI TỈNH HỆ GDTX BẬC THPT CHU KỲ 2010 – 2015 Môn thi: HOÁ HỌC Thời gian làm bài: 150 phút Câu 1. (5,0 điểm) 1. Lập sơ đồ và viết phương trình phản ứng hóa học điều chế nhựa PVC và Cao su buna từ metan (các chất vô cơ và điều kiện cần thiết có đủ). 2. Trong mỗi chén sứ A, B, C đựng một muối nitrat. Nung các chén sứ ở nhiệt độ cao trong không khí, đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn sau đó làm nguội các chén sứ người ta thấy: - Trong chén sứ A không còn lại chất gì cả. - Cho HCl vào chén sứ B thấy có khí thoát ra. - Trong chén sứ C còn lại một chất rắn màu nâu đỏ. Hỏi trong mỗi chén sứ có loại muối nitrat nào? Viết các phương trình phản ứng hoá học xảy ra trong mỗi chén. Câu 2. (5,0 điểm) 1. Từ một đề bài trắc nghiệm: Hoà tan vừa đủ 10g hỗn hợp hai kim loại X, Y (đều có hoá trị duy nhất) vào dung dịch hỗn hợp gồm hai axit HNO 3 và H 2 SO 4 , thu được 2,688 lít hỗn hợp khí gồm NO 2 và SO 2 (ở đktc) có tổng khối lượng là 5,88 gam (không có sản phẩm khử nào khác). Cô cạn dung dịch khối lượng muối khan thu được là: A. 18,12 gam B. 17,56 gam C. 20,0 gam D. 21,18 gam Có một học sinh đã phát biểu: Ở bài tập này có 2 đáp án phù hợp. Ý kiến của anh (chị) về vấn đề này như thế nào? 2. Hoà tan hoàn toàn 4,92 gam hỗn hợp A gồm (Al, Fe) trong 375ml dung dịch HCl 2M thu được dung dịch B. Thêm 750 ml dung dịch NaOH 1,2M vào dung dịch B thu được kết tủa C, lọc kết tủa C, rửa sạch sấy khô nung trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được 2,4 g chất rắn. a) Hãy chứng minh rằng HCl còn dư sau phản ứng. b) Tìm khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp A. Câu 3. (5,0 điểm) Cho một lượng axit hữu cơ B phản ứng vừa đủ với dung dịch NaOH rồi cô cạn dung dịch thu được 1,48 gam muối khan D. Đem toàn bộ lượng muối D đốt cháy hoàn toàn với oxi thu được 1,06 gam một chất rắn X và một hỗn hợp khí Y. Hấp thụ hết khí Y vào bình đựng nước vôi trong dư thấy khối lượng bình tăng 1,06 gam và thu được 2 gam kết tủa Z. Hãy xác định công thức phân tử và công thức cấu tạo của B, biết số nguyên tử cacbon trong một phân tử B nhỏ hơn 6. Câu 4. (5,0 điểm) Anh (chị) hãy hướng dẫn học sinh: 1. Làm thí nghiệm điều chế khí etilen trong phòng thí nghiệm. 2. Giải bài tập sau: "Hoà tan hoàn toàn 20 gam CaCO 3 bằng dung dịch HCl dư, khí thu được dẫn vào 750ml dung dịch Ca(OH) 2 0,2M. Hãy tính khối lượng kết tủa thu được" Cho: C=12; H=1; O=16; Na=23; Al=27; Fe=56; N=14; S=32; Ca=40; Hết Đề chính thức Họ và tên: SBD 2 SỞ GD&ĐT NGHỆ AN KÌ THI CHỌN GIÁO VIÊN DẠY GIỎI TỈNH HỆ GDTX BẬC THPT CHU KỲ 2010 – 2015 HƯỚNG DẪN CHẤM VÀ BIỂU ĐIỂM ĐỀ CHÍNH THỨC Môn: HOÁ HỌC (Đáp án gồm 4 trang ) Câu Nội dung Điểm 1.1 CH 2 = CHCl (3) → ( CH 2 -CHCl ) n CH 4 → C 2 H 2 CH 2 = CH - C ≡ CH (5) → CH 2 =CH-CH=CH 2 (6) → ( CH 2 -CH=CH-CH 2 ) n 1.0 2CH 2 → 2C 2 H 2 + 3H 2 (1) 0.25 CH ≡ CH + HCl → CH 2 = CHCl (2) 0.25 nCH 2 = CHCl → ( CH 2 - CHCl ) n (3) 0.25 2CH ≡ CH → CH 2 = CH - C ≡ CH (4) 0.25 CH 2 = CH - C ≡ CH + H 2 0 3 t ,PbCO / Pd → CH 2 = CH - CH = CH 2 (5) 0.25 n CH 2 = CH - CH = CH 2 0 t ,xt,P → ( CH 2 - CH = CH - CH 2 ) n (6) 0.25 1.2 * Chén sứ A có thể là các muối NH 4 NO 3 , Hg(NO 3 ) 2 hoặc các muối nitrat hữu cơ (ví dụ CH 3 NH 3 NO 3 ) 0.25 * Chén sứ B chứa muối nitrat của kim loại kiềm (ví dụ: NaNO 3 ) 0.25 * Chén sứ C chứa muối sắt nitrat (Fe(NO 3 ) 2 hoặc Fe(NO 3 ) 3 0.25 Phương trình phản ứng: * Ở chén A NH 4 NO 3 0 t → N 2 O + 2H 2 O 0.25 Hg(NO 3 ) 2 0 t → Hg + 2 NO 2 + O 2 0.25 2CH 3 NH 3 NO 3 + 3O 2 0 t → 2CO 2 + 6H 2 O + 2N 2 0.25 * Ở chén B: NaNO 3 0 t → NaNO 2 + 1/2 O 2 0.25 3HCl + 3NaNO 2 → 2NaCl + NaNO 3 + 2NO + H 2 O ( 4HCl + 2NaNO 2 → 2NaCl + Cl 2 + 2NO + 2H 2 O) 0.25 * Ở chén C 4Fe(NO 3 ) 2 0 t → 2Fe 2 O 3 + 8NO 2 + O 2 0.25 4Fe(NO 3 ) 3 0 t → 2Fe 2 O 3 +12NO 2 + 3O 2 0.25 3 (1) (2) (4) 1500 0 C HgCl 2 , 150 0 C-200 0 C t 0 , xt,P CuCl,NH 4 Cl 2.1 2 2 ( ) 0,12 SO NO n mol + = 2 2 5,88 SO NO m m g+ = ⇒ 2 2 0,1 0,02 NO SO n mol n mol = = 0.5 3 2 2 NO 2H 1e NO H O − + + + → + 0,1 0,2 0,1 0.5 2 4 2 2 SO 4H 2e SO 2H O − + + + → + 0,02 0,08 0,02 0.5 − 3 NO (t ¹o muèi) n = 0,2 - 0,1 = 0,1 mol 0.25 2 4 SO (t ¹o muèi) 0,08 n 2 − = - 0,02 = 0,02 mol 0.25 => m (2 muối) = 10 + 0,1 x 62 + 0,02 x 96 = 18,12 gam => Đáp án A đúng ; Phát biểu của học sinh sai. 0.5 2.2.a n HCl (ban đầu) = 2 . 0,375 = 0,75 mol Giả sử hỗn hợp đầu chỉ có sắt: n Fe = 4,92 0,088 mol 56 = Phản ứng: Fe + 2HCl → FeCl 2 + H 2 0,088 0,176 Giả sử hỗn hợp đầu chỉ có Al: n Al = 4,92 27 = 0,182 mol Phản ứng: 2Al + 6 HCl → 2AlCl 3 + 3H 2 0,182 0,546 0.25 Vậy số mol HCl tham gia phản ứng chỉ nằm trong khoảng: 0,176 < n HCl < 0,546 Theo đề ra số mol HCl ban đầu = 0,75 mol ⇒ Số mol HCl dư sau phản ứng 0.25 2.2.b Đặt x, y là số mol Al, Fe trong phản ứng, ta có: 27x + 56y = 4,92 (*) Phương trình hoá học 2Al + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2 x 3x x Fe + 2HCl → FeCl 2 + H 2 y 2y y Dung dịch B gồm x mol AlCl 3 , y mol FeCl 2 ; 0,75 - (3x+2y) mol HCl dư 0.5 Cho dung dịch B tác dụng với NaOH (n NaOH = 0,75 . 1,2 = 0,9 mol) Phản ứng: NaOH + HCl → NaCl + H 2 O 0,75 - (3x+2y) mol ← 0,75 - (3x+2y) mol 3NaOH + AlCl 3 → Al(OH) 3 ↓ + 3NaCl 3x x x FeCl 2 + 2NaOH → Fe(OH) 2 ↓ + 2NaCl y 2y y Số mol NaOH dư: 0,9 -[0,75-(3x+2y)] - 2y -3x = 0,15 mol 0.5 Lượng NaOH dư hoà tan kết tủa Phản ứng: NaOH + Al(OH) 3 → NaAlO 2 + 2H 2 O mol ban đầu 0.15 x mol phản ứng x' x' mol sau phản ứng 0.15-x' x - x' (đk x' ≤ x, x' ≤ 0,15) Nung kết tủa: 2Fe(OH) 2 + 1/2O 2 → Fe 2 O 3 + 2H 2 O y y/2 2Al(OH) 3 → Al 2 O 3 + 3H 2 O x-x' 1/2(x-x') 0.5 4 Khối lượng chất rắn: 51 (x-x') + 80y = 2,4 (**) Biện luận: - Khi x = x' , Al(OH) 3 tan hết, NaOH dư hoặc hết, x'<0,15 Thay vào (**) ⇒ y = 0,03mol ⇒ x = 0,12mol (thoả mãn) mAl = 0,12 . 27 = 3,24gam mFe = 0,03 . 56 = 1,68 gam - Khi x'<x , Al(OH) 3 dư , NaOH hết ⇒ x' = 0,15 mol Giải hệ phương trình (*) và (**) 27x 56y 4,92 x 0,234 51x 80y 10,05 y 0,029 + = = ⇔ + = = − → không thoả mãn 0.5 3 Đặt công thức phân tử của muối D là: C x H y O z Na t (đk x, y, z, t nguyên dương ) Phương trình phản ứng: C x H y O z Na t + O 2 → (x - t 2 )CO 2 + y 2 H 2 O + t 2 Na 2 CO 3 0.5 Chất rắn X là Na 2 CO 3 : 2 3 1,06 0,01 106 Na CO n mol= = m Na = 0,01 . 2 . 23 = 0,46 gam m C = 0,1 . 12 = 0,12 gam 0.5 Hỗn hợp Y gồm CO 2 và H 2 O hấp thụ trong nước vôi trong dư Phản ứng: CO 2 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 + H 2 O 3 2 0,02 100 CaCO n mol= = 0.5 3 ( ) 0,02.12 0,24 C CaCO m gam= = ⇒ m C(D) = 0,24 + 0,12 = 0,36 gam 0.5 Mặt khác: 2 2 2 1,06 1,06 0,02 44 0,18 CO H O H O m m m x+ = ⇒ = − = 0.5 ⇒ ( ) 0,18 2. 0,02 18 H D m gam= = 0.5 m O(D) = m muối - m C - m H -m Na = 1,48 - 0,36 - 0,02 - 0,46 = 0,64 gam 0.5 ⇒ Tỷ lệ: x : y : z : t = 0,36 0,02 0,64 0,46 : : : 0,03:0,02: 0,04:0,02 3:2 : 4 : 2 12 1 16 23 = = ⇒ Công thức đơn giản nhất của D C 3 H 2 O 4 Na 2 0.5 Do số nguyên tử cácbon nhỏ hơn 6 ⇒ công thức phân tử D: C 3 H 2 O 4 Na 2 0.5 ⇒ Công thức axit B là C 3 H 4 O 4 Công thức cấu tạo HOOC - CH 2 - COOH 0.5 4.1 Hình vẽ 1.0 5 Ancol etilic 96 0 H 2 SO 4 đặc Đá bọt NaOH loãng C 2 H 4 Phương pháp: Hoạt động 1: Yêu cầu học sinh nêu phương pháp điều chế C 2 H 4 trong phòng thí nghiệm, cách thu C 2 H 4 Hoạt động 2: Giáo viên giới thiệu học sinh bộ dụng cụ, yêu cầu học sinh cho biết tác dụng của từng loại dụng cụ . Hoạt động 3: Giáo viên lưu ý học sinh để đảm bảo an toàn khi đun đèn cồn, cho thêm một ít đá bọt hoặc mảnh vỡ thuỷ tinh vào bình cầu, tránh làm vỡ bình cầu và sôi trào ra ngoài. Hoạt động 4: Tiến hành thí nghiệm. Hoạt động 5: GV nhận xét về kết quả thí nghiệm của học sinh và yêu cầu học sinh viết tường trình. 0.5 0.25 0.25 0.25 0.25 4.2 *Phương pháp: Hoạt động 1: GV yêu cầu học sinh viết phương trình hoá học, tính số mol CO 2 0.5 Hoạt động 2: GV hướng dẫn học sinh nhận xét tỷ lệ số mol CO 2 tham gia phản ứng với dung dịch Ca(OH) 2 để xem lượng kết tủa CaCO 3 như thế nào? 0.5 Hoạt động 3: Kết luận khối lượng CaCO 3 tạo thành 0.25 *Nội dung 3 2 0,2 100 CaCO n mol= = 2 ( ) 0,75 2 0,15= = Ca OH n x mol 0.25 Phản ứng: CaCO 3 + 2HCl → CaCl 2 + CO 2 + H 2 O 0.2 0.2 0.25 CO 2 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 ↓ + H 2 O 0.15 0.15 0.15 0.25 CO 2 + CaCO 3 + H 2 O → Ca(HCO 3 ) 2 0.05 0.05 0.25 Suy ra 3 (0,15 0,05).100 10 CaCO m gam= − = 0.25 Ghi chú: - Tổng điểm toàn bài là 20,0 điểm. -Thí sinh giải theo cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa. 6 . 0.5 Lượng NaOH dư hoà tan kết t a Ph n ứng: NaOH + Al(OH) 3 → NaAlO 2 + 2H 2 O mol ban đ u 0.15 x mol ph n ứng x' x' mol sau ph n ứng 0.15-x' x - x' (đk x' ≤ x, x'. ph n ứng h a học điều chế nh a PVC và Cao su buna từ metan (các chất vô cơ và điều ki n c n thi t có đ ). 2. Trong mỗi ch n sứ A, B, C đ ng một muối nitrat. Nung các ch n sứ ở nhiệt đ cao trong. không khí, đ n khi ph n ứng xảy ra ho n to n sau đ làm nguội các ch n sứ người ta thấy: - Trong ch n sứ A không c n lại chất gì cả. - Cho HCl vào ch n sứ B thấy có khí thoát ra. - Trong chén