Đề thi học sinh giỏi hóa học 12 tỉnh Phú Thọ 2009-2010 potx

Khí A được điều chế bằng cách nung KMnO4 ở nhiệt độ cao; khí B được điều chế bằng cách cho FeCl2 tác dụng với hỗn hợp KMnO4 và H2SO4 loãng; khí C được điều chế bằng cách đốt sắt sunfua t

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

PHÚ THỌ

ĐỀ CHÍNH THỨC

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 12

Năm học: 2009 - 2010 MÔN: HOÁ HỌC

Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề)

-Câu 1: (4,0 điểm)

1) Có 5 khí A, B, C, D, E Khí A được điều chế bằng cách nung KMnO4 ở nhiệt độ cao; khí B được điều chế bằng cách cho FeCl2 tác dụng với hỗn hợp KMnO4 và H2SO4 loãng;

khí C được điều chế bằng cách đốt sắt sunfua trong oxi; khí D được điều chế bằng cách

cho sắt pirit vào dung dịch HCl trong điều kiện thích hợp, khí E được điều chế bằng cách

cho natri nitrua vào nước.

Cho khí A, B, C, D, E lần lượt tác dụng với nhau, trường hợp nào có phản ứng xảy

ra? Viết phương trình hoá học biểu diễn các phản ứng (Ghi rõ điều kiện nếu có)

2) Viết phương trình hoá học biểu diễn các phản ứng xảy ra (nếu có) và nêu hiện tượng khi

cho từ từ ure lần lượt vào cốc chứa:

a) Dung dịch Na2CO3.

b) Dung dịch Ba(OH)2.

3) Muối X nguyên chất, màu trắng, tan trong nước Dung dịch X không phản ứng với dung dịch H2SO4 loãng mà phản ứng được với dung dịch HCl cho kết tủa trắng, kết tủa này lại tan trong dung dịch NH3 Khi axit hoá dung dịch tạo thành bằng dung dịch HNO3 lại có kết tủa trắng trở lại Cho Cu vào dung dịch X, thêm dung dịch H2SO4 và đun nóng thì có khí không màu, hoá nâu trong không khí thoát ra, đồng thời có kết tủa đen xuất hiện Biện

luận để xác định công thức của X Viết các phương trình hoá học biểu diễn các phản ứng xảy ra.

Câu 2: (5,0 điểm)

1) Viết phương trình hoá học biểu diễn các phản ứng (nếu có) và nêu hiện tượng xảy ra

trong các quá trình sau:

a) Cho dung dịch brom với dung môi nước có màu vàng vào chất lỏng hexan.

b) Cho dung dịch brom từ từ đến dư vào dung dịch phenol (đều dung môi nước).

c) Sục khí C2H2 vào dung dịch KMnO4 sau đó thêm CaCl2 vào.

d) Đun nóng anlyl iotua với nước, sau đó thêm dung dịch brom vừa đủ vào.

2) A, B, C, D có cùng công thức phân tử C4H6O4 đều phản ứng với NaOH theo tỉ lệ mol 1:2 Trong đó:

- A, B đều tạo một muối và một ancol.

- C, D đều tạo một muối, một ancol và nước.

Biết rằng khi đốt cháy muối do A, C tạo ra thì trong sản phẩm cháy không có nước.

Xác định A, B, C, D và viết phương trình hoá học biểu diễn phản ứng xảy ra với NaOH.

3) Có thể tồn tại mối liên kết hiđro khác nhau nào trong ancol etylic có hoà tan phenol Viết công thức biểu diễn các mối liên quan này và cho biết trong số liên kết đã viết thì liên kết nào bền nhất, liên kết nào kém bền nhất? Giải thích.

Câu 3: (4,0 điểm)

Hoà tan hoàn toàn 1,62 gam nhôm vào 280 ml dung dịch HNO3 1M được dung dịch

A và khí NO (sản phẩm khử duy nhất) Mặt khác, cho 7,35 gam hai kim loại kiềm thuộc

hai chu kì liên tiếp vào 500 ml dung dịch HCl, được dung dịch B và 2,8 lít khí H2 (đktc).

Khi trộn dung dịch A vào dung dịch B thấy tạo thành 1,56 gam kết tủa.

a) Xác định tên hai kim loại kiềm.

b) Tính nồng độ mol/l của dung dịch HCl đã dùng.

Câu 4: (4,0 điểm)

1) cho 9,2 gam một hợp chất hữu cơ đơn chức X tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa 0,4 mol AgNO3 trong NH3 thu được 21,6 gam Ag Xác định công thức cấu tạo của X Viết phương trình hoá học xảy ra.

2) A là hợp chất hữu cơ chứa C, H, O Đốt cháy hoàn toàn 3,08 gam A Hấp thụ toàn bộ sản phẩm thu được vào bình đựng 5000 ml dung dịch Ca(OH)2 0,02M thấy xuất hiện 6 gam kết tủa, phần nước lọc có khối lượng lớn hơn dung dịch Ca(OH)2 ban đầu là 1,24

gam.

a) Viết công thức phân tử của A biết rằng khối lượng mol phân tử của A nhỏ hơn khối lượng mol phân tử của glucozơ.

b) Biết A phản ứng được với NaOH theo tỉ lệ mol A và NaOH là 1 : 4 ; A có phản

ứng tráng gương Xác định công thức cấu tạo của A và viết phương trình hoá học xảy ra

của các phản ứng trên.

Câu 5: (3,0 điểm)

1) Có 6 dung dịch không nhãn gồm: Zn(NO3)2, FeSO4, MnSO4, NiSO4, CuSO4, Pb(CH3COO)2 và 6 lọ đựng bột kim loại: Cu, Zn, Fe, Pb, Mn, Ni Không dùng thêm thuốc thử nào khác, hãy dùng phương pháp hoá học kết hợp với thể điện cực tiêu chuẩn sau đây nhận ra các chất nói trên?

Cho biết:

M2+/M Zn2+/Zn Fe2+/Fe Mn2+/Mn Ni2+/Ni Cu2+/Cu Pb2+/Pb

2) Muối sắt (III) thuỷ phân theo phản ứng:

Fe3+ + H2O  Fe(OH)2+ + H+ K = 4.10-3 a) Tính pH dung dịch FeCl3 0,02M.

b) Tính pH mà dung dịch phải có để 95% muối sắt (III) không bị thuỷ phân.

HẾT

-Ghi chú:

- Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm.

- Họ tên thí sinh: SBD

Sở Giáo dục và Đào tạo

Phú Thọ

Đề chính thức

Hướng dẫn chấm thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh

Lớp: 12 Năm học: 2009 - 2010

Môn: Hoá học

2KMnO4  K2MnO4 + MnO2 + O2↑(A)

10FeCl2+6KMnO4+24H2SO45Fe2(SO4)3+3K2SO4+6MnSO4+24H2O+10Cl2↑(B)

4FeS + 7O2 0

t C

 2Fe2O3 + 4SO2↑ (C)

FeS2 + 2HCl  FeCl2 + S ↓ + H2S↑ (D)

Na3N + 3H2O  3NaOH + NH3↑ (E)

Cho các khí A, B, C, D, E lần lượt tác dụng với nhau:

O2 + 2SO2 0

2 5 ,

V O t C

3O2 + 2H2S t C0 2SO2 + 2H2O hoặc O2 + 2H2S  2S + 2H2O

3O2 + 4NH3 0

t C

 2N2 + 6H2O hoặc 5O2 + 4NH3 0

,

Pt t C

 4NO + 6H2O

Cl2 + SO2  SO2Cl2

Cl2 + H2S  S + 2HCl

3Cl2 + 2NH3 0

t C

 N2 + 6HCl

SO2 + 2H2S  3S + 2H2O

0,5

0,5

0,5

a) Khi cho urê vào các dung dịch Na2CO3 , Ba(OH)2 thì trước hết có phản ứng:

(NH2)2CO + 2H2O  (NH4)2CO3

Có phản ứng Na2CO3 + (NH4)2CO3 → 2CO2↑ + 2NH3↑+ 2NaOH

Vậy cho ure vào sẽ thấy xuất hiện sủi bọt khí CO2 và NH3 (mùi khai)

(Hay Na2CO3 + (NH4)2CO3 → 2NH3↑+ 2NaHCO3 )

b) Có phản ứng Ba(OH)2 + (NH4)2CO3→ BaCO3 + 2NH3↑+ 2H2O Vậy cho ure vào sẽ thấy xuất hiện sủi bọt khí NH3 (mùi khai) và kết tủa

0,5 0,5

X không phản ứng với H2SO4 trong X không có Ba2+, Ca2+, Pb2+

X + HCl kết tủa trắng, vậy trong X có thể có Ag+; Hg+

Kết tủa trắng tan trong dung dịch NH3 sau đó lại kết tủa trở lại khi axit hoá

Vậy kết tủa đó là AgCl  dung dịch X có chứa

Ag+

Cho Cu vào đun nóng trong dung dịch axit có khí không màu, hoá nâu

trong X có chứa NO3 và kết tủa đen sau cùng là Ag.X là AgNO 3

Các phương trình phản ứng:

Ag+ + Cl  AgCl trắng AgCl + 2NH3  Ag(NH3) 2 + Cl

Ag(NH3)2 + Cl + 2H+ AgCl + 2NH4 2NO3 + 3Cu + 8H+ 3Cu2+ + 2NO + 4H2O 2NO + O2 2NO2

2Ag+ + Cu Cu2++ 2Ag

0,5

0,5

0,5

a Pthh: Khụng cú phản ứng xảy ra

Htượng: - Ban đầu dung dịch tỏch 2 lớp: trờn là hexan khụng màu, dưới là dung

dịch brom màu vàng

- Sau đú màu vàng của brom chuyển dần từ lớp dưới lờn trờn do brom tan vào hexan tốt hơn tan vào nước

b Pthh: C6H5OH + 3Br2  C6H2Br3OH + 3 HBr

Br Br

C6H2Br3OH + Br2  O + HBr

Br Br Htượng: - Ban đầu cú kết tủa trắng xuất hiện, brom mất màu

- Khi brom dư kết tủa trắng chuyển sang màu vàng

c Pthh: 3C2H2 + 8KMnO4  3KOOC-COOK + 8MnO2 + 2KOH + 2H2O

KOOC-COOK + CaCl2  CaC2O4 + 2KCl

2KOH + CaCl2  Ca(OH)2 + 2KCl

Htượng: - Dung dịch KMnO4 mất màu, cú kết tủa màu đen

- Thờm CaCl2 cú kết tủa trắng xuất hiện

d Pthh: CH2=CH-CH2I + H2O  CH2=CH-CH2-OH + HI

CH2=CH-CH2-OH + Br2  CH2Br-CHBr-CH2-OH

2HI + Br2  2HBr + I2

Htượng: - Ban đầu tạo ra dung dịch đồng nhất

- Khi thờm dung dịch brom vào thỡ dung dịch sẫm màu hơn do tạo ra I2

0,5

0,5

0,5

0,5

A, B tác dụng với NaOH theo tỷ lệ mol 1: 2 tạo ra một muối và một ancol suy ra

A, B là 2 este 2 chức

H3COOC-COOCH3 + 2 NaOH NaOOC-COONa + 2 CH3OH

(A)

HCOOCH2- CH2OOCH + 2 NaOH 2HCOONa + HOCH2-CH2OH

(B)

C, D tác dụng với NaOH theo tỷ lệ mol 1: 2 tạo ra muối, ancol và nước suy ra C, D

0,5

là este axít Muối do C tạo ra cháy không tạo ra nước do đóC là

HOOC - COOC2H5 ; cònD là HOOC - CH2- COOCH3

HOOC - COOC2H5 + 2 NaOH NaOOC - COONa + C2H5OH + H2O

HOOC - CH2- COOCH3 + 2 NaOH NaOOC - CH2- COONa + CH3OH + H2O

0,5

Trong hỗn hợp ancol - phenol có 4 loại liên kết hiđro như sau:

+ Liên kết hyđrô bền nhất là kiểu (IV) do: gốc C6H5- hút electron do đó H trong

nhóm OH của phenol linh động hơn (dư điện tích dương nhiều hơn) Còn gốc

C2H5- đẩy electron nên O trong nhóm OH của C2H5OH dư phần điện tích âm nhiều

hơn

+ Liên kết hiđro kém bền nhất làliên kết kiểu (II): do H trong nhóm OH của ancol

dư phần điện tích dương ít hơn, còn O trong nhóm OH của phenol dư phần điện

tích âm ít hơn

0,25

0,25 0,5 0,5

a)

b)

Phương trình hoá học: Al + 4HNO3  Al(NO3)3 + NO + 2H2O (1)

2M + 2HCl  2MCl + H2 (2)

2M + 2H2O  2MOH + H2

(3)

Ban đầu: số mol Al: 0,06 mol ; số mol HNO3: 0,28 mol

Sau phản ứng HNO3 còn dư: 0,04 mol

Khi cho hỗn hợp hai kim loại kiềm vào dung dịch HCl thì xảy ra phản ứng (2) và

có thể có phản ứng (3):

Theo pthh: số mol M = số mol H2 = 0,25 mol  M =

29,4

Vì hai kim loại kiềm thuộc hai chu kì liên tiếp nênNa, K thoả mãn

(23 < 29,4 <

39)

Khi trộn hai dung dịch A và B có kết tủa tạo ra chứng tỏ ban đầu có phản ứng (3),

ta có phương trình hoá học:

HNO3 + MOH  MNO3 + H2O (4)

Al(NO3)3 + 3MOH  Al(OH)3 + 3MNO3 (5)

Số mol kết tủa: Al(OH)3 = 0,02 mol nhỏ hơn số mol Al(NO3)3 Nên có 2 khả năng:

TH1: Al(NO3)3 còn dư thì số mol MOH = 0,04 + 0,02.3= 0,1 mol

 số mol M phản ứng(2) = 0,25 - 0,1 = 0,15 mol

 số mol HCl = 0,15 mol  C M (HCl) = 0,3M

TH2: MOH còn dư, Al(OH)3tan trở lại một phần:

0,75 0,5

0,5 0,5

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

O H O H

  (I)

C2H5 C2H5

O H O H

  (II)

C2H5 C6H5

O H O H

  (III)

C6H5 C6H5

O H O H

  (IV)

C6H5 C2H5

Al(OH)3 + MOH  MalO2 + 2H2O (6)

Số mol Al(OH)3 tan = 0,06 - 0,02 = 0,04 mol Từ các phương trình(4,5,6) ta có:

Số mol MOH = 0,04 + 0,06.3 + 0,04 = 0,26 mol (loại - vì lớn hơn số mol M ban

đầu)

+ Theo bài ra X là hợp chất hữu cơ đơn chức tác dụng với ANO3/ NH3 tạo ra Ag

nên X là anđêhít đơn chức

Ta có:

108

6 , 21



Ag

n = 0,2 mol < n Ag (có trong AgNO3 cần dùng = 0,2 2 = 0,4 mol)

Đặt công thức phân tử của X là R

-CHO

RCHO + +2AgNO3+3NH3+H2ORCOONH4+2Ag↓+2NH4NO3

0,1mol 0,2 0,1 0,2

MX =

1 , 0

2 , 9 = 92 MR = 92 - 29 = 63

Mặt khác ta có: số mol AgNO3 tác dụng vào kiên kết 3 đầu mạch là 0,2

=> số nguyên tử H có trong X có thể thay thế với Ag là 2

 trong X có 2 liên kết 3 đầu mạch (CH C - )

mà MR = 63 nên CTCT của X phải là:

HC  C CH CHO



C

|||

CH

0,25

0,25

0,5

0,5

Gọi công thức phân tử của A là CxHyOz

(x nguyên 1; 2 y nguyên 2x+2; z nguyên 1) Phản ứng cháy:

CxHyOz + (

2

z 4

y

x   )O2  xCO2 +

2

y

H2O (1) Sản phẩm cháy có CO2 và nước, khi hấp thụ vào dung dịch Ca(OH)2, có phản ứng:

CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O (2)

Có thể có phản ứng: 2CO2 + Ca(OH)2  Ca(HCO3)2 (3)

2

( )

Ca OH

n = 5.0,02 = 0,1 (mol);

2

CO

n (2) =

3

CaCO

100

6 = 0,06 (mol)

Do khối lượng phần nước lọc tăng so với khối lượng dung dịch Ca(OH)2 ban đầu:

2

CO

2

H O

m - 6 = 1,24 (g) Trường hợp 1 Không có phản ứng (3) thì:

2

H O

m = 1,24 + 6 - 0,06.44 = 4,6 (g)

0,5

2

H O

18

6 , 4 Theo (1) thì

6 , 4

18 06 , 0 y

x 2 n

n

O H CO

2

2   1,08y = 9,2x

=> 9,2x  1,08(2x+2)  7,04x  2,16  x  0,3 (loại)

Trường hợp 2 Có phản ứng (3) ta có:

2

CO

2

CO

n (2) +

2

CO

n (3) = 0,06+(0,1-0,06).2 = 0,14 (mol)

=>

2

H O

n = 1,24 + 6 - 0,14.44 = 1,08 (gam) =>

2

H O

n = 1,08/18 = 0,06 mol

Trong 3,08 gam A có: n = 0,14 (mol); C n = 0,06.2 = 0,12 (mol); H

O

n = (3,08 - 0,14.12 - 0,12)/16 = 0,08;=> x : y : z = 0,14 : 0,12 : 0,08 = 7 : 6 : 4

=> Công thức thực nghiệm của A là(C 7 H 6 O 4 ) n

Theo giả thiết thì MA < Mglucozơ => 154n < 180 => n = 1 Vậy công thức phân tử

làC 7 H 6 O 4

0,5

0,5

Với công thức phân tử C7H6O4 thoả mãn điều kiện bài ra thì A có thể có các công

thức cấu tạo sau:

H C O O

O H

O H

H C O O

O H

H C O O

O H

H O

H C O O

O H

O H

O H

O H

O H

Phương trình phản ứng:

HCOOC6H3(OH)2 + 4NaOH  HCOONa + C6H3(ONa)3 + 3H2O

HCOOC6H3(OH)2+2AgNO3+3NH3+H2O 

NH4OCOC6H3(OH)2+2Ag↓+2NH4NO3

0,75

0,5

Trích mẫu thử,dựa vào thể điện cực chuẩn và nhận biết các chất theo bảng sau:

M 2+

M

Zn2+ Fe2+ Mn2+ Ni2+ Cu2+ Pb2+

O

- Mẫu không có phản ứng gì thì kim loại đem thử là Cu

- Mộu chỉ có một kết tủa đỏ (Cu) bám trên bề mặt một kim loại xám đen(Pb) thì

kim loại đem thử là Pb và dung dịch đó chính là CuSO4

- Nếu thấy xuất hiện hai lần kết tủa thì kim loại đem thử là Ni, dung dịch nghiên

cứu là Cu2+ và Pb2+ Vì trong các dung dịch đã cho chỉ có hai dung dịch màu xanh

nên ta nhận ra dung dịch NiSO4

- Nếu có 4 trường hợp có kết tủa xuất hiện thì kim loại đem thử đó là Zn Ta nhận

ra dung dịch Fe2+ vì đã biết dung dịch Cu2+, Pb2+, Ni2+

- Nếu có 5 trường hợp kết tủa xuất hiện thì kim loại đem thử đó là Mn, dung dịch

không có tín hiệu là Mn2+

- Còn lại là dung dịch Zn2+

0,5

0,5

0,5

Ta có Ka(Fe3+) = 4.10-3 >> 14-14 nên bỏ qua sự phâ li của nước

FeCl3  Fe3+ + Cl

0,02 0,02

Fe3+ + H2O  Fe(OH)2+ + H+ K = 4.10-3

T: 0,02

[ ] (0,02 - x) x x

Ta có: K =

2

0, 02

x x

 = 4.10

-3  x = 7,165.10-3  pH = 2,145.

0,5 0,25

95% muối sắt (III) không bị phân huỷ, nghĩa là có 5% muối bị thuỷ phân

Fe3+ + H2O  Fe(OH)2+ + H+ K = 4.10-3

T: 0,02

[ ] (0,02 - 10-3) 10-3

Ta có: K =

3 3

.10

0, 02 10



 = 4.10

-3  [H+] = 0,076  pH = 1,12

Vậy pH mà dung dịch phải có để 95% muối sắt (III) không bị phân huỷ là 1,12

0,5

0,25

Chú ý khi chấm thi:

- Trong các phương trình hóa học nếu viết sai công thức hóa học thì không cho điểm,

nếu không viết điều kiện phản ứng hoặc không cân bằng phương trình hoặc cả hai thì cho 1/2

số điểm của phương trình đó.

- Nếu làm các cách khác mà đúng vẫn cho điểm tối đa ứng với mỗi ý, câu của đề ra.

-Hết