đáp án HSG tinh Bắc Ninh

UBND TỈNH BẮC NINH SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH NĂM HỌC 2010 - 2011 MÔN THI : HÓA HỌC – LỚP 12 – THPT Ngày thi 22 tháng 3 năm 2011 ============== CÂU Ý NỘI DUNG ĐIỂM I 3,0 đ a Mỗi ion đều có 18 electron mà trong phân tử trung hòa về điện nên số nguyên tử trong phân tử gần đúng là 04,3 3*18 164 = 3≈ → Vậy hợp chất đó chỉ có thể là CaCl 2 hoặc K 2 S * Xét K 2 S: có tổng số hạt: (19*2 + 20)*2 + (16*2 + 16) = 164. Vậy hợp chất này thỏa mãn. * Xét CaCl 2 : có tổng số hạt (20*2 + 20) + (17*2 + M)*2 = 164 → M = 18 vậy trong chất này clo ở đồng vị 35 17 Cl. Vậy có 2 chất thỏa mãn điều kiện đầu bài 0,50 0,50 b Thêm H 2 S đến dư vào dung dịch Na 2 S : Na 2 S + H 2 S → 2NaHS Vậy dung dịch X chứa NaHS Thêm SO 2 vào dung dịch Na 2 SO 3 : Na 2 SO 3 + SO 2 → 2NaHSO 3 Vậy dung dịch Y chứa NaHSO 3 • Thêm dư HCl vào dung dịch X thấy thoát ra khí có mùi trứng thối: NaHS + HCl → NaCl + H 2 S↑ Thêm dư HCl vào dung dịch Y thấy thoát ra khí và có mùi sốc NaHSO 3 + HCl → NaCl + H 2 O + SO 2 ↑ • Thêm vài giọt CuCl 2 vào dung dịch (Y) xuất hiện kết tủa đen CuCl 2 + NaHS → CuS + NaCl + HCl Thêm vài giọt CuCl 2 vào dung dịch X không thấy có hiện tượng gì • Thêm vài giọt dung dịch AlCl 3 vào dung dịch X tạo kết tủa trắng và có khí mùi trứng thối: AlCl 3 + 3NaHS + 3H 2 O → Al(OH) 3 + 3H 2 S + 3NaCl Thêm vài giọt dung dịch AlCl 3 vào dung dịch Y tạo kết tủa trắng và có khí mùi sốc: AlCl 3 + 3NaHSO 3 → Al(OH) 3 + 3SO 2 + 3NaCl • Thêm vài giọt dung dịch X vào hỗn hợp (KMnO 4 +H 2 SO 4 ) sẽ làm nhạt màu tím của dung dịch KMnO 4 10NaHS + 16KMnO 4 + 19H 2 SO 4 → 5Na 2 SO 4 + 16MnSO 4 + 8K 2 SO 4 + 24H 2 O Thêm vài giọt dung dịch Y vào hỗn hợp (KMnO 4 +H 2 SO 4 ) sẽ làm nhạt màu tím của dung dịch KMnO 4 10NaHSO 3 + 4KMnO 4 + H 2 SO 4 → 5Na 2 SO 4 + 4MnSO 4 + 2K 2 SO 4 + 6H 2 O 0,25 0,25 0,25 0,25 c 3 0 2 2 3 3 1. 3 2 2. 1. 3 4 2 2 2. 1. 2 3 3 2 2. 1. 2 3 2 3 2. 2 3 ( ) , [ ( ) ]( ) CuO, Al , , ( ) , du du HCl ddNH Loc HCl t H O Loc CO Nung NaOH Loc Al OH AlCl AlCl CuCl Cu NH OH CuCl O AlCl CuCl NaAlO Al OH Al O CuO Al O CuO   ↓ →   →  →     →   → →   ↓ →  ↓      1,0 II 2,0 đ a CH 3 CH 2 CH CH 2 CH 3 C CH 2 CH 3 CH 3 CH CH CH 3 CH 3 CH CH CH 3 H 2 C H 2 C CH 2 CH 2 H 2 C CH CH 2 CH 3 - Vì F hầu như không phản ứng với Br 2 /CCl 4 , nên F là: 1,50 1 H 2 C H 2 C CH 2 CH 2 - E tác dụng chậm với Br 2 /CCl 4 , nên E là: H 2 C CH CH 2 CH 3 - Vì A, B, C được hiđro hoá đều cho cùng một sản phẩm G chứng tỏ A, B, C có khung C như nhau, nên còn lại D: CH 3 C CH 2 CH 3 - Vì B, C tác dụng với Br 2 /CCl 4 cho cùng sản phẩm, nên B và C là đồng phân cis - trans của nhau. Do B có nhiệt độ sôi cao hơn C nên B là đồng phân cis(phân cực hơn). B: CH 3 C C CH 3 H H C: CH 3 C C CH 3 H H → A: CH 3 - CH 2 - CH = CH 2 - Xác định đúng mỗi chất cho 0,25 đ b M E = M F và dễ dàng thấy µ(E) > 0; µ(F) = 0 nên E có nhiệt độ sôi cao hơn F. 0,50 III 2,0 đ Phản ứng: FeS 2 + 14H + + 15NO 3 - → Fe 3+ + 2SO 4 2- + 15NO 2 + 7H 2 O (1) FeCO 3 + 4H + + NO 3 - → Fe 3+ + CO 2 ↑ + NO 2 + 2H 2 O (2) Hỗn hợp A gồm CO 2 và NO 2 Đặt số mol = 2 CO n x (mol); = 2 NO n y (mol) Khi làm lạnh có cân bằng 2NO 2(K)  N 2 O 4(K) (3) Ban đầu y Phản ứng 0,6y → 0,3y Spư 0,4y 0,3y M B = 30*2 = 60 Mà 60 y3,0y4,0x y46x44 n m M B B = ++ + == → y = 4x Theo 2 phương trình hóa học ban đầu có x2,0n 2 FeS = (mol) và xn 3 FeCO = (mol) Vậy phần trăm khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp là % FeS 2 = 17,14% % FeCO 3 = 82,86% 0,25 0,25 0,25 0,50 0,25 0,50 IV 3,0 đ a Phản ứng chuẩn độ: RCOOH + OH - → RCOO - + H 2 O Tại điểm tương đương, phản ứng vừa đủ => số mol axit (trong 100,0 ml dung dịch X) = 0,3.0,1 = 0,03 mol Số mol axit ban đầu = 0,03.2 = 0,06 mol Phân tử khối của axit là: M ax = 4,32 /0,06 = 72 gam/mol Đặt công thức của axit là : RCOOH →M R + 45 = 72 → M R = 27→ R là C 2 H 3 CTCT của axit là : CH 2 =CHCOOH → axit acrylic. 0,25 0,50 0,25 b Tính Ka của axit. - Khi thêm 100,0 ml dung dịch NaOH 0,10M vào => V dung dịch = 200,0 ml Nồng độ ban đầu của axit = 0,03/0,2 = 0,15M Nồng độ ban đầu của NaOH = 0,05M RCOOH + OH - → RCOO - + H 2 O Ban đầu: 0,15 0,05 Phản ứng : 0,05 0,05 0,25 2 Sau phản ứng : 0,10 - 0,05 Thành phần của dung dịch thu được gồm : RCOOH : 0,10M và RCOO - 0,05M Dung dịch thu được có pH = 3,95 => bỏ qua sự phân ly của nước. C 2 H 3 COOH  C 2 H 3 COO - + H + => [H + ] = Ka . [C 2 H 3 COOH]/[C 2 H 3 COO - ] => 10 -3,95 ≈ Ka. 0,10/0,05 => Ka = 5,61.10 -5 = 10 -4,25 Tại điểm tương đương, thành phần của dung dịch là : Na + , C 2 H 3 COO - , H 2 O Nồng độ của C 2 H 3 COO - = 0,03/0,4 = 0,075M Các cb : C 2 H 3 COO - + H 2 O  C 2 H 3 COOH + OH - K b = K a -1 .K w = 10 -9,75 Ban đầu: 0,075 Điện ly x x x Cân bằng 0,075 – x x x Áp dụng định luật tác dụng khối lượng ta có: K b = [C 2 H 3 COOH].[OH - ]/C 2 H 3 COO - ] = x 2 /(0,075 – x) = 10 -9,75 x = [OH - ] = 10 -5,44 => pOH = 5,44 => pH = 8,56. 0,50 0,50 0,25 0,25 0,25 V 2,0 đ - 2,76g A + NaOH → 4,44g muối + H 2 O (1) 4,44g muối + O 2 → 3,18g Na 2 CO 3 + 2,464 lít CO 2 + 0,9g H 2 O (2) 2 3 2 2.0,03 0,06 NaOH Na CO n n= = = (mol) 2 (1)H O NaOH A m m m= + − m muối = 0,72g Tổng khối lượng nước của (1) và (2) = 1,62g 2 2 2 2 3 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 0,09 0,12 0,14 0,96 0,06 : : 0,14 : 0,12: 0,06 7 :6:3 H O H A H H O H NaOH C A C CO C Na CO O A A C H O n mol n n n mol n n n mol m m m m g n mol C H O = = − = = + = = − − = = = = CTPT của A là (C 7 H 6 O 3 ) n , n nguyên ≥ 1. Theo đề bài, ta có 100 < 138*n < 150. Vậy n = 1, công thức phân tử của A là C 7 H 6 O 3 có M = 138 n A = 0,02mol; n NaOH = 0,06 mol n A : n NaỌH = 1:3 mà A chỉ có 3 nguyên tử oxi, khi tác dụng với NaOH sinh ra hai muối nên A có 1 nhóm chức este của phenol và một nhóm –OH loại phenol. Vậy công thức cấu tạo có thể có của A là: HCOO HO OH OH HCOO HCOO 1,00 0,50 0,50 VI 3,0 đ a X gồm CO và CO 2 . Khí bay ra không làm vẩn đục nước vôi trong nên không chứa CO 2 mà chỉ có CO vì vậy CO 2 đã bị hấp thụ hết. Khi hấp thụ X có thể xảy ra các trường hợp sau * TH1: Chỉ có phản ứng hình thành kết tủa CO 2 + Ba(OH) 2 → BaCO 3 + H 2 O x x Vậy lượng kết tủa thu được là BaCO 3 Theo đề bài có 197*x = 22,852 → x = 0,116 mol Xét phản ứng khử oxit. Gọi công thức oxit là M 2 O n M 2 O n + nCO → 0 t 2M + n CO 2 0,25 3 n 116,0 ← 0,116 Vậy khối lượng oxit là 28,9)n16M2(* n 116,0 =+ ⇔ M = 32n Lập bảng n 1 2 8/3 3 M 32 64 85,3 96 Xét Loại Cu Loại Loại Vậy oxit là CuO * TH2: Có phản ứng hòa tan kết tủa 120,0n 2 )OH(Ba = mol, n NaOH = 0,036 mol CO 2 + Ba(OH) 2 → BaCO 3 + H 2 O 0,116 ← 0,116 ← 0,116 2CO 2 + Ba(OH) 2 → Ba(HCO 3 ) 2 0,008 ← 0,004 CO 2 + NaOH → NaHCO 3 0,036 ← 0,036 Vậy số mol CO 2 đã phản ứng = 0,116 + 0,008 + 0,036 = 0,160 mol Xét phản ứng khử oxit. Gọi công thức oxit là M 2 O n M 2 O n + nCO → 0 t 2M + n CO 2 n 16,0 ← 0,160 Vậy khối lượng oxit là 280,9)n16M2(* n 16,0 =+ ⇔ M = 21n Lập bảng n 1 2 8/3 3 M 21 42 56 63 Xét Loại Loại Fe Loại Vậy oxit là Fe 3 O 4 0,50 0,25 0,25 0,50 0,25 b TH1: Oxit là CuO → kim loại là Cu = 0,116 mol Cu + 2H 2 SO 4 → CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O 0,116 → 0,116 → 5984,2V 2 SO = lít TH2: Oxit là Fe 3 O 4 → kim loại là Fe = 0,120 mol 2Fe + 6H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O 0,12 → 0,18 → V SO2 = 0,18.22,4 = 4,032 lít 0,5 0,5 VII 3,0 đ a Theo đề bài ta có: n NaOH = 0,2.2 = 0,4 (mol); n H2 = 0,2 (mol). Gọi công thức ancol đơn chức là ROH 2 1 ROH + Na RONa + H 2 → (1) Theo (1), có: n ancol = 0,4 mol = n NaOH → Hỗn hợp chứa 2 este của cùng một ancol đơn chức 0,50 b Gọi công thức chung của 2 este là 2mn OHC Gọi số mol este trong 44,2 gam A là x mol 0 t 2 2 2 2 n m m m C H O + (n+ -1)O nCO + H O 4 2 → (2) x → x. m (n+ -1) 4 n .x CO 2 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 + H 2 O (3) Theo đề bài, theo (1, 2, 3) ta có: 0,25 0,25 4 x.(12n + m + 32) = 44,2 x = 0,4 m 63,84 x.(n + - 1) = = 2,85 n = 5,75 4 22,4 m = 9,5 x.n = 2,3      ⇔        Nhận thấy m = 9,5 = 2.5,75 – 2 = 2 n - 2 Do 2 axit là đồng đẳng kế tiếpvà 2 este của cùng một ancol ⇒ nên 2 este đồng đẳng kế tiếp có công thức chung C n H 2n-2 Mặt khác n = 5,75 nên hai este là C 5 H 8 O 2 và C 6 H 10 O 2 . Đặt công thức trung bình của 2 este là: OORRC Số mol este trong 22,1 gam A là 0,2 mol. OOR + NaOH OONa + ROHRC RC→ mol 0,2 → 0,2 0,2 0,2 Theo ĐLBTKL: m ROH = 22,1 + 0,2.40 – 18,5 = 11,6 (gam). M ROH = R + 17 = 11,6/0,2 = 58 ⇒ R = 41. R là C 3 H 5 - ROH là CH 2 = CH – CH 2 OH Công thức cấu tạo hai este là CH 3 COOCH 2 CH=CH 2 và C 2 H 5 COOCH 2 CH=CH 2 Do 2 este có CTPT là C 5 H 8 O 2 Và C 6 H 10 O 2 Gọi a, b lần lượt là số mol C 5 H 8 O 2 và C 6 H 10 O 2 trong 44,20 gam hỗn hợp A. Ta có: 100a 114 44,2 0,1 0,3 0,3 b a a b b + = =   ⇔   + = =   % Khối lượng các chất trong hỗn hợp A. 5 8 2 % C H O m = 22,62% ; 6 10 2 % C H O m = 77,38% 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 VIII 2,0 đ a Xét A : tổng 17,09+26,5+54,7 = 98,29 < 100 ⇒ trong thành phần muối còn H = 1,71% Cân bằng số oxi hóa của các nguyên tố 0 1 71,1 2* 16 7,54 y* X 5,26 2* 40 09,17 =+−+ ⇒ X = 6,2 y Lập bảng xét: y 1 2 3 4 5 6 7 8 X … … 31 … … … thấy chỉ có y = 5 là thỏa mãn X = 31 ⇒ P (photpho) ⇒ Ca : P : O : H = 1 71,1 16 7,54 31 5,26 40 09,17 === = 1 : 2 : 8 : 4 Công thức muối là: Ca(H 2 PO 4 ) 2 0,25 0,50 0,50 b Các phản ứng điều chế A từ quặng Ca 3 (PO 4 ) 2 + 3H 2 SO 4 → 3CaSO 4 + 2H 3 PO 4 Ca 3 (PO 4 ) 2 + 4H 3 PO 4 → 3Ca(H 2 PO 4 ) 2 M A = kg2,388234*8,0*3* 5,3*310 *75,0*1000 = 0,50 c Ứng dụng của A làm phân lân Tác dụng làm cho cành lá khỏe, hạt chắc, củ hay quả to 0,25 Lưu ý: Học sinh làm cách khác đúng, cho điểm tối đa tương ứng. 5 . UBND TỈNH BẮC NINH SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH NĂM HỌC 2010 - 2011 MÔN THI : HÓA HỌC – LỚP 12 – THPT Ngày thi 22 tháng 3 năm 2011 ============== CÂU