1 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MƠN HĨA HỌC THÀNH PHỐ CẦN THƠ Năm học 2017-2018 Thời gian: 150 phút -Câu (5,0 điểm) 1.1 Xác định chất X1, X2, X3, X4, X5, X6, X7 , X8, X9, X10, X11, X12 viết phương trình hóa học phản ứng theo sơ đồ sau (ghi rõ điều kiện phản ứng): (1) FeS2 + X1 X2 + X3 (2) X2 + HCl X4 + H2O (3) X3 + X5 X6 (4) (5) X6 + X7 X8 + NaHSO3 + H2O ®iƯn phân dung dịch X7 + X10 + H2 X9 + H2O có màng ngăn (6) X11 + H2O C2H2 + X5 (7) C2H2 X12 (8) X12 + X10 C6H6Cl6 1.2 Có lọ dung dịch riêng biệt, không nhãn: CH3COOH, NaHCO3, BaCl2, (NH4)2 SO4, C2H5OH Không dùng chất khác, phân biệt dung dịch lọ Câu (6,0 điểm) 2.1 Cho hỗn hợp A gồm Al2O3 , Cu, Fe2O3 vào lượng dư dung dịch H2 SO4 loãng, thu dung dịch B chất rắn D Cho từ từ dung dịch NaOH tới dư vào B thu dung dịch E kết tủa G Nung G khơng khí đến khối lượng khơng đổi thu chất rắn M Cho khí H2 dư qua M, nung nóng thu chất rắn Q Nhỏ từ từ dung dịch HCl đến dư vào E thấy xuất kết tủa T, lượng kết tủa tăng dần đến cực đại, sau tan từ từ hết Xác định thành phần chất có B, D, E, G, M, Q, T viết phương trình hóa học phản ứng xảy Biết phản ứng xảy hoàn toàn 2.2 Hòa tan hồn tồn 13,45 gam hỗn hợp X gồm muối hidrocacbonat muối cacbonat trung hòa kim loại kiềm (kim loại nhóm IA) 300ml dung dịch HCl 1M, thu dung dịch Y V lít khí CO2 (đktc) Để trung hòa Y, cần sử dụng tối thiểu 75ml dung dịch NaOH 2M Xác định cơng thức phân tử hai muối có X tính giá trị V Câu (4,5 điểm) 3.1 Hỗn hợp X gồm 2,7 gam glucozơ m gam saccarozơ Cho X vào dung dịch H2SO4 loãng, đun nóng phản ứng thủy phân xảy hồn tồn, thu dung dịch Y Trung hòa dung dịch Y dung dịch NaOH, thu dung dịch Z Cho toàn Z tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3/NH3, sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu 19,44 gam Ag Biết rằng, thực phản ứng tráng gương môi trường bazơ (NH3), fructozơ chuyển hóa hồn tồn thành glucozơ Tính giá trị m 3.2 Đốt cháy hoàn toàn 168 ml hỗn hợp khí G (đktc) gồm hai hidrocacbon A B (MA < MB) Hấp thụ toàn sản phẩm cháy (chỉ gồm CO2 nước) vào bình đựng dung dịch nước vơi trong, sau phản ứng hồn tồn thu 0,1 gam kết tủa, đồng thời khối lượng bình tăng lên 0,666 gam Lọc lấy dung dịch sau phản ứng, đum đun nóng, sau phản ứng xảy hồn tồn thu 0,4 gam kết tủa Xác định cơng thức phân tử hai hidrocacbon có G Biết phần trăm số mol hidrocacbon B có G lớn 15% Câu (4,5 điểm) 4.1 Hỗn hợp X gồm 3,92 gam Fe, 16 gam Fe2O3 m gam Al Nung nóng X nhiệt độ cao điều kiện khơng có khơng khí, thu chất rắn Y Chia Y thành hai phần - Phần 1: Cho tác dụng với lượng dư dung dịch H2SO4 loãng, thu 4a mol H2 - Phần 2: Cho tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH, thu a mol khí H2 Tính giá trị m Biết phản ứng xảy hoàn toàn 4.2 Cho m gam bột Cu vào 500 ml dung dịch AgNO3 0,32M, sau thời gian phản ứng, thu 15,52 gam chất rắn A dung dịch B Lọc bỏ chất rắn A cho thêm 11,7 gam Zn vào dung dịch B, sau phản ứng xảy hoàn toàn thu 21,06 gam chất rắn D Xác định thành phần A, B, D tính giá trị m -HẾT HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ THI HSG MƠN HĨA HỌC THÀNH PHỐ CẦN THƠ Năm học 2017-2018 -Câu 1.1 Xác định chất: X2 X3 X4 X1 O2 Fe2O3 SO2 FeCl3 Các phương trình hóa học: X5 X6 X7 X8 X9 X10 X11 X12 Ca(OH)2 Ca(HSO3)2 NaOH CaSO3 NaCl Cl2 CaC2 C6H6 t0 (1) 4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 (2) Fe2O3 + 6HCl 2FeCl3 + 3H2O (3) 2SO2 + Ca(OH)2 Ca(HSO3)2 (4) (5) CaSO3 + NaHSO3 + H2O Ca(HSO3)2 d + NaOH điện phân dung dÞch 2NaOH + Cl2 + H2 2NaCl + 2H2O có màng ngăn (6) (7) CaC2 + 2H2 O C2H2 + Ca(OH)2 bét than C6H6 3C2H2 600o C as (8) C6H6 + 3Cl2 C6H6Cl6 1.2 Trích mẫu chất cho mấu tác dụng đôi Hiện tượng mô tả theo bảng sau: CH3COOH NaHCO3 BaCl2 (NH4)2SO4 C2H5 OH CH3COOH NaHCO3 BaCl2 (NH4)2SO4 C2H5OH Kết luận: - Mẫu có lần phản ứng tạo khí CH3COOH - Mẫu có lần phản ứng tạo khí NaHCO3 - Mẫu có lần phản ứng tạo kết tủa BaCl2 - Mẫu có lần phản ứng tạo khí lần phản ứng tạo kết tủa (NH4)2SO4 - Mẫu khơng thấy tượng mẫu C2H5OH Các phương trình hóa học: NaHCO3 + CH3COOH CH3COONa + H2O + CO2 (NH4)2SO4 + 2NaHCO3 Na2SO4 + 2H2O + 2CO2 + 2NH3 (NH4)2SO4 + BaCl2 BaSO4 + 2NH4 Cl Câu 2.1 - Tác dụng A với H2SO4 loãng, dư: Al2O3 + 3H2SO4 Al2 (SO4)3 + 3H2O Fe2O3 + 3H2SO4 Fe2 (SO4)3 + 3H2O Cu + Fe2(SO4)3 2FeSO4 + CuSO4 + Dung dịch B: CuSO4 , Al2 (SO4)3, FeSO4, H2SO4 dư + Rắn D: Cu - Tác dụng với dung dịch NaOH dư: H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2H2O CuSO4 + 2NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4 FeSO4 + 2NaOH Fe(OH)2 + Na2 SO4 Al2(SO4)3 + 8NaOH 2NaAlO2 + 3Na2SO4 + 4H2O + Kết tủa G: Cu(OH)2 , Fe(OH)2 + Dung dịch E: Na2SO4, NaAlO2 , NaOH dư - Phản ứng nung rắn G khơng khí: t0 Cu(OH)2 CuO + H2O t0 2Fe(OH)2 + ½ O2 Fe2O3 + 2H2 O - Khử M H2: t0 Fe2O3 + 3H2 2Fe + 3H2O t0 CuO + H2 Cu + H2 O + Rắn Q: Cu, Fe - Phản ứng E với dung dịch HCl: NaOH + HCl NaCl + H2 O NaAlO2 + HCl + H2O Al(OH)3 + NaCl Al(OH)3 + 3HCl AlCl3 + 3H2O + kết tủa T: Al(OH)3 2.2 Tính n HCl 0,3 mol; n NaOH = 0,15 mol MHCO3 + HCl MCl + H2O + CO2 a a a (mol) M2CO3 + 2HCl 2MCl + H2O + CO2 b 2b b(mol) NaOH + HCl NaCl + H2O 0,15 0,15 mol a 2b 0,3 0,15 0,15 a.(M 61) 2b.(M 61) 0,15.(M 61) (1) (2) a.(M 61) b.(2M 60) 13, 45 a.(M 61) b.(2M 60) 13, 45 0,15M 4,3 Lấy (1) trừ (2) biến đổi được: b = (*) 62 0,15M 4,3 Vì < b < 0,15/2 = 0,075 nên < < 0,075 28,7 < M < 59,7 M = 39(K) thỏa mãn 62 Ta có: Cơng thức muối: KHCO3 K2CO3 Thay M = 39 vào (*) b = 0,025 a = 0,1 mol V = (0,025 + 0,1).22,4 = 2,8 lít Lưu ý: Ở tốn ta giải theo cách khác, chẳng hạn như: sử dụng phương pháp đại số làm xuất giá trị trung bình, phương pháp giả thiết lượng chất min, max; phương pháp sử dụng chất ảo; phương pháp sử dụng tỷ lệ phản ứng (hoặc tỷ lệ chuyển chất) … phương pháp thầy viết rõ sách "22 chuyên đề hay khó bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa học THCS", em tìm đọc Sau định hướng giải theo số cách khác: Cách 2: Biến đổi đại số làm xuất giá trị trung bình Để hiểu phương pháp này, em nhớ rằng: có biểu thức x.A y.B Q Q giá trị trung bình xy đại lượng A B Theo tính chất trung bình, ta có: A < Q < B B < Q < A a 2b 0,3 0,15 0,15 a.(M 61) 2b.(M 30) Chia 89, a 2b a.(M 61) b.(2M 60) 13, 45 Từ Theo tính chất trung bình M + 30 < 89,7 < M + 61 28,7 < M < 59,7 M = 39 (K) Cách 3: Sử dụng phương pháp giả thiết - Giả thiết 1: giả sử hỗn hợp có M2CO3 (xem MHCO3 ít) b 0, 075 a 2b 0,15 13, 45 M 59, a 2M 60 0, 075 - Giả thiết 2: giả sử hỗn hợp có MHCO3 (xem M2 CO3 ít) b 0,15 a 2b 0,15 13, 45 M 28, b M 61 0,15 Thự tế hỗn hợp có chất nên 28,7 < M < 59,7 M = 39 (K) thỏa mãn Cách 4: Sử dụng chất ảo Ta khơng tím số mol hỗn hợp muối tỉ lệ số mol HCl với muối khơng đồng 4 Vì ta sử dụng chất ảo để làm cho hỗn hợp có tỷ lệ số mol chất so với HCl hoàn toàn giống Đặt R = 2M (R kim loại hóa trị II) Ta có hỗn hợp ảo: R(HCO3)2 RCO3 R(HCO3)2 + 2HCl RCl2 + 2H2O + 2CO2 (1) RCO3 + 2HCl RCl2 + H2O + CO2 (2) NaOH + HCl NaCl + H2O (3) Theo (1,2) n hh (ảo) = n HCl 0,075 mol M hh 13, 45 179,3 2M + 60 < 179,3 < 2M + 122 28,65 < M < 59,65 0,075 Chỉ có M = 39 (K) thỏa mãn Cách 5: Sử dụng tỷ lệ lượng chất tác dụng Đặt T = m hh n HCl 13, 45 89, 0,15 M 61 M 61 ) 2M 60 M2 CO3 + 2HCl 2MCl + H2O + CO2 (T2 = M 30 ) MHCO3 + HCl MCl + H2O + CO2 (T1= Theo tính chất trung bình M + 30 < 89,7 < M + 61 28,7 < M < 59,7 M = 39 (K) Câu 3.1 Phân tích: Ở tốn này, học sinh đọc đề khơng kỹ dẫn đến sai sót Mấu chốt tốn chỗ thơng tin " mơi trường bazơ (NH3), fructozơ chuyển hóa hồn toàn thành glucozơ" Như phản ứng thủy phân saccarozơ ta xem toàn C6 H12O6 cuối chuyển thành glucoz tham gia phản ứng tráng gương axit C12H22O11 + H2O 2C6H12O6 m 342 C6H12O6 m (mol) 171 t (NH ) C H O + 2Ag + Ag2O 12 0,09 19, 44 mol 108 m 2, + = 0,09 m = 12,825 gam 171 180 3.2 Tính số mol n G 0, 0075 mol Đặt cơng thức trung bình hỗn hợp hidrocacbon (G): C x H y Cx H y + ( x y y t0 )O2 x CO2 + H2O (1) Khi đun sôi dung dịch sau phản ứng với nước vôi thu kết tủa, chứng tỏ phản ứng tạo muối CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (2) 2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 (3) t0 Ca(HCO3)2 CaCO3 + H2O + CO2 (4) Theo (2,3,4): n CO n CaCO (lần 1) + n CaCO (lần 2) = 0,001 + 0,004.2 = 0,009 mol 3 Bình nước vơi tăng 0,666 gam nên 18 n H O + 0,009.44 = 0,666 n H O = 0,015 mol 2 Chỉ số C H trung bình: x n CO nG 2n H O 0, 009 0, 03 1, ; y 0, 0075 nG 0,0075 Vì C = 1,2 Có chất mang số C < 1,2 A: CH4 Mặt khác: H = = số H CH4 nên phân tử B có 4H Giải thích: Trong hỗn hợp chất, có chất có giá trị thật giá trị trung bình giá trị thật chất Điều tương tự học sinh A 15 tuổi, tuổi trung bình học sinh A học sinh B 15 tuổi, chắn A B có số tuổi 15 C n H : a (mol) CH : (1-a) mol Giả sử có mol G G an + – a = 1,2 a = Theo đề 0,15 < 0, n 1 0,