Bằng phương pháp hoá học hãy nhận biết các đồng phân đơn chức, mạch hở có cùng công thức phân tử C3H6O2.Viết phương trình phản ứng hóa học xảy ra.. Câu Ý Nội dung Điểm.[r]
(1)3 UBND TỈNH BẮC NINH
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
HƯỚNG DẪN CHẤM
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH NĂM HỌC 2015 - 2016
Môn: Hóa học - Lớp 9 Câu I. (4,0 điểm)
1. Mỗi dung dịch sau đựng lọ nhãn: natri clorua, natri hiđroxit, axit sunfuric, axit clo hiđric, bari hiđroxit, magie sunfat Không dùng thêm thuốc thử khác (ngồi dung dịch trên), trình bày cách nhận lọ Viết phương trình phản ứng hố học xảy
2. Có ba chất khí A, B, D chứa nguyên tố, phân tử chất B D có nguyên tử Cả chất có tỉ khối so với khí cacbonic B tác dụng với dung dịch kiềm, A D khơng có phản ứng với dung dịch kiềm A tác dụng với oxi đốt nóng sinh B chất khác D khơng cháy oxi Lập luận để tìm cơng thức phân tử chất A, B, D
3. Từ Fe3O4 phản ứng thu dung dịch chứa FeCl3 phản ứng thu dung dịch chứa FeCl2 Mỗi trường hợp minh họa cách
4. Cô cạn 160 gam dung dịch CuSO4 10% đến tổng số nguyên tử dung dịch cịn nửa so với ban đầu dừng lại Tìm khối lượng H2O bay ra?
Câu Ý Nội dung Điểm
I 1
(1đ)
+) Lấy hoá chất lọ ống nghiệm, đánh số ống nghiệm tương ứng với lọ
+) Lần lượt cho dung dịch vào với thấy: Ba(OH)2 + H2SO4 BaSO4↓ + 2H2O (1) Ba(OH)2 + MgSO4 BaSO4↓ + Mg(OH)2↓ (2) MgSO4 + 2NaOH Na2SO4 + Mg(OH)2↓ (3)
- dung dịch có lần tạo kết tủa Ba(OH)2 MgSO4 có phản ứng (1), (2), (3)
- dung dịch có lần tạo kết tủa H2SO4 NaOH có phản ứng (1) (3)
- dung dịch khơng có tượng tạo kết tủa: HCl NaCl
+) Lấy dung dịch không tạo kết tủa cho vào kết tủa dung dịch có lần tạo kết tủa
- Trường hợp dung dịch cho vào làm tan kết tủa dung dịch cho vào HCl => dung dịch có lần tạo kết tủa NaOH có phản ứng
2HCl + Mg(OH)2↓ MgCl2 + 2H2O => dung dịch có lần kết tủa lại H2SO4 - Dung dịch cho vào không làm tan kết tủa NaCl
+ Lấy dung dịch NaOH vừa nhận cho vào dung dịch có lần tạo kết tủa - Dung dịch không tạo kết tủa với NaOH dung dịch Ba(OH)2,
- Dung dịch tạo kết tủa với NaOH dung dịch MgSO4 có phản ứng (3)
0,25đ
0,25đ
0,25đ 0,25đ 2
(1đ)
* M = 44.1 = 44
+)B hợp chất gồm hai nguyên tố, tác dụng với dung dịch kiềm oxit axit Chỉ có trường hợp B CO2 thoả mãn chất gồm nguyên tố, phân tử gồm nguyên tử MB = 44 ( oxit, axit, muối khác không thoả mãn) +) A cháy sinh sản phẩm có CO2 A CxRy, R H thoả mãn A C3H8 có MA = 44
+) D N2O thoả mãn chất gồm nguyên tố, phân tử gồm nguyên tử MD = 44
0,5đ 0,25đ 0,25đ 3
(1đ)
* FeCl3
+) Cách 1:
Fe3O4 + 8HCl → FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O
(2)4
+) Cách 2:
Fe3O4 + 4H2t0
3Fe + 4H2O 2Fe + 3Cl2 t0
2FeCl3 Sau hịa tan FeCl3 vào nước dư * FeCl2
+) Cách 1:
Fe3O4 + 8HCl → FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O 2FeCl3 + Fe → 3FeCl2
+) Cách 2:
Fe3O4 + 4H2 t0 3Fe + 4H2O Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
0,25đ
0,25đ 0,25đ 4
(1đ) +) Khối lượng CuSO4 = 16,0 gam nCuSO4 = 0,1 mol Khối lượng H2O = 144 gam nH2O = 8,0 mol
=) Vì phân tử CuSO4 chứa nguyên tử 0,1 mol CuSO4 chứa 0,6 mol nguyên tử
Vì phân tử H2O chứa nguyên tử 8,0 mol H2O chứa 24,0 mol nguyên tử => Tổng số mol nguyên tử trước cô cạn= 0,6 + 24 = 24,6 mol
=> Tổng số mol nguyên tử sau cô cạn 24,6: = 12,3 mol +) Số mol nguyên tử giảm H2O bay
Gọi khối lượng H2O bay x → có 3x/18 mol nguyên tử bị bay 12,3 = 3x/18 x = 73,8 gam
Vậy khối lượng nước bay 73,8 gam.
0,25đ
0,25đ 0,25đ
0,25đ Câu II. (4,0 điểm)
1 Cho chất hữu mạch hở A, B, C, chất ứng với số công thức phân tử
sau: C3H4O2, C3H4O, C3H6O Biết rằng, A C phản ứng với Na kim loại, giải phóng H2; A B tác dụng với H2 dư (xúc tác Ni, to) tạo thành sản phẩm; cho A qua CuO nung nóng thu B Xác định CTCT A, B, C Viết phương trình phản ứng hố học xảy
2. Một học sinh phân cơng tiến hành thí nghiệm sau:
Thí nghiệm 1: Đưa bình đựng hỗn hợp khí metan clo ánh sáng Sau thời gian, cho
nước vào bình, lắc nhẹ thêm vào bình mẩu giấy quỳ tím
Thí nghiệm 2: Dẫn khí axetilen chậm qua dung dịch brom màu vàng
Thí nghiệm 3: Cho đến giọt dầu ăn vào ống nghiệm đựng benzen, lắc nhẹ
Nêu tượng cho biết mục đích thí nghiệm Viết phương trình phản ứng hố học xảy
3. Chỉ từ metan, chất vơ điều kiện cần thiết có đủ, viết phương trình phản ứng hố học điều chế đồng phân đơn chức, mạch hở có cơng thức phân tử C3H6O2
4. Bằng phương pháp hoá học nhận biết đồng phân đơn chức, mạch hở có cơng thức phân tử C3H6O2.Viết phương trình phản ứng hóa học xảy ra?
Câu Ý Nội dung Điểm
II 1
(1đ)
+) Khi cho A qua CuO thu B, phản ứng oxi hố ancol thành anđehit Vậy A ancol có cơng thức C3H6O (CH2=CH-CH2OH),
+) B anđehit có cơng thức C3H4O (CH2=CH-CHO)
+) Cịn C có cơng thức C3H4O2 A, C tác dụng với Na giải phóng H2 => C axit CH2=CH-COOH
+) Các phương trình phản ứng:
CH2=CH-CH2OH + Na → CH2=CH-CH2ONa + 1/2H2 CH2=CH-COOH + Na → CH2=CH-COONa + 1/2H2 CH2=CH-CH2OH + H2 Ni, t0 CH3CH2CH2OH
0,25đ
(3)5
CH2=CH-CHO + 2H2 Ni, t0 CH3CH2CH2OH
CH2=CH-CH2OH + CuO t0
CH2=CH-CHO + H2O + Cu 0,5đ
2 (1đ)
+) Thí nghiệm 1:
- Hiện tượng: Khi đưa ánh sáng, màu vàng nhạt clo Giấy quỳ tím chuyển sang màu đỏ
- Mục đích: Chứng minh metan có phản ứng với clo có ánh sáng CH4 + Cl2 as CH3Cl + HCl
HCl tạo thành tan nước thành dung dịch axit làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ
+) Thí nghiệm 2:
- Hiện tượng: Dung dịch brom nhạt màu dần sau bị màu - Mục đích: Chứng minh axetilen có phản ứng cộng với brom C2H2 + Br2 C2H2Br2
C2H2Br2 + Br2 C2H2Br4 Hoặc C2H2 + 2Br2 C2H2Br4 +) Thí nghiệm 3:
- Hiện tượng: Hỗn hợp benzen dầu ăn trở nên đồng
- Mục đích: Chứng minh benzen có khả hồ tan dầu ăn dầu ăn tan benzen
0,5đ
0,25đ
0,25đ 3
(1đ)
+) Điều chế CH3COOCH3
- CH4 → C2H2 → CH3CHO → CH3COOH - CH4 → CH3Cl → CH3OH
CH3COOH + CH3OH
H SO t
CH3COOCH3 + H2O +) Điều chế H-COO-CH=CH2
- CH4 → CH3Cl → CH3OH → HCOOH → HCOOCH=CH2 +) Điều chế CH3- CH2- COOH
- CH4 → C2H2 →C4H4 → C4H10→C3H6→C3H7Br→C3H7OH → C2H5COOH
0,5đ 0,25đ 0,25đ 4
(1đ)
+) C3H6O2 có đồng phân cấu tạo, mạch hở đơn chức CH3CH2COOH; HCOOCH2CH3; CH3COOCH3
+) Nhúng quỳ tím vào mẫu thử chất - Quỳ tím hóa đỏ là: CH3CH2COOH
- Quỳ tím khơng đổi màu là: HCOOCH2CH3; CH3COOCH3
+) Cho chất; CH3COOCH3 tác dụng với dung dịch AgNO3 NH3, đun nóng ( Ag2O NH3)
- Có kết tủa trắng HCOOCH2CH3
HCOOCH2CH3 + Ag2O NH , t3 C3H6O3 + 2Ag↓ - Không tượng CH3COOCH3
0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ Câu III. (3,0 điểm)
1 Hỗn hợp X gồm kim loại Na, Al, Fe chia thành phần
Phần 1: tác dụng với nước dư thu V1 lít khí H2
Phần 2: tác dụng với dung dịch NaOH dư thu V2 lít khí H2
Phần 3: tác dụng với dung dịch HCl dư thu V3 lít khí H2
(Biết khí đo điều kiện)
a. Viết phương trình phản ứng hố học xảy ra?
b. So sánh giá trị V1, V2, V3 giải thích?
(4)6
a. Viết phương trình phản ứng hố học xác định nồng độ mol/lít dung dịch NaOH ban đầu
b. Cho hỗn hợp khí Z vào 200 ml dung dịch Ba(OH)2 0,5M Hãy cho biết khối lượng dung dịch sau phản ứng thay đổi so với dung dịch Ba(OH)2 ban đầu?
Câu Ý Nội dung Điểm
III 1
(1,5đ) a.+) Tác dụng với nước dư
Na + H2O → NaOH + 1/2H2↑
x x/2 NaOH + H2O + Al → NaAlO2 + 3/2H2↑
x y 3x/2 (3y/2) +) Tác dụng với dung dịch NaOH dư
Na + H2O → NaOH + 1/2H2↑
x x/2 NaOH + H2O + Al → NaAlO2 + 3/2H2↑
y 3y/2 +) Tác dụng với dung dịch HCl dư
Na + HCl → NaCl + 1/2H2↑
x x/2 Al + 3HCl→ AlCl3 + 3/2H2↑
y 3y/2 Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑
z z
0,5đ b.
+) Nếu x < y → V1 = x/2 + 3x/2 = 2x < V2 = x/2 + 3y/2 < V3 = x/2 + 3y/2 + z V1 < V2 < V3
+) Nếu x ≥ y → V1 = x/2 + 3y/2 = V2 = x/2 + 3y/2 < V3 = x/2 + 3y/2 + z V1 = V2 <V3
0,5đ 0,5đ 2
(1,5đ) a
nCH3COOH = 0,1 mol
CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O
2CH3COONa + 4O2 t0 Na2CO3 + 3CO2 + 3H2O CO2 + 2NaOH→ Na2CO3 + H2O
X gồm:CH3COONa: 0,1 mol; NaOH dư
Y gồm:CO2: 0,12 mol; H2O: 0,18 mol; Na2CO3: 0,08 mol => nNaOH = 0,16 mol
=> CM(NaOH) = 0,8M b
nBa(OH)2 = 0,1 mol
CO2 + Ba(OH)2→ BaCO3↓ + H2O 0,1 ← 0,1 → 0,1 mol
CO2 + BaCO3↓+ H2O→ Ba(HCO3)2 0,02 → 0,02
=> nBaCO3 = 0,08 mol => m↓ BaCO3 = 15,76 gam
=> mdung dịch giảm = m↓ BaCO3 – (mCO2 + mH2O) = 7,24 gam
0,5đ
0,25đ
0,25đ
0,5đ Câu IV. (3,0 điểm)
(5)7
dung dịch tăng so với dung dịch Ba(OH)2 ban đầu 1,665 gam Chất rắn Y lại ống sứ gồm chất có khối lượng 21 gam Cho hỗn hợp Y tác dụng hết với dung dịch HNO3, đun nóng V lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc)
1. Viết phương trình phản ứng hố học xảy ra? 2. Tính giá trị m, V số mol HNO3 đem dùng?
(Biết lượng axit dư 20% so với lượng cần thiết)
Câu Ý Nội dung Điểm
IV 1
(1đ)
+) Các phương trình phản ứng: - Phản ứng oxit bị khử CO:
3Fe2O3 + CO t0 2Fe3O4 + CO2 (1)
Fe3O4 + CO t0 3FeO + CO2 (2)
FeO + CO t0 Fe + CO2 (3)
MgO + CO t0 không phản ứng - Phản ứng CO2 với dung dịch Ba(OH)2 khối lượng dung dịch tăng, nên phản ứng tạo hai muối CO2 + Ba(OH)2 BaCO3↓ + H2O (4)
0,06 ← 0,06 0,06 mol CO2 + H2O + BaCO3↓ Ba(HCO3)2 (5)
x – 0,06 x – 0,06 mol - Các phản ứng MgO, Fe2O3, Fe3O4, FeO, Fe với dung dịch HNO3 MgO + 2HNO3 Mg(NO3)2 + H2O (6)
Fe2O3 + 6HNO3 2Fe(NO3)3 + 3H2O (7)
3Fe3O4 + 28HNO3 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O (8)
3FeO + 10HNO3 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O (9)
Fe + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (10)
2-3pt cho
0,25đ
4-6pt cho
0,5đ
7-8pt cho
0,75đ
9-10pt cho
1,0đ 2
(2đ)
+) Tính m?
nBaCO3 = (0,12 – x) mol Từ (4), (5) giả thiết cho ta có:
mCO2 – mBaCO3 = 44x – 197 (0,12 - x) = 1,665 => x = 0,105
Từ (1), (2), (3), theo bảo tồn khối lượng ta có ( nCO2 = nCO) m + mCO = 21 + mCO2
=> m + 28.0,105 = 21 + 44.0,105 => m = 22,68 gam
+) Tính V?
Theo kết trên: m = 72x + 160x + 232x + 40x = 22,68 => x = 0,045 mol Từ (1), (2), (3), (8), (9), (10) dựa vào bảo tồn electron ta có
ne(FeO, Fe3O4) + ne(CO) = ne(NO) => 0,045.1 + 0,045.1 + 0,105.2 = 3.V/22,4 => V = 2,24 lít.
+) Tính nHNO3?
Từ (6) → (10), bảo tồn nguyên tố nitơ
=> nHNO3 cần dùng=2nMg+ 3∑nFe +nNO = 2.0,045 + 3.0,045.6+2,24/22,4 = mol => Số mol HNO3 đem dùng là: + 1.20% =1,2 mol
Vậy số mol HNO3 đem dùng là: 1,2 mol
0,5đ
0,5đ 0,25đ
0,25đ
(6)8
Đốt cháy hoàn toàn 7,12 gam hỗn hợp A gồm ba chất hữu X, Y, Z (đều có thành phần nguyên tố gồm C, H, O) Sau phản ứng thu 6,72 lít khí CO2 5,76 gam nước Mặt khác cho 3,56 gam hỗn hợp A phản ứng với Na dư thu 0,28 lít khí hiđro Cịn cho 3,56 gam hỗn hợp A phản ứng với dung dịch NaOH cần vừa đủ 200 ml dung dịch NaOH 0,2M Sau phản ứng với dung dịch NaOH thu chất hữu 3,28 gam muối Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo X, Y, Z? Biết chất chứa nhóm nguyên tử gây nên tính chất hố học đặc trưng Các phản ứng xảy hồn tồn, thể tích khí đo điều kiện tiêu chuẩn
Câu Ý Nội dung Điểm
V +) Hỗn hợp ba chất hữu chứa C, H, O đơn chức, tác dụng với Na giải phóng H2 nên hỗn hợp có chứa rượu axit Mặt khác ba chất hữu tác dụng với NaOH thu chất hữu muối nên hỗn hợp A gồm axit, rượu este axit rượu
+) Khi đốt cháy 7,12 gam hỗn hợp thu được: số mol CO2 =
4 , 22
72 ,
= 0,3 mol số mol nước =
18 76 ,
= 0,32 mol
= nH2O > nCO2 Vậy hỗn hợp phải có không chứa liên kết
kép ( liên kết đôi liên kết ba), chất rượu no, mạch hở +) Trong 3,56 gam hỗn hợp A, gọi công thức của:
Rượu CnH2n +1OH có a mol, Axit CxHyCOOH có b mol este CxHyCOOCnH2n +1 c mol +) Các phương trình hố học:
2CxHyCOOH + 2Na 2CxHyCOONa + H2 (1) b b b/2
2CnH2n +1OH + 2Na 2CnH2n +1ONa + H2 (2) a a a/2
+) Số mol H2:
2 a
+
2 b
= , 22
28 ,
0 = 0,0125 mol a + b = 0,025 mol (I) +) Cho 3,56 gam hỗn hợp A tác dụng với NaOH:
CxHyCOOH + NaOH CxHyCOONa + H2O (3) CxHyCOOCnH2n + + NaOH CxHyCOONa + CnH2n +1OH (4)
nNaOH = b+ c = 0,2 0,2 = 0,04 mol (II)
Khối lượng muối thu được: ( 12x + y + 67) 0,04 = 3,28 12x + y = 15, cặp nghiệm phù hợp x=1, y= => Axit CH3COOH
+) Khi đốt cháy 7,12 gam hỗn hợp:
CH3COOH + 2O2 2CO2 + 2H2O (5) CH3COOCnH2n + + (3n+4)/2O2 (n + 2)CO2 + (n+2) H2O (6) CnH2n +1OH + 3n/2O2 nCO2 + (n+1)H2O (7) nCO2 =2.na + 2.2b + (n+2).2c = 0,3 kết hợp với (II)
na + nc = 0,07 mol (III)
Từ (5),(6), (7) nH2O =na + a + (n+2)c +2b = 0,16 (IV)
Giải hệ (I), (II), (III), (IV) ta có: a = 0,01; b= 0,015; c = 0,025; n= Vậy công thức của: Rượu C2H5OH, Axit CH3COOH Este CH3COOC2H5
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,5đ
(7)9
Câu VI. (3,0 điểm)
Hỗn hợp X gồm kim loại R muối cacbonat (có tỉ lệ mol tương ứng : 1) Hịa tan hồn tồn 68,4 gam hỗn hợp X dung dịch HNO3 dư, thấy hỗn hợp khí Y gồm NO (sản phẩm khử nhất) CO2 Hỗn hợp khí Y làm màu vừa đủ 420 ml dung dịch KMnO4 1M H2SO4 loãng, dư (KMnO4 + H2SO4 + NO → HNO3 +K2SO4 + MnSO4 + H2O) Khí cịn lại cho qua dung dịch Ca(OH)2 dư thấy khối lượng dung dịch giảm 16,8 gam so với dung dịch Ca(OH)2 ban đầu
1. Viết phương trình phản ứng hố học xảy
2. Xác định công thức muối cacbonat R tính thành phần % theo khối lượng chất hỗn hợp X
Câu Ý Nội dung Điểm
VI 1
(1đ)
* TH1: R kim loại có hóa trị biến đổi
3Rx(CO3)y+(4nx-2y)HNO33xR(NO3)n+3yCO2+(nx-2y)NO+(2nx-y)H2O (1) a ay 3R + 4nHNO3 3R(NO3)n + nNO + 2nH2O (2) 2a 2na/3
10NO + 6KMnO4 + 9H2SO4 10HNO3 + 3K2SO4 + 6MnSO4 + 4H2O (3) 0,7 ← 0,42 mol
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (4)
* TH2: R kim loại có hóa trị khơng đổi
R2(CO3)n+ 4nHNO3 2R(NO3)n+ nCO2+ 2nH2O (1) a an
3R + 4nHNO3 3R(NO3)n + nNO + 2nH2O (2) 2a 2na/3
10NO + 6KMnO4 + 9H2SO4 10HNO3 + K2SO4 + 6MnSO4 + 4H2O (3) 0,7 ← 0,42 mol
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (4)
0,5đ
0,5đ 2
(2đ)
* TH1: R kim loại có hố trị biến đổi
Theo giả thiết: nR: nmuối = : nR = 2a, nRx(CO3)y = a mol nKMnO4 = 0,42.1 = 0,42 mol Từ (3) nNO = 0,7 mol mddgiảm = mCaCO3 - mCO2 100t - 44t = 56t = 16,8 (g) nCO2 = t = 16,8/56 = 0,3mol;
Từ (1) nCO2 = ay ay = 0,3 (I) Từ (1) (2) nNO = 2 0,
3
nx y n
a a
(II) mhhX = a(xMR + 60y) + 2aMR = 68,4 (III)
Từ (I) (II) : a = 2,
2
nx n (*) (IV)
(I) (III): a = 50,
2
R R
xM M (**)
Từ (IV) ta có: MR = 50, 2,
n
(Hoặc HS cần trình bày từ (I) (II) (III) ta có: MR = 50,
2,
n
)
n
MR 18,7 37,3 56
Thích hợp
Vậy R Fe
0,25đ 0,25đ
(8)10 Thế n = vào (*) (IV) a = 2,
3x6
(I) a = 0,3 2, 0,3
3 y x
y x y
Nên x = 1, y = nghiệm hợp lý Công thức phân tử muối FeCO3
* TH2: R kim loại có hố trị khơng đổi
Theo giả thiết: nR: nmuối = : nR = 2a, nR2(CO3)n = amol nKMnO4 = 0,42.1 = 0,42 mol Từ (3) nNO = 0,7 mol mddgiảm = mCaCO3 - mCO2 100t - 44t = 56t = 16,8 (g)
nCO2 = t = 16,8/56 = 0,3mol; Từ (1) nCO2 = an an = 0,3 mddgiảm = mCaCO3 - mCO2 100t - 44t = 56t = 16,8 (g)
nCO2 = t = 16,8/56 = 0,3mol; Từ (1) nCO2 = an an = 0,3 Từ (2) nNO = 2na/3 = 0,7 → na = 1,05 ≠ 0,3 → vô lý
0,5đ
0,5đ
Ghi chú: Học sinh phải thực đủ yêu cầu đầu bài, kết làm cách khác