de thi hsg lop 12 tinh bac ninh

(đã làm khô); các chất còn lại trong bình cho tác dụng với lượng dư dung dịch KOH thu được chất rắn E. Để E ngoài không khí cho đến khi khối lượng không đổi, được chất rắn F. Biết rằng: [r]

(1)

UBND TỈNH BẮC NINH SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH NĂM HỌC 2009 – 2010

MÔN THI : HÓA HỌC-LỚP 12-THPT Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề)

Ngày thi: 14 tháng năm 2010 ===========

Bài 1(3,0 điểm):

1. Công thức đơn giản axit cacboxylic A mạch hở, không nhánh (CHO)n Biết 1,0 mol A tác dụng

hết với NaHCO3 giải phóng 2,0 mol CO2; dùng P2O5 tách nước từ phân tử A tạo chất B có cấu tạo mạch

vịng Viết cơng thức cấu tạo A, B, gọi tên A viết phản ứng tạo B

2. Có loại hợp chất nào, mạch hở chứa loại nhóm chức có cơng thức CnH2n-2O2? Viết loại hợp chất

dưới dạng cơng thức tổng qt chứa nhóm chức

3 Với n có hợp chất X có cơng thức phân tử CnH2n-2O2 mà đun nóng với dung dịch NaOH

được hợp chất A (chứa C, H, O, Na) thoả mãn sơ đồ sau: A

⃗

[

O

]

ư

⃗

+

NaOH

⃗

+

NaOH

Viết công thức cấu tạo A, B, D

Bài (2,0 điểm): Cho m gam hỗn hợp gồm NaBr, NaI phản ứng với dung dịch H2SO4 đặc nóng thu hỗn hợp

khí A (ở đktc) Ở điều kiện thích hợp A phản ứng vừa đủ với tạo chất rắn có màu vàng chất lỏng khơng chuyển màu quỳ tím Cho Na dư vào phần lỏng dung dịch B Dung dịch B hấp thụ vừa đủ với 2,24 lít CO2 (ở

đktc) 9,5 gam muối Viết phương trình hóa học phản ứng xảy tính m

Bài (2,0 điểm): Có chất hữu X, Y, Z, T, H mạch hở, thành phần chứa C, H, O có phân tử khối 60 đvC Đem trộn cặp chất với theo tỉ lệ 1:1 khối lượng hỗn hợp sau: hỗn hợp A1 gồm X Y; hỗn

hợp A2 gồm Y Z; hỗn hợp A3 gồm T H; hỗn hợp A4 gồm X H Biết lấy khối lượng hỗn

hợp A1, A2, A3, A4 cho tác dụng với lượng dư kim loại Na NaOH cho kết sau:

– Số mol hiđro sinh phản ứng hỗn hợp với Na phản ứng có tỉ lệ tương ứng là: 2:1:1:1 – Số mol NaOH phản ứng với hỗn hợp có tỉ lệ tương ứng là: 1:1:0:1

Hãy xác định công thức cấu tạo chất Bài (2,0 điểm):

1 Dung dịch X có chứa ion sau: Na+,

NH

+

¿

¿ ,

NO

−

,

S

−

2 Giải thích q trình hình thành hang động trình hình thành thạch nhũ núi đá vôi

Bài (4,0 điểm): Hỗn hợp X gồm Fe kim loại R có hố trị khơng đổi Hồ tan hồn tồn 3,3 gam X dung dịch HCl dư thu 2,9568 lít khí 27,3oC, atm Mặt khác, hồ tan hoàn toàn 3,3 gam X dung

dịch HNO3 1,0M (lấy dư 10%) thu 896 ml hỗn hợp khí Y gồm N2O, NO (ở đktc) có tỉ khối so với hỗn hợp

gồm NO, C2H6 1,35 dung dịch Z

a) Xác định kim loại R tính phần trăm khối lượng kim loại X

b) Cho dung dịch Z tác dụng với 400 ml dung dịch NaOH thấy xuất 4,77 gam kết tủa Tính nồng độ mol dung dịch NaOH, biết Fe(OH)3 kết tủa hoàn toàn

Bài (4,0 điểm): Đốt cháy hoàn toàn 4,3 gam chất hữu X thu hỗn hợp khí CO2, H2O HCl Dẫn hỗn hợp

này vào bình đựng dung dịch AgNO3 dư có mặt HNO3 0oC thu 5,74 gam kết tủa khối lượng bình dung dịch

AgNO3 tăng thêm 2,54 gam Khí khỏi bình dung dịch AgNO3 dẫn vào lít dung dịch Ca(OH)2 0,02M thấy

xuất kết tủa, lọc tách kết tủa, dung dịch lại cho tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư lại thấy xuất thêm

kết tủa, tổng khối lượng kết tủa thí nghiệm 13,94 gam a) Tìm CTPT X biết Mx < 230 g/mol

b) A, B, D đồng phân X thỏa mãn điều kiện sau:

* 43,0 gam A + NaOH dư → 12,4 gam C2H4(OH)2 + 0,4 mol muối A1 + NaCl

* B + NaOH dư → Muối B1 + CH3CHO + NaCl + H2O

* D + NaOH dư → Muối A1 + CH3COONa + NaCl + H2O

Tìm cơng thức cấu tạo A, B, D viết phương trình phản ứng xảy

Bài (3,0 điểm): Cho 88,2 g hỗn hợp A gồm FeCO3, FeS2 lượng khơng khí (lấy dư 10% so với lượng cần thiết

để đốt cháy hết A) vào bình kín dung tích khơng đổi Nung bình thời gian để xảy phản ứng, sau đưa bình nhiệt độ trước nung, bình có khí B chất rắn C (gồm Fe2O3, FeCO3, FeS2) Khí B gây áp suất lớn

1,45% so với áp suất khí bình trước nung Hịa tan chất rắn C lượng dư H2SO4 lỗng, khí D

(đã làm khơ); chất cịn lại bình cho tác dụng với lượng dư dung dịch KOH thu chất rắn E Để E ngồi khơng khí khối lượng không đổi, chất rắn F Biết rằng: Trong hỗn hợp A muối có số mol gấp 1,5 lần số mol muối lại; giả thiết hai muối A có khả phản ứng; khơng khí chứa 20% oxi 80% nitơ thể tích

a) Viết phương trình hóa học phản ứng xảy b) Tính phần trăm khối lượng chất hỗn hợp F c) Tính tỉ khối khí D so với khí B

============== Hết ==============

Thí sinh phép mang bảng tuần hồn ngun tố hóa học vào phịng thi. Họ tên thí sinh SBD Chữ kí giám thị Chữ kí giám thị

(2)

HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HSG CẤP TỈNH MƠN HỐ 12 NĂM 2010

Câu

Ý

NỘI DUNG

Điểm

1

3,0

1.

CTPT A phải C4H4O4 hay C2H2(COOH)2 Ứng với mạch thẳng có đồng phân

cis-trans là:

C C HOOC

H

H COOH

C C H

HOOC

H COOH axit trans-butenđioic axit cis-butenđioic (axit fumaric) (axit maleic)

‒ Chỉ có đồng phân cis có khả tách nước tạo anhiđrit:

C C

H COOH H COOH

P2O5

C C

H C H C

O O

O

+H2O

0,5

2.

‒ Số liên kết pi hợp chất (2n+2)-(2n-2)/2 =



hợp chất là:

* Axit khơng no (có nối đơi C=C), đơn chức: C

H

COOH (n ≥ 2)

* Ancol hai chức, không no (chứa liên kết pi): C

H

(OH)

(n ≥ 4)

* Anđehit xeton no hai chức: C

H

(CHO)

(n≥ 2)

* Este đơn chức, khơng no (có nối đơi C=C): C

H

COOC

H

(x≥ 1, )

1,0

3

‒ Từ kiện



B CH

COONa CH

(COONa)

, C có chứa chức axit, A có

chứa chức ancol anđehit Mặt khác, công thức phân tử X C

H

O

X

tác dụng NaOH



X axit không no có nối đơi X este vịng no Để thoả

mãn hố tính A, B, D X este vịng có cấu tạo là:

CH2 CH2

O C

O

(ứng với n = 3)

‒ Công thức cấu tạo A, B, D là:

(A) HO-CH

-CH

-COONa ; (B) HOOC-CH

-COONa; (D) CH

(COONa)

0,5

2

2,0

‒ Vì A điều kiện thích hợp thu rắn màu vàng



A gồm SO

H

S, mà NaBr

có tính khử yếu NaI nên phản ứng xảy là:

2NaBr + 2H

SO

⃗

t

o

Na

SO

+ Br

+ SO

+ 2H

O (1)

0,15 0,075

8NaI + 5H

SO

⃗

t

o

4Na

SO

+ 4I

+ H

S + 4H

O (2)

1,2 0,15

Ở đktc, Br

thể lỏng I

thể rắn, nên A có H

S SO

:

2H

S + SO

→ 2H

O + 3S (3)

0,15 0,075 0,15



Chất lỏng H

O: Na + H

O → NaOH + 1/2H

(4)

0,15 0,15



dung dịch B NaOH:

CO

+ NaOH = NaHCO

(5)

CO

+ 2NaOH = Na

CO

+ H

O (6)

‒ Gọi x, y số mol hai muối NaHCO

Na

CO

, ta có hệ:

¿

84

x

+

106

y

=

9,5

x

+

y

=

0,1

⇒

x

=

y

=

0

,

05

¿

{

¿



n

= 0,15

‒ Theo phương trình (4), (3), (2), (1) ta có khối lượng hai muối ban đầu là:

m = 0,15.103 + 150.1,2 = 195,45 g

1,0

(3)

3

2,0

‒ Xác định CTCT có hợp chất X, Y, Z, T, H:

Gọi cơng thức C

H

O

, ta có: 12n + m + 16z = 60.

+ Nếu z =



12n + m = 44



n = 3, m = CTPT C

H

O, ứng với cơng thức này

chỉ ancol C

H

-OH ete CH

-O-C

H

.

+ Nếu z =



12n + m = 28



n = 2, m =



CTPT C

H

O

, CTCT là

CH

-COOH, HCOO-CH

, HOCH

-CHO

+ z = khơng có cơng thức thỏa mãn.

‒ Biện luận tìm chất X, Y, Z, T, H:

+ Khi cho hỗn hợp tác dụng với Na NaOH:

Hỗn hợp :

X,Y

Y,Z

T,H

X,H

Na

2

1

NaOH

1

0

1



X axit : CH

COOH; Y T C

H

OH HO-CH

-CHO ;

Z este : HCOO-CH

; H ete : CH

-O-C

H

1,0

4

2,0

1.

‒ Nhận ion S2‒ dung dịch chứa ion Pb2+ Ag+ Cu2+, ví du:

S2‒ + Pb2+ → PbS↓ đen

‒ Nhận ion NH4+ OH‒/t0 giấy quì ẩm:

NH4+ + OH‒

⃗

t

o

‒ Nhận ion

NO

−

đó cho Cu vào: S2‒ + 2H+ → H 2S↑

3Cu + 2NO3‒ + 8H+ → 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O

1,0

2.

‒ Quá trình hình thành thạch nhũ hang động phân hủy canxi hiđrocacbonat tạo thành CaCO3 : Ca2+ + 2HCO3‒ → CaCO3↓ + CO2↑ + H2O

1,0

5

4,0

a)

‒ Các pthh:

+ X tác dụng với HCl:

2R + 2nHCl → 2RCl

+ nH

(1)

Fe + 2HCl

→ FeCl

+ H

(2)

+ X tác dụng với HNO

Q trình oxi hóa: Fe → Fe

+ 3e;

R → R

+ ne

Quá trình khử: 2NO

+ 10H

+ 8e → N

O + 5H

O

NO

+ 4H

+3e → NO + 2H

O

‒ Gọi x, y số mol N

O NO hỗn hợp Y, ta có:

¿

x

+

y

=

0

,

896

22

,

4

44

x

+

30

y

=

30 1

,

35

(

x

+

y

)

⇒

¿

x

=

0

,

03

y

=

0

,

01

¿

{

¿

Gọi a, b số mol R Fe 3,3 gam hỗn hợp X Theo kiện đề

cho phương trình, ta có hệ:

0,5

(4)

¿

aR

+

56

b

=

3,3

an

+

2

b

=

2

,

9568

0

,

082

(

273

+

27

,

3

)

an

+

3

b

=

0

,

03 8

+

0

,

01 3

⇒

¿

b

=

0

,

03

an

=

0

,

18

R

=

9

n

⇒

¿

n

=

3⇒

R

=

27

(

Al

)

a

=

0

,

06

b

=

0

,

03

¿

{{

¿



X có %Al = 49%; %Fe = 51%

b)

‒ Dung dịch Z gồm: Al

(0,06 mol); Fe

(0,03 mol); NO

H

dư:

10

100

(3.0,06 + 3.0,03 + 0,03.2 + 0,01) = 0,034 mol

‒ Cho NaOH vào dung dịch Z thì:

H

+ OH

→ H

2

O (3)

Fe

+ 3OH

→ Fe(OH)

3

(4)

Al

+ 3OH

→ Al(OH)

3

(5)

Al(OH)

+ OH

→ [Al(OH)

]

+ 2H

O (6)

Ta có khối lượng kết tủa Fe(OH)

0,03.107 = 3,21 gam



số mol Al(OH)

4

,

77

−

3

,

21

78

=

0

,

02

(mol) < số mol Al



Xét hai trường hợp:

* TH (1): NaOH không đủ để kết tủa hết Al

:

Số mol OH

cần dùng là: (0,034 + 0,02.3 + 0,03.3) = 0,184 mol



Nồng độ dung dịch NaOH là: C

= 0,184/0,4 = 0,46 M

* TH (2): Al

phản ứng sinh Al(OH)

3

[Al(OH)

]

Số mol NaOH = 0,034 + 0,03.3 + 0,06.3 + (0,06 – 0,02) = 0,344 mol



Nồng độ: C

(NaOH) 0,344/0,4 = 0,86 M

0,5

6

4,0

a)

‒ Tìm CTPT X:

+ Đốt X tạo CO

, H

O, HCl



X có C, H, Cl, có O

+ Cho hỗn hợp CO

, H

O, HCl qua dung dịch AgNO

HCl, H

O bị giữ lại.

AgNO

+ HCl → AgCl↓ + HNO

(1)

n

= n

=

5

,

74

143

,

5

=

0

,

04

mol



n

= 0,06 mol

+ Khí khỏi bình CO

cho tác dụng với dung dịch Ca(OH)

:

CO

+ Ca(OH)

→ CaCO

+ H

O (2)

2CO

+ Ca(OH)

→ Ca(HCO

)

(3)

Dung dịch nước lọc tác dụng với Ba(OH)

Ca(HCO

)

+ Ba(OH)

→ BaCO

+ CaCO

+ 2H

O (4)

Gọi a, b số mol Ca(OH)

tham gia (2) (3), theo pthh (2), (3), (4) ta

có:

¿

a

+

b

=

0

,

02 5

100

a

+(

100

+

197

)

b

=

13

,

94

⇒

¿

a

=

0

,

08

b

=

0

,

02

¿

{

¿



CO

: 0,12 mol

Vậy 4,3 gam X có: n

= 0,12 mol; n

= 2.0,06 + 0,04 = 0,16 mol; n

= 0,04

mol; n

= (4,3 – 0,12.12 – 0,16 – 0,04.35,5)/16 = 0,08 mol.

0,5

(5)



n

: n

= 0,12: 0,16: 0,08: 0,04 = 3:4:1:2



CTPT X dạng:

(C

H

O

Cl)

≤ 230



n = (loại); n = có CTPT C

H

O

Cl

.

b)

‒ Lập luận tìm cơng thức cấu tạo A, B, D viết phương trình phản ứng xảy

+ Tìm A:

C

H

O

Cl

+

0,2 mol 0,2 mol 0,4 mol  A là: ClCH2-COO-CH2-CH2-OOC-CH2Cl

ClCH2-COO-CH2-COO-CH2-CH2Cl

Phương trình:

ClCH2-COO-CH2-CH2-OOC-CH2Cl + 4NaOH→C2H4(OH)2 + 2HOCH2-COONa + 2NaCl

ClCH2-COO-CH2-COO-CH2-CH2Cl+ 4NaOH→C2H4(OH)2 + 2HOCH2-COONa + 2NaCl

+ Tìm B: B + NaOH dư → Muối B1 + CH3CHO + NaCl + H2O

 B là: CH3-CHCl-OOC-COO-CHCl-CH3

CH3-CHCl-OOC-COO-CHCl-CH3 + 4NaOH→Na2C2O4+ 2CH3CHO + 2NaCl + 2H2O

+ Tìm D: D + NaOH dư → Muối A1 + CH3COONa + NaCl + H2O

 D là: CH3-COO-CH2-COO-CCl2-CH3

CH3COO-CH2COO-CCl2-CH3+5NaOH→2CH3-COONa+ HOCH2COONa+2NaCl+ 2H2O

1,0

0,5

7

3,0

a)

- Pthh phản ứng xảy ra

4FeCO3 + O2 → 2Fe2O3 + 4CO2 (1)

4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 (2)

+ Khí B gồm: CO2, SO2, O2, N2; chất rắn C gồm: Fe2O3, FeCO3, FeS2

+ C phản ứng với dung dịch H2SO4 loãng:

Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O (3)

FeCO3 + H2SO4 → FeSO4 + H2O + CO2 (4)

FeS2 + H2SO4 → FeSO4 + S↓ + H2S (5)

+ Khí D gồm: CO2 H2S; chất cịn lại gồm:FeSO4, Fe2(SO4)3, H2SO4 dư S, tác

dụng với KOH dư:

2KOH + H2SO4 → K2SO4 + 2H2O (6)

2KOH + FeSO4 → Fe(OH)2↓ + K2SO4 (7)

6KOH + Fe2(SO4)3 → 2Fe(OH)3↓ + 3K2SO4 (8)

+ Kết tủa E gồm Fe(OH)2, Fe(OH)3 S, để không khí có phản ứng:

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3 (9)

Vậy F gồm Fe(OH)3 S

0,5

b)

- Nhận xét: So sánh hệ số chất khí (1) (2) ta thấy: áp suất khí sau phản ứng tăng

lên chứng tỏ lương FeCO3 có hỗn hợp A nhiều FeS2

Gọi a số mol FeS2  số mol FeCO3 1,5a, ta có:

116.1,5a + 120a = 88,2  a = 0,3

+ Vậy A gồm : FeS2 (0,3 mol), FeCO3 (0,45 mol)

+ Nếu A cháy hồn tồn cần lượng O2 : (0,45/4 + 11.0,3/4) = 1,03125 mol  số mol N2

là 4.1,03125 = 4,125 mol ; số mol khơng khí (1,03125 + 4,125) = 5,15625 mol

- Vì hai muối A có khả phản ứng nên gọi x số mol FeS2

tham gia phản ứng (1) số mol FeCO3 tham gia phản ứng (2) 1,5x

+ Theo (1), (2) theo đề cho ta có : nB = (5,15625 + 0,375x)

+ Vì áp suất sau phản ứng tăng 1,45% so với áp suất trước nung, ta có : (5,15625 + 0,375x) = 5,15625 101,45/100  x = 0,2

- Theo phản ứng (1), (9) ta có chất rắn F gồm : Fe(OH)3 (0,75 mol) S (0,1 mol) Vậy

trong F có %Fe(OH)3 = 96,17% ; %S = 3,83%

0,5

c)

- Khí D gồm CO2 (0,15 mol), H2S (0,1 mol)  MD = 40 Vậy dD/B = 1,25

0,5

Lưu ý:

Nếu thí sinh làm cách khác đúng, cho điểm tối đa tương ứng.