Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được chất rắn Y và khí Z có tỉ khối so với H2 là 22,5 giả sử khí NO2 sinh ra không tham gia phản ứng nào khác.. Mặt khác, cho từ từ dung dịch h[r]
(1)Nguyễn Ngọc Dũng – Lớp Cao học Hóa K10 – ĐHGD – ĐHQG Hà Nội Giải chi tiết câu khó – điểm 8,9,10 đề thi THPTQG 2016 môn Hóa học GV : Nguyễn Ngọc Dũng Mã đề : 357 Câu 31 (Mã đề 357) Nung m gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe(NO3)2, Fe(NO3)3 và FeCO3 bình kín (không có không khí) Sau các phản ứng xảy hoàn toàn, thu chất rắn Y và khí Z có tỉ khối so với H2 là 22,5 (giả sử khí NO2 sinh không tham gia phản ứng nào khác) Cho Y tan hoàn toàn dung dịch gồm 0,01 mol KNO3 và 0,15 mol H2SO4 (loãng), thu dung dịch chứa 21,23 gam muối trung hòa kim loại và hỗn hợp hai khí có tỉ khối so với H2 là (trong đó có khí hóa nâu không khí) Giá trị m là A 11,32 B 13,92 C 19,16 D 13,76 HD : * X → Y( Fe, O) + Z ( NO2, CO2) Có 𝑀Z = 45 → n NO2 = n CO2 * Y + 0,01 mol KNO3 + 0,15 mol H2SO4 → 21,23 g muối + khí ( NO, H2) có 𝑀 = 16 → n H2 = n NO = n NO3- = 0,01 mol( Vì sp có khí H2 nên NO3- chuyển hết thành NO) Fe → Fe3+ + 3e 4H+ + NO3- + 3e → NO + 2H2O mol x 3x 0,01 0,03 2+ + Fe → Fe + 2e 2H + 2e → H2 mol y 2y 0,02 0,01 O + 2e → O-2 z 2z mol Bảo toàn e : 3x + 2y = 2z + 0,05 (1) Fe3+ : x mol → Bảo toàn điện tích : 3x + 2y = 0,29 (2) 2+ Muối Fe : y mol → mmuối = 56x + 56y + 39 0,1 + 96 0,15 = 21,23 (3) + K : 0,01 mol Giải hệ x = 0,06 2SO4 : 0,15 mol y = 0,055 z = 0,12 Vậy Y có : 0,115 mol Fe; 0,12 mol O Nhận xét : NO3 → NO2 + O CO3 → CO2 + O → 𝑛𝑁𝑂2 + 𝑛𝐶𝑂2 = 𝑛𝑂 = 0,12 → 𝑛𝑁𝑂2 = 𝑛𝐶𝑂2 = 0,06 mol → 𝑛𝑁𝑂3 = 𝑛𝐶𝑂3 = 0,06 mol Bảo toàn KL : 𝑚𝑋 = 𝑚𝐹𝑒 + 𝑚𝑁𝑂3− + 𝑚𝐶𝑂32− = 56 0,115 + 0,06 62 + 0,06 60 = 13,76 g Câu 34( Mã đề 357) Cho 7,65 gam hỗn hợp Al và Mg tan hoàn toàn 500 ml dung dịch gồm HCl 1,04M và H2SO4 0,28M, thu dung dịch X và khí H2 Cho 850 ml dung dịch NaOH 1M vào X, sau các phản ứng xảy hoàn toàn thu 16,5 gam kết tủa gồm chất Mặt khác, cho từ từ dung dịch hỗn hợp KOH 0,8M và Ba(OH)2 0,1M vào X đến thu lượng kết tủa lớn nhất, lọc lấy kết tủa đem nung đến khối lượng không đổi, thu m gam chất rắn Giá trị m gần với giá trị nào sau đây? A 32,3 B 38,6 C 46,3 D 27,4 HD : Al ( x mol); Mg ( y mol) + 0,52 mol HCl + 0,14 mol H2SO4 → dd X + H2 (2) Nguyễn Ngọc Dũng – Lớp Cao học Hóa K10 – ĐHGD – ĐHQG Hà Nội 27x + 24y = 7,65 (1) Al3+ : x mol dd X Mg2+ : y mol H+ : 0,8 – 3x – 2y Cl - , SO42- 0,14 mol dd X + 0,85 mol NaOH → 16,5 g kết tủa gồm Mg(OH)2 y mol và Al(OH)3 * Số mol OH- gây kết tủa Al3+ là : 0,85 – ( 0,8 – 3x – 2y) – 2y = 0,05 + 3x (mol) → 𝑛𝐴𝑙 𝑂𝐻 = 𝑛𝐴𝑙3+ – 𝑛𝑂𝐻− = 4x – 0,05 – 3x = x – 0,05 (mol) → 78(x – 0,05) + 58y = 16,5 (2) Giải hệ (1) và (2): x = y = 0,015 * dd X + dd( KOH 0,8M và Ba(OH)2 0,1 M) → Kết tủa max : TH1 : Kết tủa gồm BaSO4 max và Mg(OH)2 → m↓ = 0,14 233 + 0,15 58 = 41,32 gam → m rắn = 0,14 233 + 0,15 40 = 38,62 gam TH2: Kết tủa gồm Al(OH)3 max = 0,15 mol ; Mg(OH)2 = 0,15mol và BaSO4 𝑛𝑂𝐻−𝑝ℎả𝑛 ứ𝑛𝑔 = 𝑛𝐻+𝑏𝑎𝑛 = 0,8 mol ( Bảo toàn điện tích) → 𝑛𝐵𝑎 𝑂𝐻 = 0,08 mol m↓ = 0,08 233 + 0,15 78 + 0,15 58 = 39,04 < 41,32 ( loại) → B Câu 35(Mã đề 357) Hợp chất hữu X (chứa C, H, O) có loại nhóm chức Cho 0,15 mol X phản ứng vừa đủ với 180 gam dung dịch NaOH, thu dung dịch Y Làm bay Y, thu 164,7 gam nước và 44,4 gam hỗn hợp chất rắn khan Z Đốt cháy hoàn toàn Z, thu 23,85 gam Na2CO3; 56,1 gam CO2 và 14,85 gam H2O Mặt khác, Z phản ứng với dung dịch H2SO4 loãng (dư), thu hai axit cacboxylic đơn chức và hợp chất T (chứa C, H, O và M T < 126) Số nguyên tử H phân tử T A B 12 C D 10 HD : 0,15 mol X + NaOH → Y cô cạn → 4,44 g Z + H2O (1) Z + O2 → 0,225 mol Na2CO3 + 1,275 mol CO2 + 0,825 mol H2O (2) * Bảo toàn C : 𝑛𝐶 𝑋 = 0,225 + 1,275 = 1,5 (mol) 𝑛𝑁𝑎𝑂𝐻 = 0,225 = 0,45 mol → khối lượng H2O dd NaOH là : 180 – 0,45 40 = 162 g → 𝑛𝐻20 = 164,7−162 18 đầ𝑢 = 0,15 𝑚𝑜𝑙 * Bảo toàn H (1) : 𝑛𝐻 𝑋 = 𝑛𝐻 𝑍 + 𝑛𝐻 𝐻2𝑂 − 𝑛𝐻 𝑁𝑎𝑂𝐻 = 0,825.2 + 0,15.2 – 0,45 = 1,5 (mol) * Bảo toàn khối lượng : mX = 44,4 + 0,15,18 – 0,45 40 = 29,1 g 29,1−1,5.12−1,5.1 → nO = = 0,6 mol 16 Gọi X : CxHyOz x : y : z = 1,5 : 1,5 : 0,6 = : : → (C5H5O2)n có M = 29,1 : 0,15 = 194 → n =2 → X có CTPT C10H10O4 : * tính (п + v) = X + NaOH theo tỉ lệ 1:3 Z + H2SO4 → axit đơn + T (3) Nguyễn Ngọc Dũng – Lớp Cao học Hóa K10 – ĐHGD – ĐHQG Hà Nội X có CTCT là : HCOO – C6H4 – CH2OCOCH3 CH3COO – C6H4 – CH2OCOH → T là HO – C6H4 – CH2OH có 8H → C Câu 36(Mã đề 357) Hỗn hợp X gồm axit cacboxylic T (hai chức, mạch hở), hai ancol đơn chức cùng dãy đồng đẳng và este hai chức tạo T với hai ancol đó Đốt cháy hoàn toàn a gam X, thu 8,36 gam CO2 Mặt khác, đun nóng a gam X với 100 ml dung dịch NaOH 1M, sau phản ứng xảy hoàn toàn, thêm tiếp 20 ml dung dịch HCl 1M để trung hòa lượng NaOH dư, thu dung dịch Y Cô cạn Y, thu m gam muối khan và 0,05 mol hỗn hợp hai ancol có phân tử khối trung bình nhỏ 46 Giá trị m là A 7,09 B 5,92 C 6,53 D 5,36 HD : R(COOH)2 + O2 0,19 mol CO2 X R’OH CH 3OH R(COOR’)2 + NaOH R(COONa)2 + R’OH ( Vì 𝑀 < 46 ) 0,08 mol 0,04 mol 0,05 mol C2H5OH Bảo toàn C : 𝑛𝐶 𝑋 = 𝑛𝐶 𝑚𝑢 ố𝑖 𝐻𝐶 + 𝑛𝐶 𝑎𝑛𝑐𝑜𝑙 = 0,19 mol 0,05 < 𝑛𝐶 𝑎𝑛𝑐𝑜𝑙 < 0,1 → 0,19 – 0,1 < 𝑛𝐶 𝑚𝑢 ố𝑖 𝐻𝐶 < 0,19 – 0,05 → 0,09 < 𝑛𝐶 𝑚𝑢 ố𝑖 𝐻𝐶 < 0,14 0,09 0,14 → < Số C(muối) < → 2,25 < Số C(muối) < 3,5 → Muối có 3C 0,04 0,04 Muối hữu là CH2(COONa)2 mmuối khan = 𝑚𝑁𝑎𝐶𝑙 + 𝑛𝐶𝐻2 𝐶𝑂𝑂𝑁𝑎 = 0,02 58,5 + 0,04 148 = 7,09 g → A Câu 37(Mã đề 357) Điện phân dung dịch hỗn hợp NaCl và 0,05 mol CuSO4 dòng điện chiều có cường độ 2A (điện cực trơ, có màng ngăn) Sau thời gian t giây thì ngừng điện phân, thu khí hai điện cực có tổng thể tích là 2,352 lít (đktc) và dung dịch X Dung dịch X hòa tan tối đa 2,04 gam Al2O3 Giả sử hiệu suất điện phân là 100%, các khí sinh không tan dung dịch Giá trị t là A 9408 B 7720 C 9650 D 8685 HD : (–)Catot : (+) Anot 2+ Cu + 2e → Cu 2Cl- → Cl2 + 2e 0,05 0,1 2y y 2y H2O + 2e → H2 + 2OH 2H2O → O2 + 4H+ + 4e 2x x 2x z 4z 4z 2,352 x+y+z= = 0,105 (1) 22,4 Bảo toàn e : 2x + 0,1 = 2y + 4z (2) DD X hòa tan tối đa 0,02 mol Al2O3 * TH1: dd X chứa OH- → 𝑛𝑂𝐻− = 𝑛𝐴𝑙2𝑂3 = 0,04 mol → 2x – 4z = 0,04 (3) Giải hệ (1) (2) (3) : x = 0,03; y = 0,07; z = 0,005 mol (4) Nguyễn Ngọc Dũng – Lớp Cao học Hóa K10 – ĐHGD – ĐHQG Hà Nội ne = 0,1 + 0,03 = 0,16 → t = 𝑛𝑒 𝐹 𝐼 = * TH2 : DDX chứa H+ → 𝑛𝐻+ = 𝑛𝐴𝑙2𝑂3 = Giải hệ : thu nghiệm âm 0,16 96500 = 7720 s 1,2 mol → 4z – 2x = 1,2 Câu 38( Mã đề 357) Đốt cháy hoàn toàn 0,33 mol hỗn hợp X gồm metyl propionat, metyl axetat và hiđrocacbon mạch hở cần vừa đủ 1,27 mol O2, tạo 14,4 gam H2O Nếu cho 0,33 mol X vào dung dịch Br2 dư thì số mol Br2 phản ứng tối đa là A 0,26 B 0,30 C 0,33 D 0,40 HD : Gọi chung X là : CxHyOz 2𝑥−𝑦+2 𝑧 Tổng số lk п = ; số lk (C=O) = 2 2𝑥−𝑦−𝑧+2 → Số lk C = C là : 𝑦 𝑧 𝑦 CxHyOz + ( x + – ) O2 → x CO2 + H2O 2 0,33 mol 1,27 mol 0,8 mol 𝑦 0,8 Tính theo pthh ta : * = 0,33 → y = 4,8484 𝑦 𝑧 * x + – = 3,8484 → 2x – z = 5,2727 2𝑥−𝑦−𝑧+2 5,2727 −4,8484 +2 Số lk C = C là : = = 1,212 2 → 𝑛𝐵𝑟2 = 0,33 1,212 = 0,40 mol Câu 43(Mã đề 357) Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm anđehit malonic, anđehit acrylic và este đơn chức mạch hở cần 2128 ml O2 (đktc), thu 2016 ml CO2 (đktc) và 1,08 gam H2O Mặt khác, m gam X tác dụng vừa đủ với 150 ml dung dịch NaOH 0,1M, thu dung dịch Y (giả thiết xảy phản ứng xà phòng hóa) Cho Y tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 NH3, khối lượng Ag tối đa thu là A 4,32 gam B 8,10 gam C 7,56 gam D 10,80 gam HD : CH2(CHO)2 : C3H4O2 X C2H3CHO : C3H4O + 0,095 mol O2 0,09 mol CO2 + 0,06 mol H2O RCOOR’ : CxHyO2 Bảo toàn KL : mX = 0,09 44 + 0,06 18 – 0,095 32 = g nC(X) = 0,09 mol ; nO(X) = 0,09.2 + 0,06 – 0,095.2 = 0,05 mol 2−0,09.12−0,05.16 → nH(X) = = 0,12 mol 𝑛𝐶 Ta thấy = 0,09 : 0,12 = → este có CT : C3H4O2 𝑛𝐻 4 (5) Nguyễn Ngọc Dũng – Lớp Cao học Hóa K10 – ĐHGD – ĐHQG Hà Nội Y tác dụng với AgNO3/ NH3 thu Ag tối đa → este có CTCT : HCOOCH=CH2 𝑛−𝐶𝑂𝑂− = 𝑛𝑁𝑎𝑂𝐻 = 0,015 mol HCOOCH=CH2 0,015mol + NaOH → HCOONa + CH3CHO 0,015 mol 0,015mol 0,015mol Bảo toàn Oxi → 𝑛𝐶𝐻𝑂 = 0,05 – 0,015 = 0,02 mol → 𝑛𝐴𝑔 = 𝑛𝐶𝐻𝑂 + 𝑛𝐻𝐶𝑂𝑂𝑁𝑎 + 𝑛𝐶𝐻3𝐶𝐻𝑂 = 2.0,02 + 0,15 + 2.0,015 = 0,1 mol → mAg = 10,8 g Câu 44(Mã đề 357) Hỗn hợp X gồm peptit Y, Z, T (đều mạch hở) với tỉ lệ mol tương ứng là : : Tổng số liên kết peptit phân tử Y, Z, T 12 Thủy phân hoàn toàn 39,05 gam X, thu 0,11 mol X1; 0,16 mol X2 và 0,2 mol X3 Biết X1, X2, X3 có dạng H2NCnH2nCOOH Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn m gam X cần 32,816 lít O2 (đktc) Giá trị m gần với giá trị nào sau đây? A 31 B 28 C 26 D 30 HD : Gọi a,b,c là số mắt xích Y,Z, T (Y)a + (a – 1)H2O → aY mol 2x 2x(a – 1) 2ax (Z)b + (b – 1)H2O → bZ mol 3x 3x(b – 1) 3bx (T)c + (c – 1)H2O → cT mol 4x 4x(c – 1) 4cx * a + b + c = 15 * (2a + 3b + 4c)x = 0,11 + 0,16 + 0,2 = 0,47 (mol) 0,47 * X1 : X2 : X3 = 11 : 16 : 20 → 2a + 3b + 4c = 47 → x = = 0,01 (mol) 47 Số mol H2O p/ư = (2a + 3b + 4c)x – 9x = 0,47 – 0,09 = 0,38 (mol) 45,89 *Bảo toàn KL : mX1 + mX2 + mX3 = 39,05 + 0,38.18 = 45,89 g → 𝑀 = = 97,638 0,47 Gọi chung : X1, X2, X3 là : CmH2m +1NO2 (A)→ 14m + 47 = 97,638 → m = 3,617 2𝑚+1 * Xét quá trình đốt cháy A : CmH2m +1NO2 + O2 → mCO2 + ( ) H2O + ½ N2 0,47mol Coi quá trình đốt cháy A là đốt cháy X và H2O → Khi đốt cháy X ta : ( với m = 3,617) 𝑚𝐶𝑂2 = 0,47 m 12 = 0,47 3,617 12 = 74,8 g 2𝑚+1 𝑚𝐻2𝑂 = 0,47 ( ) 18 – 0,38 18 = 27,99 g 𝑚𝑁2 = 0,47 14 = 6,58 g * Bảo toàn khối lượng : mX + mO2 = mCO2 + mH2O + mN2 → mO2 = 74,8 + 27,99 + 6,58 – 39,05 = 70,32 gam (6) Nguyễn Ngọc Dũng – Lớp Cao học Hóa K10 – ĐHGD – ĐHQG Hà Nội * Đốt cháy 39,05 gam X cần 70,32 gam O2 → Đốt cháy m gam X cần (32,816 : 22,4)32 = 46,88 gam O2 39,05 46,88 m= = 26,03333 (gam) → C 70,32 Câu 45(Mã đề 357) Hòa tan hết 14,8 gam hỗn hợp Fe và Cu 126 gam dung dịch HNO3 48%, thu dung dịch X (không chứa muối amoni) Cho X phản ứng với 400 ml dung dịch hỗn hợp NaOH 1M và KOH 0,5M, thu kết tủa Y và dung dịch Z Nung Y không khí đến khối lượng không đổi, thu 20 gam hỗn hợp Fe2O3 và CuO Cô cạn Z, thu hỗn hợp chất rắn khan T Nung T đến khối lượng không đổi, thu 42,86 gam hỗn hợp chất rắn Nồng độ phần trăm Fe(NO3)3 X có giá trị gần với giá trị nào sau đây? A 7,6 B 7,9 C 8,2 D 6,9 HD : Fe : x mol , nHNO3 = 0,96 mol Cu : y mol → 56x + 64 y = 14,8 80x + 80y = 20 Y nung → 20 gam x = 0,15 ; y = 0,1 + NaOH,KOH 3+ 2+ 2+ (Fe, Cu) + HNO3 →dd X( Fe , Fe , Cu , NO3-) mol x’ y’ 0,1 Dd Z + Dd Z gồm Na 0,4 mol Na+ 0,4 mol K+ 0,2 mol Cô cạn,nung K+ 0,2 mol NO3- a mol NO2- a mol OH b mol OH- b mol → a + b = 0,6 ( bảo toàn đt) mrắn = 46a + 17b + 23.0,4 + 39.0,2 = 42,86 Giải hệ : a = 0,54 ; b = 0,06 → nOH- phản ứng với dung dịch X là 0,6 – 0,06 = 0,54 → NO3-(X) = 0,54 mol * Xét dd X : 3x’ + 2y’ = 0,54 – 2.0,1 = 0,34 x’ + y’ = 0,15 Giải hệ x’ = 0,04 ; y’ = 0,11 → nNO3-muối = 0,54 mol * (Fe, Cu) + HNO3 → Muối + Khí + H2O 0,96 mol 0,48 mol Bảo toàn KL : mKhí = mKL + maxit – ( mkl + mNO3-muối + mH2O) = 14,8 + 63 0,96 – ( 14,8 + 62.0,54 + 18.0,48) = 18,36 (gam) → Khối lượng dung dịch X = 126 + 14,8 – 18,36 = 122,44 242.0,04 → 𝐶%𝐹𝑒 𝑁𝑂3 = x 100% = 7,906% → B 122,44 (7)