Do đó sau phản ứng điện phân 1 phải dư CuSO 4 hoặc dư NaCl.. -Nhận ra C2H5OH: tạo thành dung dịch đồng nhất... Trật tự tăng dần nhiệt độ sôi: C CH3 OH CH3 CH2CH3 CH3 CH CH3 CH OH CH3 CH3
Trang 1KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12
NĂM HỌC 2008 - 2009
SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
QUẢNG NAM
I.1 Các phương trình hoá học của các phản ứng:
Cu + 4HNO3 (đặc) Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
MnO2 + 4HCl (đặc, nóng) MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O
2Fe + 6H2SO4(đặc, nóng) Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O
A +dung dịch NaOH:
2NO2 + 2NaOH NaNO3 + NaNO2 + H2O
B + dung dịch NaOH:
Cl2 + 2NaOH NaCl + NaClO + H2O
C + dung dịch KMnO4:
5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O 2H2SO4 + K2SO4 + 2MnSO4
1,5
I.2 * Cho dung dịch Na2S lần lượt tác dụng với các dung dịch
Cu2++ S2- CuS↓
2Al3++ 3S2- + 6H2O 2Al(OH)3↓+ 3H2S↑
Zn2+ + S2- ZnS↓
2Fe3++ 3S2- 2FeS↓ + S↓
Fe3++ 3S2- + H2O Fe(OH)3↓+ 3HS
-*Cho dung dịch NH3đến dư lần lượt tác dụng với các dung dịch
Cu2++ 2NH3 + 2H2O Cu(OH)2↓+ 2NH4
+
Cu(OH)2↓ + 4NH3 [Cu(NH3)4 ]2+ + 2OH
-Al3++ 3NH3 + 3H2O Al(OH)3↓+ 3NH4
+
Zn2++ 2NH3 + 2H2O Zn(OH)2↓+ 2NH4
+
Zn(OH)2↓ + 4NH3 [Zn(NH3)4]2+ + 2OH
-Fe3+ + 3NH3 + 3H2O Fe(OH)3↓ + 3NH4
+
1,5
HƯỚNG DẪN CHẤM
Trang 2Câu Đáp án Điểm
I.3 Điện phân dung dịch hỗn hợp a mol CuSO4 và b mol NaCl
Catot: Cu2+ + 2e Cu
Anot: 2Cl- Cl2↑+ 2e
Phản ứng điện phân đầu tiên CuSO4 + 2NaCl Cu + Cl2↑+ Na2SO4 (1)
Để dung dịch sau điện phân hoà tan được Al2O3 thì dung dịch có axit hoặc kiềm.
Do đó sau phản ứng điện phân (1) phải dư CuSO 4 hoặc dư NaCl.
-Để sau (1) dư CuSO4 thì b < 2a
2CuSO4 + 2H2O ®iÖn ph©n
2Cu + O2↑ + 2H2SO4 (2) Dung dịch H2SO4 hoà tan Al2O3
Al2O3 + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2O (3)
-Để sau (1) dư NaCl thì b > 2a
2NaCl +2H2O
® i Ö n p h © n
c ã m µ n g n g ¨ n Cl2↑+ H2↑ +2NaOH (2/) Dung dịch NaOH hoà tan Al2O3
Al2O3 + 2NaOH + 3H2O 2Na[Al(OH)4 ] hay NaAlO2 (3/)
1,5
II.1 Chọn dung dịch HCl hoặc H2SO4 loãng để nhận ra các chất lỏng và dung dịch
đã cho
-Nhận ra C2H5OH: tạo thành dung dịch đồng nhất
-Nhận ra C6H5CH3: tách thành 2 lớp riêng
-Nhận ra C6H5NH2: ban đầu tách lớp, sau khi phản ứng tạo thành dung dịch đồng nhất
C6H5NH2 + HCl C6H5NH3Cl
-Nhận ra Na2CO3 có giải phóng khí không màu, không mùi
Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + CO2↑+ H2O
-Nhận ra Na2SO3 có giải phóng khí không màu, mùi xốc
Na2SO3 + 2HCl 2NaCl + SO2↑+ H2O
-Nhận ra C6H5ONa có tạo thành phenol ít tan nên dung dịch bị hoá đục
C6H5ONa + HCl C6H5OH + NaCl
-Nhận ra CH3COONa có tạo thành CH3COOH mùi giấm
CH3COONa + HCl CH3COOH + NaCl
1,5
Trang 3Câu Đáp án Điểm
II.2 a Có 7 chất
1 CH2=CH-CH2-CH2-OH but-3-en-1-ol
2 CH2=CH-CH(OH)-CH3 but-3-en-2-ol
3 CH3-CH=CH-CH2-OH but-2-en-1-ol
4 CH2=C(CH3)-CH2-OH 2-metyl propen-1-ol
5 CH3-CH2-CH2-CHO butanal
6 CH3-CH(CH3)-CHO 2-metyl propanal
7 CH3-CO-CH2-CH3 butanon
b Viết 6 phương trình hoá học của phản ứng điều chế trực tiếp CH3CHO
C2H2 + H2O HgSO4
800C CH3CHO
1
2 C2H5OH + CuO t0
CH3CHO + Cu + H2O
5 CH3CHCl2 + 2NaOH t0 CH3CHO + 2 NaCl + H2O
6 C2H4 + O2 PdCl2 ;CuCl2
2
1,5
a Trật tự tăng dần nhiệt độ sôi:
C
CH3
OH
CH3
CH2CH3 CH3 CH
CH3
CH OH
CH3 CH3CH2CH2CH2CH2OH
Khi số mạch nhánh tăng thì cấu trúc có xu hướng thu gọn trở thành dạng cầu, làm
giảm độ bền liên kết liên phân tử
1,5
b pentan-1,5-diol tan tốt hơn pentan-1-ol, do có nhiều nhóm -OH tạo được liên kết
hidro đa phương, đa chiều hơn
II.3
c Trật tự tăng dần độ mạnh tính axit:
O
H O
CH3 S O
O
O H
không
phân cực
phân cực yếu do
CH3- đẩy electron
phân cực mạnh
do C6H5- hút electron
phân cực mạnh hơn do
CO hút electron
phân cực mạnh nhất do
có hai nhóm
SO hút
Trang 4Câu Đáp án Điểm
III.1 Thế điện cực Fe3+/Fe2+
E1 = E01 + 0,059 lg ([Fe3+]/[Fe2+]) = 0,771 (V)
+ Khi pH = 5, thế của dung dịch giảm tới 0,152V, điều này có nghĩa là nồng độ ion
Fe3+đã bắt đầu giảm do phản ứng:
Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3↓
Khi đó E = 0,771 + 0,059 lg ([Fe3+]/0,2) = 0,152 => [Fe3+] ≈ 10-11(M)<< [Fe3+]bđ
Vậy Fe(OH)3 xem như đã kết tủa hoàn toàn mkết tủa = 0,2 x 107 = 21,4 (g)
pH = 5 => pOH = 9 nên [OH-] = 10-9 (M)
TFe(OH)3 = [Fe3+] [OH-]3 = 10-11x (10-9)3 = 10-38
1,0
III.2 Thế điện cực Fe3+/Fe2+: E1 = 0,771(V) (Vì nồng độ của các ion ở điện cực (1) bằng
nhau)
Thế điện cực Ag+/Ag: E2 = E02 + 0,059 lg [Ag+]
Khi suất điện động của pin đã cho đạt đến giá trị bằng 0, nghĩa là E1 = E2
Suy ra: 0,771 = 0,799 + 0,059 lg [Ag+] => [Ag+] = 0,3353(M)
Ở 250C hằng số cân bằng của phản ứng Fe2++ Ag+ Fe3++ Ag được xác định
theo thế điện cực:
Fe2+→ Fe3+ + 1e E01= - 0,771V
Ag+ + 1e → Ag E02= 0,799V
Fe2++ Ag+ Fe3++ Ag E0pin = 0,028V
Hằng số cân bằng của phản ứng: K = 100,028/0,059 =100,4746 = 2,983
1,0
III.3 Xét các quá trình:
CaF2⇌ Ca2+
-1
= 1,35.103 (2)
Trong môi trường axit yếu (pH = 3,3) và Ka
-1
không quá lớn nên F- do CaF2 điện ly
ra tồn tại ở cả 2 dạng HF và F-, do đó, không thể tổ hợp hai cân bằng (1) và (2) để
tính toán Gọi độ tan của CaF2 trong dung dịch axit là s (M) Ta có:
CF
-= 2s -= [F-] + [HF]
1,0
Trang 5Câu Đáp án Điểm
2 a
2 a 2
11 2
2 S
a a a a
10 4 , 3 ) H K (
K s 4 s
10 4 , 3 F
Ca K
H K
K s 2 F
K
H K F s 2
K
H F F
s
2
a
Thay Ka = 7,4.10-4và [H+] = 10-3,3 ta tính được s = 2,88.10-4M
IV.1 NaHCO3 và NH4HCO3
NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 + H2O
NH4HCO3 + 2NaOH → Na2CO3 + NH3 + 2H2O
0,75
IV.2 Xác định CTPT A, B và CTCT B.
* CTPT của A có dạng: (C3H4O3)n C3nH4nO3n C3n-3n/2H4n-3n/2(COOH)3n/2
Hay C3n/2H5n/2(COOH3n/2 Vì A là axit no, mạch hở nên ta có:
5n/2 = 2x(3n/2) + 2 - 3n/2 => n = 2
=> CTPT A là C6H8O6 hay C3H5(COOH)3
* CTPT của B có dạng: (C2H3O3)m C2mH3mO3m
C2m-yH3m-x-y(OH)x(COOH)y với x+2y= 3m (1)
B là một axit no, mạch hở nên ta có:
3m – x – y = 2(2m – y) + 2 – x – y => m = 2y – 2 (2)
Trong đó: x≤ 2m – y (vì số nhóm –OH không thể lớn hơn số nguyên tử C trong gốc
hydrocacbon) Kết hợp với (1) và (2), suy ra:
m = 2; x = 2; y = 2 Vậy CTPT của B là: C4H6O6
CTCT của B là: HOOC-CH(OH)-CH(OH)-COOH
Các công thức cấu trúc và tên gọi của B là:
COOH
COOH
COOH
1,75
Trang 6Câu Đáp án Điểm
V.2
PTPƯ: BaO + H2O → Ba(OH)2
Na2O + H2O → 2NaOH MCO3 + 2HCl → MCl2 + CO2 + H2O
nBa(OH)2= nBaO= 11,475/153= 0,075mol
nNaOH = 2nNa2O = 2.1,55/62 = 0,05mol
=> nOH- = 0,2 mol
12,3/100 < nhh < 12,3/84 => 0,123 < nhh < 0,146 => 0,123 < nCO2 < 0,146
Từ đó suy ra: > > => 1,6 > > 1,4
Chứng tỏ tạo ra 2 muối là HCO3
và CO3
2-
OH- + CO2 → HCO3
và 2OH- + CO2 → CO3
+ H2O Gọi x, y lần lượt là số mol của HCO3
và CO3
2-, ta có:
+ TH 1: nếu nCO2= 0,123 thì: x + y = 0,123 và x + 2y = 0,2
Giải ra ta được: x = 0,046; y = 0,077
Ba2+ + CO3
2-→ BaCO3 vì số mol CO3
2-(0,077) > số mol Ba2+ (0,075)
=> số mol BaCO3 = 0,075mol => mBaCO3 = 0,075 197 = 14,775 gam
+ TH 2: nếu nCO2= 0,146 thì: x + y = 0,146 và x + 2y = 0,2
Giải ra ta được: x = 0,092; y = 0,054
Ba2+ + CO3
2-→ BaCO3 vì số mol CO3
2-(0,054) < số mol Ba2+ (0,075)
=> số mol BaCO3 = 0,054mol => mBaCO3 = 0,054 197 = 10,638 gam
Vậy 10,638gam < mBaCO3 < 14,775gam
2,0
VI.1 Vì từ pentozơ B có thể tạo ra D- glucozơ bằng phản ứng tăng mạch nên B có 3 C bất
đối giống như 3 C bất đối cuối cùng của D- glucozơ:
CHO
CH2OH
CHO
CH2OH
D- glucozơ (B): (2S, 3R, 4R)-2,3,4,5- tetrahydroxypentanal
1,0
Trang 7Câu Đáp án Điểm
VI.2
CHO
CH2OH
CHO
CH2OH
CN
CH2OH
CN
CH2OH
COOH
CH2OH
HCN
H2O/H+
H2O/H+
COOH
CH2OH
C
CH2OH
O
C
CH2OH
O
CHO
CH2OH
P2O5
-H2O
Na/Hg
P2O5
-H2O
Na/Hg
D-glucoz¬
D-mannoz¬
1,0
VI.3
O
O H
H H
O H
H
H
O H
H O H
H
H O H
H H
O H
H O
H
O H
H
H H
O H
H
H
O H
H
H O
H
O H H
O H
H O
H H H
O H
H ay
0,5