ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HOÁ HỌC LỚP 12 : năm học 2010-2011 pptx

Cho A tác dụng với dung dịch BaCl 2 dư thu được kết tủa trắng không tan trong axit.. Mặt khác dung dịch A tác dụng với dung dịch BaOH 2 dư thu được 5,73 gam kết tủa.. Giải thích : Những

Sở giáo dục và đào tạo Thái Bình

Trường THPT Tây Tiền Hải

ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HOÁ HỌC LỚP 12 : năm học 2010-2011

( Thời gian 180 phút không kể thời gian giao đề )

Câu I : ( 2 điểm )

Thuỷ phân este A bằng dung dịch NaOH thu được muối B và chất D Biết :

- B tác dụng với AgNO 3 trong NH 3 thu được Ag và dung dịch X , cho X tác dụng với dung dịch H 2 SO 4

loãng thu được khí CO 2

- D có công thức (CH 2 O)n

+ H 2 , Ni , t0 + HCl

D E F ( F có công thức ( CH 2 Cl)n )

Xác định công thức cấu tạo của A , B ,D , E , F và viết các phương trình phản ứng ?

Câu II: ( 3 điểm )

1 Dùng một hoá chất duy nhất nhận biệt các dung dịch sau : natriphenolat , natri etylat , natri axetat , natri cacbonat

2 Muối sắt (III) thuỷ phân theo phản ứng : Fe3+ + 2H 2 O Fe(OH)2+ + H 3 O+

K = 4,0 10-3

a) Tính pH của dung dịch FeCl 3 0,05M ?

b) Tính pH mà dung dịch phải có để 95% muối sắt (III) không bị thuỷ phân ?

Câu III : ( 2 điểm )

Hoà tan hoàn toàn 16 g hh X ( Mg , Al , Zn , Fe) trong dd H 2 SO 4 loãng d thu được 67,84 gam muối Nếu hoà tan hoàn toàn lượng hỗn hợp X trên trong dung dịch HNO 3 loãng dư ( giả thiết chỉ có NO duy nhất bay

ra ) thì thu đựơc 89,16gam muối nitrat Tính khối lượng của Fe trong hỗn hợp ban đầu ?

Câu IV : ( 3, 5 điểm )

Hợp chất hữu cơ A gồm ba nguyên tố C, H,O tác dụng vừa đủ với dung dịch KOH 11,666% Sau phản ứng thu được dung dịch X , cô cạn dung dịch X thì phần hơi chỉ có H 2 O với khối lượng là 86,6 gam , còn lại là chất rắn

Y có khối lượng là 23 gam Đốt cháy hoàn toàn Y thu được 13,8 gam K 2 CO 3 và 38 gam hỗn hợp CO 2 và H 2 O Toàn bộ lượng CO 2 này cho vào dung dịch Ca(OH) 2 dư thu được 70 gam kết tủa Xác định công thức cấu tạo của A , biết A đơn chức ?

Câu V : ( 1,5 điểm )

Cho một lượng Fe X S Y vào dung dịch HNO 3 dư , sau phản ứng hoàn toàn thu được dung dịch A và 3,36 lit một khí ( ở đktc) có tỉ khối so với không khí là 1,586 Cho A tác dụng với dung dịch BaCl 2 dư thu được kết tủa trắng không tan trong axit Mặt khác dung dịch A tác dụng với dung dịch Ba(OH) 2 dư thu được 5,73 gam kết tủa Hãy xác định công thức phân tử của Fe x S y ?

Câu VI : ( 4 điểm )

1 Hãy sắp xếp các chất sau theo thứ tự tăng dần tính bazơ của chúng :

CO( NH 2 ) 2 ; CH 3 - CH 2 - CH 2 -NH 2 ; CH 2 =CH- CH 2 -NH 2 ; p- CH 3 C 6 H 4 NH 2 ; C 6 H 5 NH 2 ;

p- NO 2 - C 6 H 4 NH 2 , giải thích ?

2 Cho các chất sau : cumen ( isopropyl benzen ) , ancol benzylic ( phenylmetanol) , anizol( metylphenylete ) , benzanđehit và axit benzoic

a) So sánh nhiệt độ sôi , nhiệt độ nóng chảy của chúng , giải thích ?

b) Từ metan và các chất vô cơ cần thiết viết phương trình điều chế các chất ở trên ?

Câu VII : ( 2,5 điểm )

1 Từ dung dịch KAlO 2 có thể dùng những chất nào trong số các chất sau để điều chế Al(OH) 3 : Na 2 S , NaHS , K 2 SO 3 , KHSO 3 , FeCl 3 , Al 2 (SO 4 ) 3 , NH 4 NO 3 Viết các phương trình phản ứng xảy ra ?

2 Xác định chiều của phản ứng oxi hoá khử sau :

Cu + Fe3+ Cu2+ + Fe2+ (1)

2Fe3+ + Sn2+ 2Fe2+ + Sn4+ (2)

Biết :

O xi hoá khử Sn4+/ Sn2+ Cu2+/Cu Fe3+/ Fe2+

Câu VIII : ( 1,5 điểm )

Hỗn hợp A gồm Na 2 CO 3 ; MgCO 3 ; BaCO 3 ; FeCO 3 Chỉ dùng một hoá chất và các phương pháp cần thiết trình bày cách điều chế từng kim loại từ hỗn hợp trên ?

Bài I : ( 2 điểm )

F có công thức dạng ( CH2Cl)n

Vì mỗi nguyên tử Cl tương ứng với 1 nguyên tử H nên ta có

3n ≤ 2n+2 => n ≤ 2

Khi n = 1 : CH2Cl ( loại )

Khi n=2 : C2H4Cl2 => D có công thức phân tử là C2H4O2 D sinh ra từ

phản ứng thuỷ phân este do đó trong D phải có nhóm chức -OH

Vì D + H2 E CH2Cl- CH2Cl

=> CTCT của D là HO- CH2- CHO ; CTCT của E là : HO-CH2- CH2- OH

Muối B có phản ứng tráng gương , suy ra B là : HCOONa

A + NaOH HCOONa + HO- CH2- CHO

Nên A có công thức cấu tạo là :

HCOOCH2- CHO

Các phương trình phản ứng :

1) HCOOCH2CHO + NaOH HCOONa + HO- CH2- CHO

2) HCOONa + 2[Ag(NH3)2OH] NH4NaCO3 + 2 Ag + 3 NH3 + H2O

3) 2NH4NaCO3 + 2H2SO4 (NH4)2SO4 + Na2SO4 + 2CO2 + 2 H2O

Ni, t0

4) HO- CH2CHO + H2 HO- CH2- CH2- OH

5) HO- CH2- CH2- OH + 2HCl Cl- CH2- CH2- Cl + 2 H2O

Câu II : ( 3 điểm ) 1 ( 2 điểm ) ; 2 ( 1 điểm )

1 Có thể dùng dung dịch HCl để nhận ra từng dung dịch CH3COONa ,

C6H5ONa , C2H5ONa , Na2CO3 , NaNO3 , C6H5NH3Cl Hiện tượng xảy

ra như sau :

Khi cho axit HCl lần lượt vào các mẫu thử của các dung dịch trên nhận thấy

:

- Nếu có mùi giấm bốc ra là CH3COONa do tạo thành axit axetic

PTPƯ :

- Nếu dung dịch hoá đục rồi phân lớp là C6H5ONa do tạo thành phenol

C6H5OH ít tan trong nước , để lâu lắng xuống phía dưới tạo mặt phân cách

PTPƯ :

- Nếu có mùi rượu bốc ra khi đun nóng là C2H5ONa do phản ứng tạo ra

C2H5OH

PTPƯ :

- Nếu có khí bay ra là Na2CO3

PTPƯ :

Hai dung dịch còn lại không có hiện tượng gì là NaNO3 và C6H5NH3Cl

Cho dung dịch C2H5ONa vào hai mẫu thử của hai dung dịch trên , nếu dung

dịch vẩn đục là C6H5NH3Cl do tạo ra C6H5NH2 ít tan Giải thích C2H5ONa có

môi trường kiềm mạnh do phản ứng thuỷ phân :

C2H5ONa + H2O C2H5OH + NaOH

Khi cho vào dung dịch C6H5NH3Cl có phản ứng :

C6H5NH3Cl + C2H5ONa + H2O C6H5NH2 + NaCl + C2H5OH

2

a FeCl3 Fe3+ + 3Cl-

Fe3+ + H2O Fe(OH)2+ + H+

[ Fe(OH)2+] [H+]

K = = 4,0 10 - 3

( 0,25 đ)

( 0, 25 đ)

(0,25 đ)

( 1,25 đ)

( 0,25 đ)

( 0,25 đ)

( 0,25 đ) ( 0,25 đ)

(0,25 đ)

(0,25 đ) (0,25 đ) ( 0,25đ)

( 0,5 đ)

[ Fe3+]

K khá nhỏ nên lượng ion Fe3+ bị thuỷ phân rất nhỏ so với lượng ion Fe3+ ban

đầu nên ta có :

[ H+]2 [ H+] 2

K= = = 4,0 10 - 3

[Fe3+] 0,05

[ H+] 2 = 4,0.10 -3 0 ,05 = 2 10- 4

[ H+] = 0,01414 => pH = 1,85

b pH mà dung dịch phải có để 95% muối sắt (III) không bị thuỷ phân

[ Fe(OH)2+] 5

=

[ Fe3+] 95

5

K = [ H+] = 4,0 10- 3 => [ H+] = 7,7 10-2 (M) => pH = 1,1

95

Câu III ( 2 điểm )

Hỗn hợp X gồm Mg , Al, Zn , Fe tác dụng với H2SO4 loãng tạo ra 67,84 gam

muối , theo các phương trình phản ứng

Tạo ra các muối MgSO4 , Al2(SO4)3 , ZnSO4 , FeSO4

Theo định luật bảo toàn khối lượng : mSO42- = 67,84 - 16 = 51,84

n SO42- = 0,54 mol = nH2

Chất khử là Mg , Al , Zn , Fe với số mol lần lượt là x , y , z ,t :

Mg Mg2+ + 2 e Tổng số mol e nhường là :2x + 3y + 2z + 2t

Al Al3+ + 3e

Zn Zn2+ + 2e

Fe Fe2+ + 2 e

Chất oxi hoá là H+

2H+ + 2 e H2 Vậy số mol e nhận là 1,08

áp dụng định luật bảo toàn e ta có : 2x+ 3y + 2z + 2t = 1,08 (1)

Hỗn hợp X tác dụng với HNO3 loãng tạo ra các muối nitrat : Mg(NO3)2 ,

Al(NO3)3 , Zn(NO3)2 , Fe(NO3)3

Theo định luật bảo toàn khối lượng : mNO3_ = 89,16 - 16 = 73,16

=> nNO3- = 2x + 3y + 2z + 3t = 1,18 (2)

Lấy (2) -(1) ta có : t = 0,1

= > mFe = 0,1 56 = 5,6 gam

Câu IV : ( 3,5 đ) H2O

A + dd KOH dd X K2CO3

Y

CO2 , H2O

Xác định CO2 có trong 38 gam ( CO2 và H2O )

CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O

0,7 mol 0,7 ( mol )

=> mCO2 = 0,7 44 = 30,8 (g)

mH2O = 38- 30,8 = 7,2 (g)

Ta lại có nK ( trong KOH ) = nK ( trong K2CO3) = 2 (13,8 : 138) = 0,2 mol

=> nKOH = 0,2 mol , mKOH = 0,2 56 = 11,2 gam

m dd KOH = 11,2 (100 : 11,666) = 96 gam

=> mH2O ( trong KOH ) = 96 - 11,2 = 84,8 gam

( 0,5 đ )

( 0,5 )

( 0,75đ)

( 0,75 đ)

( 0,25 đ)

(0,25 đ)

Theo bài ra khối lượng H2O sau phản ứng là 86,6 gam

=> mH2O sinh ra do A phản ứng với KOH là 86,6 - 84,8 = 1,8 gam

A + KOH rắn Y + H2O

11,2 g 23 g 1,8 g

Theo định luật bảo toàn khối lượng: mA = 23 + 1,8 - 11,2 = 13,6 g

m C ( trong A ) = mC trong CO2 + mC trong K2CO3

mC = 0,7 12 + 0,1 12 = 9,6 g

mH trong A + mH trong KOH = mH trong Y + m H trong H2O

mH trong A + 0,2 1 = 2 (7,2 : 18) + 2( 1,8 :18) = 1 g

=> mH trong A = 0,8 gam

mO trong A = mA - mH - mC = 13,6 - 9,6 - 0,8 = 3,2 gam

Gọi công thức của A là CXHYOZ

x : y : z = (9,6 :12) : (0,8 :1) : (3,2 : 16 ) = 4 : 4 :1

Vậy công thức đơn giản của A là ( C4H4O )n

Vì A tác dụng với KOH chỉ thu được muối và H2O , mặt khác A đơn chức

nên n = 2

CTPT của A là C8H8O2

nA = 13,6 : 136 = 0,1 mol Ta có tỉ lệ : nA : nKOH = 1 :2

A không thể là axit đơn chức => A là este loại phenolat

A có thể có các cấu tạo sau :

CH3 - COO - C6H5 (1) HCOO- C6H5- p- CH3 (2)

HCOO- C6H5- m- CH3 (3) HCOO- C6H5- o- CH3 (4)

Câu V : (1,5 đ)

M khí = 1,586 29 = 46 Vậy khí đó là NO2

n NO2 = 0,15 mol

FeXSY + ( 6x + 6y ) HNO3 xFe(NO3)3 + ( 3x + 6y) NO2 +

+ y H2SO4 + ( 3x + 2y) H2O (1)

Dung dịch A có chứa : H2SO4 , Fe(NO3)3

Cho A phản ứng với dung dịch Ba(OH)2 dư có các phản ứng :

H2SO4 + Ba(OH)2 BaSO4↓ + 2 H2O

(2) 2 Fe(NO3)3 + 3 Ba(OH)2 2Fe(OH)3↓+ 3 Ba(NO3)2

(3)

Theo (1) nFe(NO3) = 0,15x : ( 3x + 6y )

Theo (2) nH2SO4 = 0,15y : ( 3x+6y)

( 0,5 đ)

(0,25 đ) (0,25 đ)

( 0,5 đ)

(0,25đ)

(0,25 ) (0,5 đ)

( 0,5 đ)

( 0,5 đ )

( 0,5 đ)

( 0,5 đ )

=> nBa SO4 = 0,15 y : ( 3x + 6 y)

n Fe(OH)3 = 0,15x : ( 3x + 6y )

Kết tủa thu được có khối lượng 5,73 gam , nên ta có phương trình :

[0,15.107x : ( 3x+6y)] + [ 0,15 233 y : ( 3x+ 6y) ] = 5,73

=>(3x + 6y ) : ( 107 x + 233 y) = 0,15 : 5,73

=> x = 2y Công thức phân tử của hợp chất là FeS2

Câu VI : ( 4điểm ) 1 1điểm 2 3điểm

1 Thứ tự tăng dần tính bazơ là :

CO ( NH2)2 < p- NO2 - C6H4- NH2 < C6H5NH2 < p- CH3- C6H4- NH2 <

CH2=CH- CH2- NH2 < CH3- CH2- CH2 - NH2

Giải thích : Những nhóm thế hút e làm giảm tính bazơ , nhóm thế đẩy e làm

tăng tính bazơ

Nhóm - C- liên kết trực tiếp với nguyên tử N có tác dụng hút e mạnh

O

giảm tính bazơ Gốc phenyl có tác dụng hút electron , do đó mật độ e tự do

trên nguyên tử N giảm , tính bazơ giảm ; mặt khác khi nhóm thế hút e như -

NO2 liên kết với nhân thơm càng có tác dụng làm giảm tính bazơ , nhóm thế

đẩy e như - CH3 làm tăng tính bazơ Gốc không no như CH2= CH- CH2- có

tác dụng hút e nhưng yếu hơn so với gốc phenyl , gốc CH3- CH2- CH2- có tác

dụng đẩy e do đó tính bazơ mạnh nhất

2

Cumen : C6H5CH(CH3)2 ; ancolbezylic : C6H5CH2OH ; anizol : C6H5OCH3

C6H5CHO ; axit benzoic : C6H5COOH

a) Nhiệt độ sôi , nhiệt độ nóng chảy tăng theo thứ tự sau :

Cumen < anizol < benzanđehit < ancolbenzylic < axit benzoic

Giải thích : Nhiệt độ sôi nhiệt độ nóng chảy phụ thuộc vào lực hút liên phân

tử như : lực hút lưỡng cực , liên kết hiđro

Axit benzoic và ancol bezylic có liên kết hiđro giữa các phân tử do đó có

nhiệt độ sôi lớn , tuy nhiên liên kết hiđro giữa các phân tử axit benzoic mạnh

hơn trong ancol do đó nhiệt độ sôi lớn hơn

Phân tử benzanđehit có nhóm - CO phân cực mạnh hơn nhóm - O- trong

anizol , do đó nhiệt độ sôi lớn hơn Phân tử cumen không phân cực do đó có

nhiệt độ sôi thấp nhất

b) Điều chế các chất :

Cumen :

15000C , lln

1) 2 CH4 C2H2

C , 6000C

2) 3 C2H2 C6H6

CuCl , NH4Cl

3) 2C2H2 C4H4

Ni, t0

4) C4H4 + 3H2 C4H10

Crackinh

5) C4H10 CH4 + C3H6

Xúc tác

( 0,5 đ)

( 0,5 đ)

( 0,5 đ)

( 0,25 đ)

( 0,5 đ) ( 2,25 đ) Mỗi phương trình sai - 0,25 điểm , thiếu điều kiện - 0,25

đ

6) C6H6 + CH2=CH- CH3 C6H5CH(CH3)2

Anizol : 1000C

7C6H5CH(CH3)2 + O2 + H2O C6H5OH + CH3COCH3

8) C6H5OH + NaOH C6H5ONa + H2O

Askt

9) CH4 + Br2 CH3Br + HBr

10) C6H5ONa + CH3Br C6H5OCH3 + NaBr

Ancolbezylic :

11) C6H6 + CH3Br AlCl3 C6H5CH3 + HBr

Askt

12) C6H5CH3 + Cl2 C6H5CH2Cl + HCl

13) C6H5CH2Cl + NaOH C6H5CH2OH + NaCl

Benzanđehit

t 0

14) C6H5CH2OH + CuO C6H5CHO + Cu + H2O

Axit benzoic :

O2 , Mn2+

15)2C6H5CHO + O2 2 C6H5COOH

Câu VII : 2 điểm Câu1 : 1,5 đ Câu 2 0,5 đ

Câu 1 :

Có thể dùng các chất sau :

KHSO3 ; FeCl3 ; Al2(SO4)3 ; NH4NO3 để điều chế Al(OH)3 từ dung dịch

KAlO2

1) KHSO3 + KAlO2 + H2O K2SO3 + Al(OH)3

2) FeCl3 + 3KAlO2 + 6H2O 3KCl + 3Al(OH)3 + Fe(OH)3

3) Al2(SO4)3 + 6KAlO2 + 12H2O 8 Al(OH)3 + 3K2SO4

4) NH4NO3 + KAlO2 + H2O NH3 + KNO3 + Al(OH)3

Câu 2 :

Phản ứng (1) xảy ra theo chiều thuận vì E0 của Cu2+/Cu < Fe3+/ Fe do đó ion

Fe3+ có thể oxi hoá Cu thành Cu2+ và Fe2+ theo quy tắc anpha ỏ

Phản ứng ( 2 ) xảy ra theo chiều thuận vì E0 của Sn4+/Sn2+ < Fe3+/Fe2+ do đó

ion Fe3+ có thể oxi hoá Sn2+ thành Sn4+ và Fe2+

Câu VIII ( 2 điểm ) :

Cho dung dịch HCl dư vào hỗn hợp trên , ta thu được dung dịch chứa : NaCl ,

MgCl2 , BaCl2 , FeCl2 và khí CO2

Viết phương trình phản ứng

Điện phân dung dịch cho đến khi có khí thoát ra ở catot thì dừng lại , khi đó

ion Fe2+ bị khử hết Phương trình điện phân :

FeCl2 Fe + Cl2 thu được Fe ở catôt

Dung dịch còn lại gồm NaCl , MgCl2 , BaCl2 Cô cạn rồi điện phân nóng

chảy thu được hỗn hợp 3 kim loại Na , Ba , Mg Cho ba kim loại trên vào

H2O , tách được Mg ( không phản ứng với H2O )

Viết phương trình phản ứng

Dung dịch thu được là hỗn hợp Ba(OH)2 và NaOH , sục khí CO2 thu được ở

trên vào dung dịch thu được BaCO3 kết tủa

Viết phương trình phản ứng

( 0,5 đ) ( 1 đ)

( 0,5 điểm )

( 0,5 đ)

( 0,5 đ)

( 0,5 đ)

( 0,5 đ)

Hoà tan kết tủa bằng dung dịch axit HCl , dung dịch thu được cô cạn rồi điện phân nóng chảy thu được kim loại Ba

Viết phương trình phản ứng

Cho axit HCl dư vào dung dịch Na2CO3 hoặc NaHCO3 ở trên , dung dịch thu được cô cạn rồi điện phân nóng chảy thu được kim loại Na

( thiếu phương trình phản ứng - 0, 25)