Đề và đáp án chi tiết HSG 2010-2011

Cho B tác dụng hết với dung dịch HNO3 loãng thu được dung dịch C và 0,672 lít khí NO đktc.. Cho C tác dụng với dung dịch NaOH dư, thu được kết tủa D.. Nung kết tủa D ở nhiệt độ cao đến k

SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRÀ VINH

MÔN: HOÁ HỌC 12 - NĂM HỌC: 2010-2011

THỜI GIAN: 150 PHÚT

********

Họ và tên thí sinh: ……….

* Chú ý: Học sinh không được sử dụng bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học Bài 1: (3,0 điểm)

1 Một nguyên tố A có tổng số hạt proton, nơtron, electron bằng 180 Trong đó tổng số hạt mang điện gấp 1,432 lần số hạt không mang điện Hãy tìm số proton, số khối và tên của nguyên tố A

2 Khi cho 10,12 gam natri kim loại tác dụng hoàn toàn với một phi kim B thì thu được 45,32 gam muối natri Tìm nguyên tố B

3 Cho dung dịch HClO 0,1M ( 8

a

K 5,0.10

 ) Tính pH và độ điện li của dung dịch HClO đã cho

Bài 2: (3,0 điểm)

1 Có một hỗn hợp gồm 2 chất lỏng: benzen và phenol và anilin Bằng phương pháp hoá học hãy tách riêng biệt từng chất ra khỏi hỗn hợp

2 Cho sơ đồ phản ứng sau:

(4)

(5)

AgNO3/NH3

+

+

HCl

NaOH

E

F

(khí)

(khí) Biết rằng A chứa C, H, O có tỉ khối hơi so với H2 là 43 và A không phản ứng với Na kim loại, chứa hai nguyên tử oxi trong phân tử

3 Từ than đá, đá vôi và các chất vô cơ cần thiết coi như có đủ hãy viết phương trình điều chế:

Bài 3: (5,0 điểm)

Cho 5,2 gam hỗn hợp A gồm Al, Fe, Cu tác dụng với 20 ml dung dịch NaOH 6M, thu được 2,688 lít

H2(đktc); sau đó thêm tiếp 400 ml dung dịch axit HCl 1M và đun nóng đến khi khí H2 ngừng thoát ra Lọc tách chất rắn B

Cho B tác dụng hết với dung dịch HNO3 loãng thu được dung dịch C và 0,672 lít khí NO (đktc) Cho C tác dụng với dung dịch NaOH dư, thu được kết tủa D Nung kết tủa D ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi thu được chất rắn E

1 Tính phần trăm về khối lượng của từng kim loại A

2 Tính khối lượng chất rắn E

Bài 4: (5,0 điểm)

Cho hỗn hợp X gồm 2 este của 2 axit kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng là R1COOR và R2COOR Đốt cháy hoàn toàn 20,1 gam hỗn hợp X cần 146,16 lít không khí ở điều kiện tiêu chuẩn (chứa 20% thể tích là O2 và 80% thể tích là N2) Sản phẩm cháy thu được cho lần lượt qua bình 1 đựng dung dịch

H2SO4 đặc và sau đó qua bình 2 đựng dung dịch Ca(OH)2 dư Sau thí nghiệm, khối lượng bình 1 tăng m gam và bình 2 tăng 46,2 gam

Mặt khác, nếu cho 3,015 gam X tác dụng với vừa đủ NaOH được 2,529 gam hỗn hợp muối

1 Tính m?

2 Tìm công thức của 2 este

3 Tính phần trăm về khối lượng của từng este trong X

4 Tính khối lượng mỗi muối sau phản ứng xà phòng hoá

Bài 5: (4,0 điểm)

Cho a gam bột Fe vào 200 ml dung dịch X gồm hỗn hợp AgNO3 và Cu(NO3)2 Khi phản ứng xong, thu được 3,44 g chất rắn B và dung dịch C Tách B rồi cho dung dịch C tác dụng với dung dịch NaOH dư được 3,68 gam kết tủa gồm 2 hiđroxit kim loại Nung kết tủa trong không khí đến khối lượng không đổi được 3,2 gam chất rắn

1 Xác định a

2 Tính nồng độ mol/l các muối trong dung dịch X

Cho biết: H = 1; C = 12; N = 14; P = 31; O = 16; S = 32; F = 9; Cl = 35,5; Br = 80;

I = 127; Na = 23; Fe = 56; Ag = 108; Cu = 64; Al = 27

-HẾT -ĐÁP ÁN THI HỌC SINH GIỎI VÒNG TRƯỜNG

MÔN: HOÁ HỌC – KHỐI 12 – NĂM HỌC: 2009-2010

THỜI GIAN: 120 PHÚT

********

ĐIỂM

1

1.Tìm số proton, số khối và tên nguyên tố A:

Ta có: p + e + n = 180 (với p = e)

 2p + n = 180 (1)

Mặt khác: 2p 1, 432n n 2p

1, 432

   (2) (1), (2)  p = 53 và n = 74

A = p + n = 127

Vậy A là Iot

0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm

2 Tìm nguyên tố B:

Na

10,12

23

Phương trình phản ứng

nNa + B  NanB

0,44(mol)  0, 44

n

Áp dung định luật bảo toàn khối lượng:

 mB = 35,2 gam

B

35, 2

0, 44

Chọn n = 1  MB = 80

Vậy B là Br (brom)

0,25 điểm 0,5 điểm

0,25 điểm 0,25 điểm

3 Tính pH và độ điện li của dung dịch HClO đã cho:

Phương trình điện li:

HClO  H+ + ClO–

Ban đầu: 0,1M

Phân li: x x x

Cân bằng: 0,1 – x x x

Ta có:

-8 a

[H ].[ClO ]

[HClO]



2

8

x

5.10 0,1-x



  (Do HClO là chất điện li yếu nên x<<0,1 0,1 – x  0,1

Giải phương trinh ta được: x = 7,07.10 –5 (mol/l)

 pH = - lg 7,07 10 –5 = 4,15

5

4 1

7,07.10

7,07.10 10







0,25 điểm

0,25 điểm

0,25 điểm 0,25 điểm

1 Tách các chất: benzen và phenol và anilin ra khỏi hỗn hợp:

- Cho dung dịch NaOH vào hỗn hợp trên đến dư, tách lấy phần tan ta thu được

hỗn hợp C6H5ONa và NaOH dư

C6H5OH + NaOH  C6H5ONa + H2O

- Xử lý dung dịch thu được bằng khí CO2 với lượng dư, tách phần không tan ta

thu được C6H5OH

C6H5ONa + CO2 + H2O  C6H5OH + NaHCO3

2NaOH + CO2  Na2CO3 + H2O

0,25 điểm

0,25 điểm

- Tiếp tục cho dung dịch HCl đến dư vào hai dung dịch còn lại, tách lấy phần

không tan ta thu được C6H6 Phần tan là C6H5NH3Cl và HCl dư

C6H5NH2 + HCl  C6H5NH3Cl

- Xử lý dung dịch thu được bằng dung dịch NaOH dư, tách lấy phần không tan

ta thu được C6H5NH2

C6H5NH3Cl + NaOH  C6H5NH2 + NaCl + H2O

HCl + NaOH  NaCl + H2O

0,25 điểm

0,25 điểm

2 Hoàn thành sơ đồ phản ứng:

MA = 43.2 = 86 (đvc)

Vì A chứa C, H, O và A không phản ứng với Na kim loại, chứa 2 nguyên tử O

trong phân tử, kết hợp với chuyển hoá trên nên công thức cấu tạo của A có thể là:

(A1): HCOO–CH=CH–CH3; (A2): HCOO–CH2–CH=CH2; (A3): HCOO–C=CH3



CH3

Các phương trình phản ứng:

HCOO–CH=CH–CH3 + NaOH t 0

  HCOONa + CH3–CH2–CHO HCOO–CH2–CH=CH2 + NaOH t 0

  HCOONa + CH2=CH–CH2–OH HCOO–C=CH3 + NaOH t 0

  HCOONa + CH3–CO–CH3



CH3

Vậy (B) là HCOONa

HCOONa + HCl  HCOOH + NaCl

(B) (C)

HCOOH + 2[Ag(NH3)2]OH t 0

  (NH4)2CO3 + 2Ag + 2NH3 + H2O (C) (D)

(NH4)2CO3 + HCl  2NH4Cl + CO2  + H2O

(D) (E)

(NH4)2CO3 + 2NaOH  Na2CO3 + 2NH3  + 2H2O

(D) (F)

0,25 điểm

0,25 điểm

0,25 điểm

0,25 điểm

3 Viết phương trình điều chế nhựa PVC và Polistiren

a) Điều chế PVC:

CaCO3

0

t

  CaO + CO2

CaO + 3C t 0  2000 C 0

    CaC2 + CO CaC2 + 2H2O  C2H2 + Ca(OH)2

CHCH + HCl HgCl 2

   CH2=CH–Cl nCH2=CH–Cl t , p, xt 0

   ( CH2 – CH )n



Cl

b) Điều chế polistiren:

3C2H2

0

600 C C

   C6H6

C2H2 + 2H2 Ni, t0

   C2H6

C2H6 + Cl2 AS

  C2H5Cl

C6H6 + C2H5Cl AlCl 3

t

   C6H5–CH2–CH3

C6H5–CH2–CH3 xt, t0

   C6H5–CH=CH2

nC6H5–CH=CH2 t , p, xt0

   (–CH–CH2–)n



C6H5

0,25 điểm 0,25 điểm

0,25 điểm

0,25 điểm

Gọi x, y, lần lượt là số mol của Al, Fe, Cu trong 5,2 gam hỗn hợp

Ta có: 27x + 56y + 64z = 5,2 (I)

2

n 0,12(mol); n 0,12(mol); n 0, 4(mol); n 0,03(mol)

Phương trình phản ứng:

2Al + 2NaOH + 6H2O  2Na[Al(OH)4] + 3H2 (1)

0,08  0,08  0,08  0,12(mol)

 nNaOH dư = 0,04(mol); nAl = 0,08(mol)

Khi Cho HCl vào có các phương trình:

0,04(mol)  0,04

Na[Al(OH)4] + HCl  Al(OH)3 + NaCl + H2O (3)

0,08(mol)  0,08  0,08

Al(OH)3 + 3HCl  AlCl3 + 3H2O (4)

0,08(mol)  0,24

 nHCl dư = 0,4 – (0,08 + 0,04 + 0,24) = 0,04(mol)

a(mol)  2a

 









Fe dö (y a)(mol)

Raén B goàm

Cu z(mol)

Fe + 4HNO3  Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (6)

(y – a)(mol)  (y – a) (y – a)

3Cu + 8HNO3  3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O (7)

z(mol)  z z

(6), (7)  (y – a) + 2

2Fe(NO3)3  2Fe(OH)3  Fe2O3 (8)

(y – a)(mol)  (y a)

2



z(mol)  z

Khi thêm tiếp 400 ml dung dịch HCl đến khi khí H2 ngừng thoát ra và từ (5) có

thể có 3 trường hợp xảy ra:

a) Nếu HCl hết và cả Fe hết thì: 2a = 0,04  y = a = 0,04 (mol)

(II)  z = 0,045, x = 0,08, y = 0,02

mA = 27.0,08 + 56.0,02 + 64.0,045 = 6,16 gam > 5,2 gam (loại)

b) Nếu HCl dư và Fe hết thì: 2a <0,04  y = a <0,02

(II)  z = 0,045, x = 0,08

mA = 27.0,08 + 56y + 64.0,045 = 5,2

 y = 0,00286 <0,02 (nhận)

mAl = 27.0,08 = 2,16 (gam)  %Al = 41,54%

mCu = 64.0,045 = 2,88 (gam)  %Cu = 55,38%

mFe = 5,2 – (2,16 + 2,88) = 0,16 gam  %Fe = 3,08%

c) Nếu HCl hết và Fe dư thì: 2a = 0,04; y > a hay a = 0,02 và y > 0,02

(II)  3y 2z 0,15 y 0,044

56y 64z 3,04 z 0,009



mAl = 27.0,08 = 2,16 (gam)  %Al = 41,54%

mCu = 64.0,009 = 0,576 (gam)  %Cu = 11,08%

mFe = 56.0,044 = 2,464 gam  %Fe = 47,38%

0,25 điểm 0,25 điểm

0,25 điểm

0,25 điểm 0,25 điểm

0,25 điểm 0,25 điểm

0,25 điểm

0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm

0,25 điểm

2 Tính khối lượng chất rắn E:

a) Khi HCl dư và Fe hết thì trong B chỉ có Cu

Cu(NO3)2  Cu(OH)2  CuO

0,045 (mol)  0,045

mE = mCuO = 0,045.80 = 3,6 (gam)

b) Khi HCl hết và Fe dư thì trong B gồm có Cu và Fe dư

Cu(NO3)2  Cu(OH)2  CuO

0,009 (mol)  0,009

2Fe(NO3)3  2Fe(OH)3  Fe2O3

0,024 (mol)  0,012

mE = 80.0,009 + 160.0,012 = 2,64 (gam)

0,5 điểm

0,5 điểm

4

1 Tính m:

2

CO

46,2

44

Theo đinh luật bảo toàn khối lượng:

2

H O

m 20,1 (1,305.32) 46,2 15,66(gam)  

0,5 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm

2 Tìm công thức của hai este:

2

H O

15,66

18

   nH O2 nCO2

Nên hai este phải là hai este đơn chức, không no

Gọi công thức của hai este là: n 2n 2k 2 1

m 2m 2k 2 2













 Phương trình đốt cháy:

CnH2n-2kO2+(3n k 2)

2

 

O2   nCO2 + (n – k)H2O (1)

x(mol)  nx  (n – k)x

CmH2m-2kO2+(3m k 2)

2

 

O2   mCO2 + (m – k)H2O (2) y(mol)  ny  (n – k)y

(1), (2)

nx my 1,05 (n k)x (m k)y 0,87





 Giải hệ được: k = 1 và x + y = 0,18

hh 20,1

0,18

Phản ứng xà phòng hoá:

RCOOR + NaOH t 0

  RCOONa + ROH

X

3,015

111,66

RCOOR

2,529

0,027

Vậy R1 = 15 (CH3-) < 26,67 < R2 = 29 (C2H5-)

 R = 41 (CxHy)

 12x + y = 41 (Chọn x =3, y =5)

Vậy công thức cấu tạo của hai este là: CH3COOC3H5 và C2H5COOC3H5

0,25 điểm

0,25 điểm

0,5 điểm

0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm

x y 0,18 x 0,03 100x 114y 20,1 y 0,15



3 3 5

2 5 3 5

0,03.100

20,1 0,15.114

20,1

0,5 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm

4 Tính khối lượng mỗi muối sau phản ứng xà phòng:

82x' 96y' 2,529 y 0,0225



3

2 5

CH COONa

C H COONa

m 0,0045.82 0,369(gam)

0,5 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm

1 Xác định a:

Gọi x, y lần lượt là số mol của AgNO3 và Cu(NO3)2 trong 200 ml hỗn hợp

Khi cho Fe tác dụng với hỗn hợp trên tạo dung dịch C, cho C tác dụng với dung

dịch NaOH dư tạo kết tủa gồm 2 hiđroxit nên trong C phải chứa 2 muối là

Fe(NO3)2 và Cu(NO3)2 dư và Fe phải hết

Phương trình phản ứng:

Fe + 2Ag+

x

2  x(mol) 

x

2 x

a  a(mol)  a  a

2Fe2+  2Fe(OH)2  2Fe(OH)3  Fe2O3 (3)

(x a)mol

x ( a)

2 

x ( a)

2 

x a 2

2



(y – a)mol  (y – a)  (y – a)

(3), (4) 90(x a)

2 + 98(y – a) = 3,68  45x + 98y – 8a = 3,68 (II)

(3), (4) 160 x a

2

2

 + 80(y – a) = 3,2

Giải (I), (II) và (III) ta được x = 0,02; y = 0,03; a = 0,02

a = 56.0,03 = 1,68(gam)

0,25 điểm

0,25 điểm 0,5 điểm 0,25 điểm

0,25 điểm

0,5 điểm

0,5 điểm

0,5 điểm 0,5 điểm

2 Tính nồng độ mol/l các muối trong dung dịch X.

3

3 2

M(AgNO )

M(Cu(NO ) )

0,02

0,2 0,03

0,2

0,25 điểm 0,25 điểm