Cho cẩn thận kim loại Ca vào dung dịch HNO 3 loãng thu được dung dịch X chứa hai chất tan và hỗn hợp Y gồm hai khí không màu, không hoá nâu trong không khí.. Cho dung dịch X tác dụng với[r]
Trang 1Câu I (5,5 điểm)
1 A, B là hai nguyên tố không phải là hiđro Tổng số hạt proton, nơtron, electron của
ABx nhiều hơn của AxB là 3 hạt (x là số nguyên dương) Trong phân tử ABx; A chiếm 30,435% về khối lượng và số hạt mang điện của B nhiều hơn A là 18 Xác định A,B và viết CTCT của ABx và AxB
2 Có 5 dung dịch đánh số từ 1 đến 5, đó là những dung dịch Ba(NO3)2, Na2CO3, MgCl2,
K2SO4, Na3PO4 (số thứ tự không theo trật tự các chất hoá học) Xác định các chất ứng với các số thứ tự Biết rằng:
- Dung dịch 1 tạo kết tủa trắng với dung dịch 3; 4
- Dung dịch 2 tạo kết tủa trắng với dung dịch 4
- Dung dịch 3 tạo kết tủa trắng với dung dịch 1; 5
- Dung dịch 4 tạo kết tủa trắng với dung dịch 1; 2; 5
Kết tủa sinh ra do dung dịch 1 và dung dịch 3 bị phân huỷ ở nhiệt độ cao, tạo ra oxit kim loại
3 Cho cẩn thận kim loại Ca vào dung dịch HNO3 loãng thu được dung dịch X chứa hai chất tan và hỗn hợp Y gồm hai khí không màu, không hoá nâu trong không khí Cho dung dịch X tác dụng với Al dư được dung dịch Z và hỗn hợp khí T cũng chứa hai khí không màu, không hoá nâu trong không khí Dung dịch Z tác dụng được với dung dịch Na2CO3 tạo thành kết tủa G Viết các phương trình hoá học xảy ra (nếu có)
Câu II (5 điểm)
1 Nêu hiện tượng và viết phương trình hoá học (nếu có) để giải thích cho các thí
nghiệm sau:
a, Sục khí C2H2 vào dung dịch KMnO4, sau đó thêm dung dịch CaCl2 vào
b, Cho dung dịch Brom từ từ đến dư vào dung dịch phenol (đều dung môi nước)
2 Từ metan và các chất vô cơ, điều kiện có đủ hãy viêt phương trình điều chế:
a, vinyl axetat
b, m- nitrophenol
3 Hoàn thành sơ đồ hoá học sau (biểu diến bằng CTCT và ghi rõ điều kiện nếu có):
(1): 6A B
(2): E + H2O G
(3): X + H2O D + G
(4): A + O2 D
(5): D + E X
Biết các chất A, B, D, E, G, X ở trên đều phản ứng được với AgNO3/NH3, trong đó E là hiđrocacbon
Câu III (4,5 điểm)
1 Lấy 5,2 gam hỗn hợp FeS2 và Cu2S tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO3 thì thu được dung dịch chỉ chứa 2 muối và 12,208 lít hỗn hợp NO2 và SO2 (đktc) Xác định % về khối lượng của FeS2 trong hỗn hợp ban đầu
2 Hoà tan hoàn toàn 4,82 gam hỗn hợp bột X gồm Cu, Al vào 40 ml dung dịch D gồm
H2SO4 15M và HNO3 1M, đun nóng thu được dung dịch Y và 2,688 lít (đktc) hỗn hợp khí
E gồm NO và một khí X không màu; dE/H2 = 26,34
a, Tính % khối lượng mỗi kim loại trong X
b, Tính khối lượng của muối trong dung dịch Y
SỞ GD&ĐT THANH HOÁ
TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN 2
ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI TỈNH
NĂM HỌC 2012-2013 Môn: Hoá Học THPT
Thời gian: 180 phút (không kể thời gian phát đề)
ĐỀ CHÍNH THỨC
Trang 2Câu IV (5,0 điểm)
1 Hỗn hợp X gồm 2 anđêhit đơn chức Cho 13,48g X tác dụng hoàn toàn với AgNO3
dư trong dung dịch NH3 thì thu được 133,04g kết tủa Mặt khác, cho 13,48g X tác dụng hết với H2 (Ni, t0) thu được hỗn hợp Y Cho Y tác dụng với Na dư thu được 3,472 lít H2 (đktc) Hãy xác định công thức cấu tạo và % khối lượng của mỗi anđêhit trong hỗn hợp X
2 Lấy 1,22 gam một este X thuần chức phản ứng vừa đủ với 200ml dung dịch KOH
0,1M Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được phần hơi chỉ có nước và phần rắn là 2,16 gam hỗn hợp muối Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp muối này thu được 2,64 gam CO2; 0,54 gam H2O và a gam K2CO3
a, Tìm a
b, Xác định công thức phân tử và công thức cấu tạo của X, biết MX < 140 đvC
-Hết -HƯỚNG DẪN, ĐÁP ÁN VÀ THANG ĐIỂM KỲ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HỌC
SINH GIỎI MÔN HOÁ HỌC, NĂM HỌC 2012 – 2013.
1 Theo bài ra, ta có:
[(2ZA + NA) + (2ZB + NB).x ] - [(2ZA + NA).x + (2ZB + NB) ] = 3
(x-1)(2ZB + NB – 2ZA – NA) = 3……… 0,25
0,5
Trang 31 1
1 3
x
x
………
Mặt khác, trong phân tử ABx:
30, 435
A A
và 2 x ZB - 2ZA = 18 ………
Xét hệ 1: x – 1 = 1 x = 2, khi đó suy ra: NB = 7ZB – 48,
và ZB NB 1,5ZB 8 ZB 8,727 ZB = 8 (B là Oxi), ZA = 7 (A là
Nitơ) Vậy công thức của ABx là NO2, AxB là N2O………
CTCT: O
NO2 : N N2O: N N O hoặc N N = O
O
Xét hệ 2: x – 1 = 3 x = 4, làm tương tự suy ra: ZB 2,04 và ZB 1,77 vô
lí loại………
0,25
0,25
0,25
2 Trích mỗi dung dịch một ít mẫu thử và đánh số thứ tự tương ứng Lấy
tứng mẫu thử cho vào các mẫu thử còn lại, quan sát hiện tượng qua
bảng sau:………
Ba(NO3)2 Na2CO3 MgCl2 K2SO4 Na3PO4
Từ đó suy ra: dung dịch 4 là Ba(NO3)2, dung dịch 3 là MgCl2
Do dung dịch 3 có khả năng tạo kết tủa với dung dịch 1 và 5 nên dung
dịch 2 là K2SO4, dung dịch 1 và 5 có thể nhận là Na2CO3 hoặc Na3PO4
Kết tủa sinh ra do dung dịch 1 và dung dịch 3 bị phân huỷ ở nhiệt độ
cao, tạo ra oxit kim loại nên dung dịch 1 là Na2CO3 và dung dịch 5 là
0,25
0,5
0,75
3 Các phản ứng có thể xảy ra:
4Ca + 10HNO3 4Ca(NO3)2 + N2O + 5H2O
5Ca + 12HNO3 5Ca(NO3)2 + N2 + 6H2O
4Ca + 10HNO3 4Ca(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
Ca + 2H2O Ca(OH)2 + H2
TH1: dung dịch X gồm Ca(NO3)2 và HNO3
8Al + 30HNO3 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O
10Al + 36HNO3 10Al(NO3)3 + 3N2 + 18H2O
8Al+ 30HNO3 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O
Dung dịch Z gồm Al(NO3)3 , Ca(NO3)2 có thể có NH4NO3
2Al(NO3)3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaNO3
Ca(NO3)2 + Na2CO3 CaCO3 + 2NaNO3
TH 2: Dung dịch X gồm Ca(NO3)2 và Ca(OH)2
2Al + Ca(OH)2 + 2H2O Ca(AlO2)2 + 3H2
0,5
1,0
(Hệ 1)
(Hệ 2)
Trang 416Al + 5Ca(OH)2 + 4H2O + 3Ca(NO3)2 8Ca(AlO2)2 + 6NH3
Dung dịch Z tác dụng với Na2CO3:
Ca2+ + CO32- CaCO3 ………
TH3: Dung dịch X chứa Ca(NO3)2 và NH4NO3 : Khi cho Al vào X thì không
xảy ra phản ứng Vậy trường hợp này loại………
0,75 0,25
II 1 a, Hiện tượng:
- Dung dịch KMnO4 mất màu tím, có kết tủa màu đen
- Thêm CaCl2 có kết tủa trắng xuất hiện………
pthh:
3C2H2 + 8KMnO4 3KOOC- COOK + 8MnO2 + 2KOH + 2H2O
KOOC- COOK + CaCl2 CaC2O4 + 2KCl
2KOH + CaCl2 Ca(OH)2 + 2KCl………
b, Hiện tượng:
- Ban đầu dung dịch brom mất màu đồng thời có kết tủa trắng xuất hiện
- Khi brom dư kết tủa trắng dần chuyển sang màu vàng………
Pthh:
C6H5OH + 3Br2 C6H2Br3OH + 3HBr
Br Br
C6H2Br3OH + Br2 = O + HBr
Br
Br
Màu
vàng -0,25
0,25
0,5
0,5 2
PTHH:
2CH4
0
1500 C LLN,
C2H2 + 3H2
C2H2 + H2O Hg2,800C CH3CHO
2CH3CHO + O2
2
Mn
2CH3COOH………
a, Điều chế vinylaxetat
CH3COOH + C2H2
H
CH3COOCH=CH2………
b, m- nitrophenol
3C2H2
0
,600
C C
C6H6 (benzen)
+ Cl2
Fe
Cl HCl
Cl + HO-NO2
H
Cl + H2O
NO2
Cl + NaOH(đặc)
0
300C,200atm
ONa +NaCl + H2O
NO2 NO2
ONa + HCl OH + NaCl………
NO2 NO2
0,5 0,25
1,0
(1) 6HCHO C6H12O6 (glucozơ)
0,5 0,25 0,25
Trang 5(2) C2H2 + H2O Hg ,80C CH3CHO
(3) HCOOCH=CH2 + H2O H HCOOH + CH3CHO
(4) HCHO + O2 Mn2 HCOOH
(5) HCOOH + CH CH H HCOOCH=CH2
0,25 0,5
III 1 Đặt: n FeS2 x n, Cu S2 y
, n khi0,545(mol)
120x + 160y = 5,2 (1)………
Trường hợp 1: hai muối tạo ra là 2 muối nitrat Fe(NO3)3 và Cu(NO3)2;
khi đó toàn bộ S trong FeS2 và Cu2S chuyển thành SO2
QT OXH QT K
FeS2 Fe3+ + 2S4+ + 11e N5+ + 1e N4+
x 2x 11x 0,545-(2x+y) 0,545-(2x+y)
Cu2S 2Cu2+ + S4+ + 8e
y y 8y
Áp dụng ĐLBT electron: 11x + 8y = 0,545 – 2x – y
13x + 9y = 0,545 (2)………
Từ (1) và (2) suy ra: x = 0,0404 mol; y = 2,2 10-3 mol
Vậy % khối lượng của FeS2 là:
0,0404.120
.100% 93, 23%
Trường hợp 2: Hai muối tạo ra là hai muối sunfat Fe2(SO4)3 và CuSO4
Quy đổi hỗn hợp thành Fe, Cu và S, khi đó:
Áp dụng ĐLBT nguyên tố, ta có:
Fe
0,25
0,25
0,5
2 a Đặt n Cu x n, Al y x y( , 0) 64x27y4,82(1)………
Theo bài ra ta có:
2
3
0,04.15 0,6 , 0,04.1
………
Xét hỗn hợp E có: nE = 0,12 mol, ME = 52,68
Do trong E có NO (MNO < 52,68) nên khí X không màu là sản phẩm khử của
H2SO4 và HNO3 có thể là N2, N2O, SO2 Vậy X là SO2 (MX = 64> 52,68)
Đặt n NO a n, SO2 b a b( , 0)
Ta có hpt
30 64 52,68.2 0,08
Do đó:
QT OXH QT K
2
Cu Cu e
3
N e N
x 2x 0,12 0,04
3
Al Al e
2
y 3y 0,16 0,08
Áp dụng ĐLBT electron: 2x + 3y = 0,28 (2)
Từ (1) và (2) suy ra: x = 0,05; y = 0,06 (mol)………
Vậy:
64.0,05
4,82
% 33,61%
Cu Al
0,25 0,25
0,25
0,5
0,5
Trang 6b Ta nhận thấy 2 2
nên trong dung dịch Y chỉ chứa hai muối sunfat của hai kim loại Cu và Al………
Áp dụng ĐLBT nguyên tố:
Cu CuSO4 2Al Al2(SO4)3
0,05 0,05 0,06 0,03
Vậy:
4
2 ( 4 3 )
0,05.160 8( ) 0,03.342 10, 26( )
CuSO
Al SO
………
0,25
0,5
IV 1 Vì X là hỗn hợp hai anđêhit đơn chức nên Y là hỗn hợp hai ancol đơn chức
nX = nY………
Do Y là hai ancol đơn chức nên số mol H2 thoát ra khi cho Y tác dụng với Na
dư luôn bằng một nửa Y
2
Trong X chứa một anđehit có phân tử khối nhỏ hơn 43,48 anđehit đó phải
là HCHO………
Gọi công thức anđêhit còn lại là (CHC)tR-CHO (t 0)
Đặt số mol HCHO và (CHC)tR-CHO lần lượt là a và b
a + b = 0,31 (1)
30a + (25t + R + 29)b = 13,48 (2)………
Phương trình hóa học:
HCHO + 4AgNO3 + 6NH3 + 2H2O t o (NH4)2CO3 + 4NH4NO3 + 4Ag
a 4a
(CHC)tR-CHO + (2 + t)AgNO3 + (3+t)NH3 + H2O t o
b t o (CAgC)tR-COONH4 + 2Ag + (2 + t)NH4NO3
b 2b
108(4a +2b) + (132 t + R + 62)b = 133,04 (3)………
Giải (1),(2), (3) ta có : b =
5,06
153 107.t
Do b < 0,31 =>
5,06
153 107.t < 0,31 => t < 1,277 => t = 0 hoặc t = 1……
* Nếu t = 0 => b =
5,06
153 => a = 42,37/153
Thay vào (2), ta được R = 127,39 (không nguyên) loại
* Nếu t = 1 => b =
5, 06
153 107 = 0,11 => a= 0,2………
Thay vào (2) => R = 14 ; R là nhóm CH2
Vậy andehit thứ 2 là : CH C-CH2-CHO
% khối lượng:
% HCHO =
0, 2.30
13, 48 100% = 44,51%
% CH C-CH2-CHO = 100% - 44,51% = 55,49%
0,25
0,25
0,25
0,5
0,25
0,5
0,5
2 Nhận xét : Khi cho este tác dụng với KOH cho :
* H2O ( Gồm H2O của dung dịch + H2O sinh ra ( 0,18 g)
* Hai muối + O2 → CO2 + H2O + K2CO3
(2,16 g) 0,06 mol 0,03 mol 0,01 mol
K trong KOH chính là K trong K2CO3
n K=nKOH=0,2 0,1=0 , 02(mol)
Trang 72 3 0,01 2 3 138.0,01 1,38
K CO
K CO
gam
nCO2=2, 64
44 =0 , 06(mol)
n H2O=0 ,54
18 =0 , 03(mol)
= 12.0,07=0,84 (gam)
X + KOH → 2,16 gam hai muối + H2O
1,22 g 0,02 mol
m H2O=1 , 22+56 0 ,02 −2 , 16=0 ,18 (g)
2
m trong X m trong H O m trong KOH
= (0 ,18
9 +2 0 , 03)−1 2=0 , 06(gam)
m O=1 , 22− 0 , 84 −0 , 06=0 , 32(gam)
x : y : z= 0 , 84
12 :
0 , 06
1 :
0 , 32
16 =7 :6 :2
X : (C7H6O2)n vì MX < 140 suy ra n= 1
X : công thức phân tử C7H6O2
Công thức cấu tạo : H - C- O - C6H5
O
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5