Hãy giải thích các hiện tượng sau: a Khi vô ý để rơi vài giọt H2SO4 đậm đặc vào quần áo bằng vải sợi bông có giống với hiện tượng xảy ra khi để rơi vài giọt dung dịch H2SO4 loãng cũng và[r]
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH HƯỚNG DẪN CHẤM
Môn: HÓA HỌC ĐÁP ÁN ĐỀ CHÍNH THỨC
Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề)
Ngày thi : 8/10/2012
(Hướng dẫn chấm có 08 trang, gồm 08 câu)
Câu I (4,5 điểm):
1 Hãy chọn 6 dung dịch muối A, B, C, D, E , F có 6 gốc axit khác nhau thỏa mãn điều kiện sau:
A+ B → ↑
B +C → ↓
C + A → ↓ + ↑
D + E → ↓
E + F → ↓
D + F → ↓ + ↑
2 Cho 3 nguyên tố M, X, R Biết M tác dụng vừa đủ với 672 ml khí X2 (đktc) tạo ra 3,1968 gam muối A (hao hụt 4%) Số hiệu của nguyên tử M bằng 5/3 số khối của R Hợp chất của Z có 3 nguyên tử tạo bởi M
và R Biết Z tác dụng với dung dịch HX giải phóng ra một chất hữu cơ T (dạng khí) và muối A Xác định
M, R, X, A, Z, T
3 Hoàn thành các phản ứng axit-bazơ sau và chỉ rõ phản ứng ưu tiên theo chiều nào? Giải thích:
a C6H5NH3Cl + (CH3)2NH
b CH3ONa + HOH
c CH3COONa + HOH
1
2NaHSO4 + Na2SO3 → 2Na2SO4 + H2O + SO2
(A) (B)
Na2SO3 + Ba(HCO3)2 → BaSO3 + 2NaHCO3
(C)
Ba(HCO3)2 + 2NaHSO4 → BaSO4 +Na2SO4 + 2CO2 + 2 H2O
Na2CO3 + MgCl2 → MgCO3 + 2NaCl
(D) (E)
MgCl2 + 2AgNO3 → Mg(NO3)2 + 2AgCl
(F)
Na2CO3 + 2AgNO3 → 2 NaNO3 + Ag2O + CO2 1,5
2 M tác dụng với X2 (chất khí) tạo muối => M là kim loại
X có thể tạo ra HX → X có hóa trị I
Z tạo bởi M và R, khi Z tác dụng với HX tạo ra hợp chất hữu cơ → R là cacbon, số khối là 12
Trang 2→ Số hiệu của M là
5.12
3 = 20 Vậy M là Ca
Ca + X2 → CaX2
Theo phương trình có: số mol X2 bằng số mol CaX2 =
0,672
22, 4 =0,03 mol
→ 0,03 (40 + 2 MX) = 3,1968
100
96 → MX = 35,5→ X là clo
3 a)
NH3Cl + (CH3)2NH NH2 + (CH3)2NH2Cl
Phản ứng ưu tiên theo chiều thuận vì tính bazơ của (CH3)2NH > NH2
b) CH3ONa + HOH CH3OH + NaOH
Phản ứng ưu tiên theo chiều thuận vì tính axít của HOH > CH3OH
c) CH3COONa + HOH CH3COOH + NaOH
Phản ứng ưu tiên theo chiều nghịch vì tính axít của CH3COOH > HOH
1,5
Câu II (1,5 điểm) :
Có 166,5 gam dung dịch MSO4 41,56% ở 1000C Hạ nhiệt độ dung dịch xuống 200C thì thấy có m1 gam MSO4.5H2O kết tinh và còn lại m2 gam dung dịch X Biết m1- m2 = 6,5 gam và độ tan S của MSO4
ở 200C là 20,9 Xác định công thức muối MSO4
m
Có m1 = 86,5 g ; m2 = 80g
C% của ddX
20,9
.100% 17,3%
20,9 100
4
M O
17,3.80
100
S rong 80 gam dd X
4
M O
m S trong dung dịch đầu 166,5.41,56100 69, 2gam
4
M O
m S trong muối kết tinh: 69,2 -13,84 = 55,36gam
Khối lượng nước trong muối kết tinh là 31,14gam
Số mol H2O trong muối kết tinh là 31,14 : 18 = 1,73
4
M O
n S trong muối kết tinh = H O 2
1 n
5 = 0,346mol => M + 96 =
55,36
160 0,346
M = 64 => muối là CuSO4
1,5
Câu III(2,5 điểm):
Một dung dich có chứa b mol H2SO4, hòa tan hết a mol Fe, sau phản ứng thu được khí A và 42,8 gam muối khan Nung muối khan đó ở nhiệt độ cao trong điều kiện không có không khí đến khối lượng không đổi thu được hỗn hợp khí B
1 Tính giá trị của a, b biết tỉ lệ a : b = 2,5 : 6.
2 Tính tỉ khối của hỗn hợp B so với không khí, biết Mkk = 29
Trang 3Đáp án Điểm 1.Vì Fe là kim loại TB nên khi t/d với H2SO4 khí tạo ra chỉ có thể là H2 hoặc SO2
TH 1 : Nếu tạo ra H2
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
Tỉ lệ a/b = 1 không thỏa mãn đề bài (loại) vì 2,5/6
TH2: Nếu khí tạo ra là SO2 và chỉ tạo ra Fe2(SO4)3
2Fe + 6 H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 6 H2O +3 SO2
Tỉ lệ a/b = 1/3 không thỏa mãn đề bài (loại)
TH3: Nếu khí tạo ra là SO2 nhưng sau p/ư Fe dư tác dụng với Fe2(SO4)3
*Nếu toàn bộ Fe3+ Fe2+
Fe + Fe2(SO4)3 3FeSO4
Ta có PT
Fe + 2 H2SO4 → FeSO4 + 2 H2O + SO2
Tỉ lệ
b 2 6 loại => Tỉ lệ là
3b2 Nên chỉ có thể xảy ra trường hợp đồng thời thu được cả hai muối:
FeSO4 và Fe2(SO4)3
2Fe + 6 H2SO4 → Fe2(SO4)3 +6 H2O +3 SO2
2x 6x x
Fe + 2 H2SO4 → FeSO4 + 2 H2O + SO2
y 2y y
Theo gt ta có hệ:
6x + 2 y = b
y + 2x = a
a/b = 2,5/6
400x + 152y = 42,8
Giải ra ta có: a = 0,25; b = 0,6, x = 0,05 ; y = 0,15
2 Nung muối khan không có không khí :
Fe2(SO4)3 ⃗T o Fe2O3 +3 SO2 + 3/2 O2
0,05 0,15 0,075
2FeSO4 ⃗T o Fe2O3 +2 SO2 + 1/2 O2
0,15 0,15 0,0375
Hỗn hợp khí gồm SO2 : 0,3 mol, O2: 0,1125
Dh/k =
0,3.64 32.0,1125
1,906
0, 4125.29
Dhh/kk = 1,906
0,25
0,5
1,0
0,75
Câu IV (2, 5 điểm) :
1 Hãy giải thích các hiện tượng sau:
a) Khi vô ý để rơi vài giọt H2SO4 đậm đặc vào quần áo bằng vải sợi bông có giống với hiện tượng xảy ra khi để rơi vài giọt dung dịch H2SO4 loãng cũng vào quần áo đó không ? Giải thích
b) Nếu bị dây axit nitric đặc vào da thì chỗ da đó bị vàng
2 Cho các chất anilin, phenyl amoni clorua, hãy chỉ rõ chất nào là chất lỏng, chất nào là chất rắn; chất
nào ít tan, chất nào dễ tan trong nước? Giải thích
3 Hãy so sánh nhiệt độ sôi giữa các cặp chất sau (có giải thích):
a) CH3CH2CH2CH3 và (CH3)2CH-CH3
Trang 4b) trans – CH3-CH=CH-CH3 và cis – CH3-CH=CH-CH3.
c) CH3CH2CH2CH2Cl và CH3CH2CH2CH2-OH.
1.
a) Sợi bông bản chất là xenlulozơ (C6H1OO5)n
+ Khi H2SO4 đậm đặc tiếp xúc với xenlulozơ xảy ra sự lấy nước của xenlulozơ bởi
H2SO4 đậm đặc
(C6H1OO5)n H Ođ 2 S 4
6nC + 5nH2O (than)
+ Khi H2SO4 loãng tiếp xúc với xenlulozơ xảy ra sự thủy phân của xenlulozơ
( xúc tác bởi axit)
(C6H1OO5)n + nH2O H O lo 2 S 4 ang
n C6H12O6 Glucozơ (tan)
Như vậy khi để rơi H2SO4 đậm đặc vào quần áo bằng vải sợi bông, chỗ vải đó bị đen lại
và thủng ngay, còn khi bị rơi H2SO4 loãng vào thì vải bị mủn dần rồi mới bục ra
b) Khi bị dây axit nitric đặc vào da thì chỗ da đó bị vàng là do protein (có trong da) chứa
phenol do đó tạo kết tủa vàng với axit (viết pt)
0,75
0,5
2 - Phân tử anilin chỉ có liên kết cộng hóa trị, gốc hiđrocacbon lớn và là gốc hút electron
vì vậy lực liên kết hiđro liên phân tử yếu, lực liên kết hiđro với nước cũng yếu Nước là
dung môi phân cực => Anilin là chất lỏng, ít tan trong nước
- Phân tử phenyl amoni clorua là hợp chất ion => là chất rắn, dễ tan trong dung môi phân
cực
0,5
3 a) Nhiệt độ sôi của CH3CH2CH2CH3> (CH3)2CH-CH3 Vì isobutan phân nhánh nên
có tính đối xứng cầu và giảm diện tích tiếp xúc giữa các phân tử
b) Nhiệt độ sôi của trans – CH3-CH=CH-CH3< cis – CH3-CH=CH-CH3
Vì phân tử trans – C4H8 có mô men lưỡng cực nhỏ ( 0) lực liên kết phân tử yếu hơn
c) Nhiệt độ sôi của CH3CH2CH2CH2Cl < CH3CH2CH2CH2-OH Rượu có liên kết hiđro
Câu V (2,0 điểm) :
Hợp chất M được tạo nên từ cation X+ và anion Y3-, mỗi ion đều do 5 nguyên tử của 2 nguyên tố phi kim tạo nên Biết tổng số proton trong X+ là 11 và trong Y3- là 47 Hai nguyên tố trong Y3- thuộc 2 chu kì kế tiếp nhau trong bảng tuần hoàn và có số thứ tự cách nhau 7 đơn vị
a) Hãy xác định công thức phân tử của M
b) Mô tả bản chất các liên kết trong phân tử M
a) Đặt Z là số proton trung bình trong hạt nhân của ion XX + -> Z = X
11
2, 2
5
Z phải chứa H hoặc He ( loại He vì là khí hiếm không thực tế không tham gia các phản
Trang 5ứng thông thường)
Gọi A là nguyên tố thứ 2 tạo nên cation X+ -> X+ : A Hn m
Ta có A
n m 5
Z n 1.m 11
ta có ZA.n n 6
Thay giá trị n = 1,2,3,4 vào n=1, ZA= 7 , m=4 A là N => X+ là NH4+
Đặt Zy là số proton trung bình trong hạt nhân của ion Y3- -> Zy = 475 9, 4
Một nguyên tố tạo nên Y3- phải thuộc chu kì 2 và nguyên tố kia thuộc chu kì 3
Gọi R là nguyên tố Ck 2 và Q là nguyên tố CK 3 trong ion Y
3-3
x y
R Q
=> R R
x y 5
Z x (Z 7)(5 x) 47
=> 5ZR -7x = 12 => x= 4 , ZR = 8 (oxi ) ZQ = 8+7 = 15 Q là P
=> Y3- là
PO43-vậy hợp chất M là (NH4)3PO4
b) Bản chất các liên kết trong pt (NH4)3PO4 ; ion NH4+ và PO43- liên kết ion Các
liên kết giữa N và H, P và O là liên kết cộng hóa trị
1,5
0,5
Câu VI (3,0 điểm) :
1 Hỗn hợp A gồm CuO, AlCl3, CuCl2, Al2O3 Bằng phương pháp hóa học hãy tách từng chất ra khỏi hỗn hợp A mà không làm thay đổi khối lượng của chúng
2 Có 3 dung dịch KHCO3 , NaAlO2 , C6H5ONa và 3 chất lỏng C2H5OH, C6H6, C6H5NH2 đựng trong 6 lọ mất nhãn Nếu chỉ dùng dung dịch HCl có thể nhận biết được bao nhiêu chất trong 6 chất trên?
1.
a) Tách CuO : hòa tan hỗn hợp A vào nước được dd B gồm CuCl2 và AlCl3 và chất rắn C
gồm CuO và Al2O3 không tan Hòa tan C trong dd NaOH dư, lọc lấy phần không tan thu
được CuO, phần nước lọc chứa muối NaAlO2
Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O
Tách Al2O3:
NaAlO2 + CO2 +2H2O → Al(OH)3 + NaHCO3
2 Al(OH)3 Al2O3 + 3H2Ot0
Tách CuCl2: Cho NaOH vào dung dịch B, lọc lấy kết tủa và thu lấy nước lọc Hòa tan kết
tủa trong HCl dư rồi cô cạn dung dịch thu được CuCl2
AlCl3 + 4 NaOH NaAlO2 + 3NaCl + 2H2O
CuCl2 + 2NaOH Cu(OH)2 + 2NaCl
Cu(OH)2 + 2HCl CuCl2 + H2O
Tách AlCl3: Sục khí CO2 dư vào phần nước lọc ở trên Hòa tan kết tủa trong HCl vừa đủ
rồi cô cạn dung dịch thu được AlCl3
NaAlO2 + CO2 +2H2O -> Al(OH)3 + NaHCO3
Al(OH)3 + 3HCl AlCl3 + 3H2O
2 Nhận biết được tất cả 6 chất vì:
0,25
0,5
0,5
0,25
Trang 6+ Có khí không màu, không mùi bay lên là KHCO3
KHCO3 + HCl → KCl + H2O + CO2
+ Có kết tủa dạng keo trắng sau đó tan dần là NaAlO2
NaAlO2 + H2O + HCl → Al(OH)3 + NaCl
Al(OH)3 + 3 HCl → AlCl3 + 3 H2O
+ Tạo dung dịch vẩn đục là C6H5ONa
C6H5ONa + HCl → C6H5OH + NaCl
+ Tạo ngay dung dịch trong suốt là C2H5OH
C2H5OH + HCl → C2H5Cl + H2O
+ Không tan và có sự phân lớp là C6H6
+ Ban đầu không tan có sự phân lớp sau lắc lên tan thành dung dịch trong suốt là C6H5NH2
C6H5NH2 + HCl → C6H5NH3Cl
(chất lỏng sánh, không tan ) (tan hoàn toàn)
1,5
Câu VII (2,0điểm) :
A là chất hữu cơ đơn chức chứa 3 nguyên tố C, H, O Cho một lượng chất A tác dụng hoàn toàn 500ml dung dịch KOH 2,4M rồi cô cạn thu được 105gam chất rắn khan B và m(g) rượu C Oxi hóa m gam rượu
C bằng O2 (có chất xúc tác) được hỗn hợp X
Chia hỗn hợp X thành 3 phần bằng nhau:
- Phần I: tác dụng với dung dịch AgNO3 trong NH3 dư thu được 21,6 gam Ag
- Phần II: tác dụng với NaHCO3 (dư) thu được 2,24 lít CO2 (đktc)
- Phần III: tác dụng với Na (đủ) thu được 4,48lít H2 (đktc) và 25,8 gam chất rắn khan
1.Xác định công thức cấu tạo của rượu C Biết rằng khi đun rượu C với H2SO4 đặc, 1700C thì thu được anken
2 Tìm thành phần % số mol rượu C bị oxi hóa
3 Tìm công thức cấu tạo của A.
1) Xác định công thức cấu tạo của rượu C
Rượu C an ken, nên C là rượu đơn chức no;H SO1702 4
C hỗn hợp X tráng gương và tác dụng với muối NaHCO O 3 cho khí CO2 nên
X có anđehit và axit vì vậy C là rượu đơn chức no bậc I : RCH2OH
RCH2OH +
1
2 O2 ⃗xt RCHO + H2O (1) RCH2OH + O2 ⃗xt RCOOH + H2O (2)
X gồm : RCHO, RCOOH, H2O, RCH2OH còn dư
Phần I: RCHO + 2AgNO3 + 3NH3 +H2O RCOONHt0 4 + 2Ag + 2NH4NO3 (3)
Phần II: RCOOH + NaHCO3 RCOONa + H2O + CO2 (4)
Phần III
RCOOH + Na → RCOONa +
1
2 H2 (5)
H2O + Na → NaOH +
1
2 H2 (6)
RCH2OH + Na → RCH2ONa +
1
2 H2 (7)
Trang 7Từ (3) số mol RCHO = 0,1 mol ; từ (4) số mol RCOOH = 0,1 mol;
Từ (1) và (2) sô mol H2O trong 1/3 X = 0,2 mol => số mol H2 = 0,2 mol
Từ (5),(6), (7) số mol RCH2OH trong 1/3 X = 2nH 2 = 0,1 mol
Cũng từ (5),(6), (7)
m = R mRCOONa mNaOHmRCH ONa 2
= 25,8 (R +67)0,1 + 40.0,2 + (R + 53).0,1 = 25,8
R = 29 công thức của rượu CH3CH2CH2OH
2 % rượu bị oxi hóa
Từ (1) và (2) → nC bị oxi hóa cho 1/3 X = 0,1 + 0,1 = 0,2 mol
→ nC ứng với 1/3 X = 0,2 + 0,1 = 0,3 mol
→ % nC bị oxi hóa = 0,2/0,3 100% = 66,7%
3 Xác định công thức cấu tạo của A
nC ứng với toàn hỗn hợp X = 0,3.3 = 0,9 mol
mKOH tác dụng với A = 0,5.2,4 = 1,2 mol
→ A là este: RCOOC3H7
RCOOC3H7 + KOH → RCOOK + C3H7OH
mol 0,9 0,9 0,9
mrắn B = mRCOOK + mKOH dư = 105 gam
→ (R + 83).0,9 + 56.(1,2 - 0,9)= 105 → R = 15 (CH3-)
→ Vậy CTCT của A là CH3- COO- CH2-CH2-CH3
1,25
0,25
0,5
Câu VIII (2,0 điểm)
1.A là hỗn hợp gồm một số hiđrocacbon ở thể khí, B là không khí Trộn A với B ở cùng nhiệt độ áp suất
theo tỉ lệ thể tích (1:15) được hỗn hợp khí D Cho D vào bình kín dung tích không đổi V Nhiệt độ và áp suất trong bình là t0C và p atm Sau khi đốt cháy A, trong bình chỉ có N2, CO2 và hơi nước với
2 2
CO H O
V : V 7 : 4 Đưa bình về t0C, áp suất trong bình sau khi đốt là p1 có giá trị bằng bao nhiêu?
2 Tính pH của dung dịch hỗn hợp gồm CH3COONa 0,001 M(C1); HCOONa 0,02 M(C2) và NaCN 0,005 M(C3) Biết CH3COOH có Ka=10-4,75; HCOOH có Ka = 10-3,75; HCN có Ka = 10-9,35
1 Đốt A
CxHy + (x+y/4)O2 → x CO2 + y/2 H2O
Vì phản ứng chỉ có N2, CO2 và hơi nước→ các hiđrocacbon bị cháy hết và O2 phản ứng
vừa đủ
Chọn nC H x y
=1→ nB = 15 mol noxi phản ứng = x +y/4 = 15/5 = 3 mol
→ nN 2 4nO 2= 12 mol
x y / 4 3
x : y / 2 7 : 4
→ Vì nhiệt độ và thể tích không đổi nên áp suất tỉ lệ với số mol khí:
1
p 7 / 3 4 / 3 12 47
47 p 48
2
Các cân bằng xảy ra trong dung dịch:
1,0
Trang 8CH3COONa → CH3COO- + Na+ 0,001 0,001
HCOONa → HCOO- + Na+ 0,02 0,02
NaCN → Na+ + CN -0,005 0,005
CH3COO- + H2O CH3COOH + OH- Kb1 = 10-9,25(1)
HCOO- + H2O HCOOH + OH- Kb2 = 10-10,25(2)
CN- + H2O HCN + OH- Kb3 = 10-4,65(3)
H2O H+ + OH- Kw = 10-14 (4)
Ta có: Kb3.C3(=5.10-7,65) >> Kb1.C1(=10-12,24) ≈ Kb2.C2(=2.10-12,25)> Kw nên một cách gần
đúng ta có thể chỉ tính toán theo cân bằng(3)
CN- + H2O HCN + OH- Kb3=10-4,65
C0 0,0050
áp dụng ĐLTDKL ta có: 10−4 ,65= x2
0,005−x ⇒ x
2
+ 10−4 ,65x−5 10−7 , 65=0
→ x=3,24.10-4 = [OH-]→ pH= 10,51
1,0
Lưu ý khi chấm:
-Nếu viết đúng phương trình phản ứng, cân bằng sai hoặc không cân bằng thì trừ nửa số điểm dành cho phương trình đó Nếu công thức viết sai thì phương trình đó không cho điểm Nếu thiếu điều kiện phản ứng trừ nửa số điểm dành cho phương trình đó.
- Bài toán và nhận biết nếu giải theo cách khác, lập luận chặt chẽ, đúng khoa học, kết quả đúng thì vẫn cho điểm tối đa như biểu điểm dành cho phần đó.
- Điểm toàn bài là tổng điểm thành phần làm tròn đến 0,25 điểm.