Huyền Hoàng – 0902013368 hoangthanhhuyen2012@gmail. com Câu I Hòa tan hoàn toàn 4,32 gam hỗn hợp A gồm Fe và Cu vào cốc đựng 24,5 gam dung dịch H 2 SO 4 đặc nóng , thu được khí B (duy nhất) và dung dịch C. Hấp thụ hết B vào nước clo dư, rồi thêm dung dịch BaCl 2 dư vào dung dịch tạo thành, thu được 18,64 gam kết tủa. Rót dung dịch C vào cốc đựng 76,3 ml nước nguyên chất ( d = 1 gam /ml) thu được dung dịch D . (a) Viết các phương trình phản ứng xảy ra . (b) Biết rằng trong C lượng H 2 SO 4 còn lại bằng 20% lượng H 2 SO 4 ban đầu , tìm nồng độ phần trăm của dung dịch H 2 SO 4 ban đầu và của mỗi chất trong dung dịch D. (a) Phản ứng giữa hỗn hợp A (Fe và Cu) với dung dịch H 2 SO 4 đặc nóng tạo ra khí B duy nhất, còn dư H 2 SO 4 : B là SO 2 và phản ứng xảy ra là: 2Fe + 6H 2 SO 4 đặc nóng  Fe 2 (SO 4 ) 3 + 6H 2 O + 3SO 2 ↑ (1) Cu + 2H 2 SO 4 đặc nóng  CuSO 4 + 2H 2 O + SO 2 ↑ (2) Hấp thụ hết B vào nước clo dư, xảy ra phản ứng: SO 2 + Cl 2 + 2H 2 O  H 2 SO 4 + 2HCl (3) Toàn bộ SO 2 bị chuyển hóa thành H 2 SO 4 . Do đó khi thêm BaCl 2 vào dung dịch tạo thành, xảy ra phản ứng: BaCl 2 + H 2 SO 4  BaSO 4 ↓ + 2HCl (4) (b) Ở (4) Toàn bộ H 2 SO 4 phản ứng hết, tạo thành kết tủa BaSO 4 với m=18,64 gam  n BaSO4 = 18,64/233 = 0.08 mol. Từ (3) và (4) suy ra n SO2 = 0.08 mol. Vậy sau khi hỗn hợp A phản ứng với H 2 SO 4 thu được 0.08 mol SO 2 Từ (1) và (2) ta có số mol H 2 SO 4 tham gia phản ứng gấp đôi số mol SO 2 tạo thành  số mol H 2 SO 4 tham gia phản ứng là 2 x 0.08 = 0.16 mol. Lượng H 2 SO 4 còn dư 20% so với lượng ban đầu  lượng H 2 SO 4 đã phản ứng bằng 4 lần lượng H 2 SO 4 còn dư  số mol H 2 SO 4 dư trong dung dịch C là 0.16/4 = 0.04 mol. Gọi số mol Fe và Cu trong A lần lượt là x và y. Ta có: m A = 4.32 = 56x + 64y n SO2 = 3x/2 + y = 0.08  x = 0.02 mol; y = 0.05 mol  n Fe2(SO4)3 = 0.01 mol; n CuSO4 = 0.05 mol. Vậy trong dung dịch C có 0.04 mol H 2 SO 4 , 0.01 mol Fe 2 (SO 4 ) 3 , 0.05 mol CuSO 4 . Huyền Hoàng – 0902013368 hoangthanhhuyen2012@gmail. com m C = m A + m dung dịch H2SO4 ban đầu –m SO2 bay ra = 4.32 + 24.5 – 0.08 x 64 = 23.7 g Rót dung dịch C vào 76.3ml nước nguyên chất thu được dung dịch D: m D = m C + m H2O = 23.7 g + 76.3ml x 1g/ml = 100 g Khối lượng các chất tan trong D bằng khối lượng các chất tan trong C: m Fe2(SO4)3 = 400 x 0.01 = 4 g m CuSO4 = 160 x 0.05 = 8 g m H2SO4 = 98 x 0.04 = 3.92 g Nồng độ % của mỗi chất tan trong dung dịch là: C% Fe2(SO4)3 = 4/100 = 4% C% CuSO4 = 8/100 = 8% C% H2SO4 = 3.92/100 = 3.92% Câu II. Hòa tan 79,92 gam hợp chất X là tinh thể muối sunfat ngậm nước của kim loại R ( chỉ có một hóa trị duy nhất ) vào nước rồi chia dung dịch thành ba phần bằng nhau. Thổi khí NH 3 dư vào phần một, lấy kết tủa nung đến khối lượng không đổi , thu được 4,08 gam chất rắn là hợp chất của R . Thêm lượng dư dung dịch Ba(NO 3 ) 2 vào phần hai, được 27,96 gam kết tủa. (a) Tìm công thức của X . R có hóa trị n. Muối sunfat của R là R 2 (SO 4 ) n . Tinh thể ngậm nước có công thức R 2 (SO 4 ) n .mH 2 O. Thổi khí NH 3 vào phần 1 dung dịch R 2 (SO 4 ) n thu được kết tủa là hydroxit của R. R 2 (SO 4 ) n + 2nNH 3 + 2nH 2 O  2R(OH) n ↓ + n(NH 4 ) 2 SO 4 (1) Kết tủa thu được R(OH) n nung đến khối lượng không đổi, thu được hợp chất của R là oxit. 2R(OH) n  R 2 O n + nH 2 O (2) Thêm Ba(NO 3 ) 2 dư vào phần 2: nBa(NO 3 ) 2 + R 2 (SO 4 ) n  nBaSO 4 ↓+ 2R(NO 3 ) n (3) Toàn bộ R 2 (SO 4 ) n tham gia phản ứng, tạo ra kết tủa BaSO 4 có m = 27.96 gam Huyền Hoàng – 0902013368 hoangthanhhuyen2012@gmail. com  n BaSO4 = 0.12 mol  số mol R 2 (SO 4 ) n trong 1 phần là: n R2(SO4)3 = 0.12/n mol Từ (1) và (2) suy ra số mol của R 2 O n tạo ra ở (2) là 0.12/n mol, ứng với khối lượng 4.08 gam ܯ ோ మ ை ೙ ൌ ݉ ோ మ ை ೙ ݊ ோ మ ை ೙ ൌ 4.08 0.12 ݊ ൌ 34݊ ܯ ோ మ ை ೙ ൌ 34݊ ൌ 2ܴ ൅ 16݊ → ܴ ൌ 9݊ Trong các kim loại, chỉ có Al thỏa mãn điều kiện này, n=3 và khối lượng nguyên tử là R=27. Vậy R là Al. (b) Cho 250 ml dung dịch KOH vào phần ba, tạo ra 2.34 gam kết tủa. Tìm nồng độ mol của dung dịch KOH. Số mol Al 2 (SO 4 ) 3 trong 1 phần dung dịch là 0.12/3 = 0.04 mol Có 2 trường hợp: Chỉ xảy ra phản ứng dưới đây, và Al 2 (SO 4 ) 3 dư, KOH hết: Al 2 (SO 4 ) 3 + 6KOH  3K 2 SO 4 + 2Al(OH) 3 ↓ (4) Kết tủa Al(OH) 3 có m=2.34 gam  n=2.34/78 =0.03 mol Từ (4) suy ra n KOH = 3n Al(OH)3 = 0.09 mol  C M dung dịch KOH = 0.09/0.25 = 0.12 M Xảy ra 2 phản ứng sau, cả Al 2 (SO 4 ) 3 và KOH đều hết: Al 2 (SO 4 ) 3 + 6KOH  3K 2 SO 4 + 2Al(OH) 3 ↓ (4) 0.04 mol – 0.24 mol 0.08 mol Al(OH) 3 + KOH  KAlO 2 + 2H 2 O (5) Sau (4) có 0.08 mol Al(OH) 3 , nhưng 1 phần bị hòa tan do (5), còn lại 0.03 mol Al(OH) 3 . Vậy số mol Al(OH) 3 tham gia phản ứng (5) là 0.08 – 0.03 = 0.05 mol. Từ (5) suy ra số mol KOH tham gia (5) là 0.05 mol  Tổng số mol KOH tham gia cả (4) và (5) là 0.24 + 0.05 = 0.29 mol  C M dung dịch KOH = 0.29/0.25 = 1.16M Huyền Hoàng – 0902013368 hoangthanhhuyen2012@gmail. com Câu III Dung dịch E chứa CuCl 2 và FeCl 2 được chia thành ba phần bằng nhau. Thổi khí H 2 S tới dư vào phần thứ nhất thu được 1,92 gam kết tủa . Thêm dung dịch NaOH dư vào phần hai, lọc lấy kết tủa rồi nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi , thu được 17,6 gam chất rắn. Cô cạn phần thứ ba, lấy chất rắn khan còn lại đem đun nóng với lượng dư H 2 SO 4 đặc , dẫn khí và hơi thu được đi qua bình đựng P 2 O 5 dư . Giả thiết các phản ứng xảy ra hoàn toàn . (a) Viết các phương trình phản ứng xảy ra. Thổi khí H 2 S tới dư vào phần thứ nhất: CuCl 2 + H 2 S  CuS↓ + 2HCl (1) Kết tủa thu được chỉ có CuS, có khối lượng là 1.92 gam. Thêm NaOH dư vào phần thứ hai: CuCl 2 + 2NaOH  Cu(OH) 2 ↓ + 2NaCl (2) FeCl 2 + 2NaOH  FeOH) 2 ↓ + 2NaCl (3) Kết tủa thu được gồm có Cu(OH) 2 và Fe(OH) 2 được nung đến khối lượng không đổi thu được: Cu(OH) 2  CuO + H 2 O (4) 2Fe(OH) 2 + 1/2O 2  Fe 2 O 3 + 2H 2 O (5) Cô cạn phần 3, lấy chất rắn khan còn lại đem đun nóng với lượng dư H 2 SO 4 đặc: CuCl 2 + H 2 SO 4 đặc nóng  CuSO 4 + 2HCl↑ (6) 2FeCl 2 + 4H 2 SO 4 đặc nóng  Fe 2 (SO 4 ) 3 + SO 2 + 2H 2 O + 4HCl↑ (7) Sau phản ứng thu được hỗn hợp khí SO 2 và HCl và hơi nước. Dẫn hỗn hợp khí và hơi nước. qua bình đựng P 2 O 5 dư. P 2 O 5 + 3H 2 O  2H 3 PO 4 (8) Toàn bộ hơi nước bị hấp thụ hết, khí đi ra khỏi bình gồm có HCl và SO 2 . (b) Tính số lít khí (đktc) đi ra khỏi bình P 2 O 5 . Từ (1) thu được 1.92 g CuS  n CuS = 1.92/96 = 0.02 mol  số mol CuCl 2 trong 1 phần dung dịch E là n CuCl2 = 0.02 mol. Từ (2), (3), (4), (5) ta có: n CuO = n CuCl2 = 0.02 mol  m CuO = 0.02 x 80 = 1.6 g Khối lượng chất rắn thu được gồm CuO, Fe 2 O 3 là 17.6 gam  m Fe2O3 = 17.6 – 1.6 = 11 gam Huyền Hoàng – 0902013368 hoangthanhhuyen2012@gmail. com  Số mol Fe 2 O 3 là n Fe2O3 = 11/160 = 0.06875 mol  Số mol FeCl 2 là n FeCl2 = 2n Fe2O3 = 0.1375 mol Từ (6) và (7) ta có: n SO2 = n FeCl2 /2 = 0.06875 mol n HCl =2n CuCl2 + 2n FeCl2 = 0.1775 mol  V khí = 0.1775 x 22.4 = 3.976 (lít). Câu IV Hợp chất hữu cơ F (chứa C, H, O) . Lấy 1,8 gam chất F hòa tan vào dung môi trơ, rồi cho tác dụng hết với natri vừa đủ, thu được số mol hiđro bằng số mol F. Cô cạn hỗn hợp sau phản ứng, thu được 2,68 gam chất rắn khan. Viết công thức cấu tạo mọi chất mạch hở thỏa mãn các tính chất trên của F. F phản ứng với Na  F có nhóm chức alcol –OH hoặc -COOH axit. Mỗi mol nhóm chức này phản ứng với Na cho ½ mol H 2 : -OH + Na  -ONa + ½ H 2 ↑ -COOH + Na  -COONa + ½ H 2 ↑ F phản ứng Na thu được số mol H 2 bằng số mol F  F có 2 nhóm chức –OH/COOH. Từ 1.8g F phản ứng với Na tạo ra 2.68 g muối, khối lượng muối tăng lên so với khối lượng axit/rượu ban đầu 2.68 – 1.8 = 0.88 (g). Từ 1 mol nhóm –OH hay –COOH, tạo ra 1 mol –ONa hoặc –COONa, khối lượng muối tăng lên so với khối lượng axit/rượu ban đầu do sự thế 1 nguyên tử H bằng 1 nguyên tử Na, khối lượng tăng thêm: M Na – M H = 23 -1 = 22 g/mol nhóm chức. Vậy ứng với 0.88 gam khối lượng tăng, số mol nhóm chức trong 1.8g F là: 0.88/22=0.04 mol. Mà 1 phân tử F có 2 nhóm chức axit/rượu  số mol phân tử F là 0.04/2 = 0.02 mol. 1.8 g F tương ứng với 0.02 mol  khối lượng phân tử của F là 1.8g/0.02mol = 90 g/mol. 1 phân tử F có 2 nhóm chức OH/COOH, 1 phân tử F có tối thiếu 2 nguyên tử O, 2 nguyên tử H  khối lượng phần còn lại là 90-34=56 g/mol. Vậy phân tử có tối đa 4 nguyên tử C. F có công thức phân tử dạng C m H n O k (OH) 2 . M F = 12m + n + 16k + 34 = 90  12m + n + 16k = 56 Huyền Hoàng – 0902013368 hoangthanhhuyen2012@gmail. com - Xét m=1  n+16k = 44. K nhận giá trị tối đa là 2 nên n nhận giá trị tối thiểu 12, không phù hợp. - Xét m=2  n+16k = 32, k=2; n=0 vì nếu k<2 thì n nhận giá trị tối thiểu 16, không phù hợp (m=2, n<6). Vậy ta có hợp chất C 2 O 2 (OH) 2 hay C 2 O 4 H 2 . Đó là axit oxalic HOOC-COOH. - Xét m=3  n+16k = 20  n=4, k=1. Ta có C 3 H 4 O(OH) 2 . Công thức cấu tạo duy nhất có thể chính là HOOC-CH 2 -CH 2 -OH. - Xét m = 4  n+16k = 8  n=8, k=0. Ta có C 4 H 8 (OH) 2 . Ta có: CH 2 OH-CH(OH)-CH 2 -CH 3 CH 2 OH-CH 2 -CH(OH)-CH 3 CH 2 OH-CH 2 -CH 2 -CH 2 OH CH 3 -CH(OH)-CH(OH)-CH 3 CH 2 OH-C(OH)(CH 3 )-CH 3 CH 2 OH-CH(CH 3 )-CH 2 OH Câu V Có hai hợp chất hữu cơ Y và Z . Tỷ khối hơi của Z so với Y bằng 0,5 , còn tỷ khối hơi của Y so với không khí nhỏ hơn 7,4 . Khi đốt cháy hoàn toàn 0,72 gam mỗi chất , sản phẩm chỉ gồm 672 ml khí CO 2 ( đktc) và 0,36 gam nước . Biết mỗi chất chỉ chứa một loại nhóm chức , Z mạch hở và phản ứng được với dung dich NaOH . Phản ứng của Y với NaOH chỉ tạo ra một sản phẩm duy nhất Y 1 và số mol Y 1 tạo ra bằng hai lần số mol Y phản ứng . (a) Xác định CTPT , viết CTCT của Y và Z . d Z/Y = 0.5  M Z /M y = 0.5  M Y = 2M Z . Không khí chứa xấp xỉ 80% N 2 và 20% O 2 , khối lượng phân tử gần đúng của không khí là: M không khí = 0.8 x 28 + 0.2 x 32 = 22.4 + 6.4 = 28.8 g/mol. d Y/không khí <074  M Y < 7.4 x 28.8 < 214 g/mol. Đốt cháy hoàn toàn 0.72 gam mỗi chất, sản phẩm chỉ gồm 672ml khí CO 2 (0.03 mol) và 0.36 gam nước (0.02 mol). Như vậy trong Y, Z chỉ có thể có thêm O ngoài C, H 0.72 gam mỗi chất chứa 0.03 mol C, 0.04 mol H  m O = 0.72 – 0.03 x 12 – 0.04 x 1 = 0.32g  n O = 0.02 mol. Vậy n C :n H :n O = 0.03 : 0.04 : 0.02 = 3:4:2 ở cả 2 hợp chất Y và Z. Công thức phân tử đơn giản nhất của 2 hợp chất là C 3 H 4 O 2 . Nếu Z là (C 3 H 4 O 2 ) n thì Y là (C 3 H 4 O 2 ) 2n do M Y = 2M Z . Do M Y < 214  2n<3  n=1. Huyền Hoàng – 0902013368 hoangthanhhuyen2012@gmail. com Z là C 3 H 4 O 2 ; Y là C 6 H 8 O 4 . Z không thể là đa ancol vì Z có 2 liên kết không no trong phân tử, mà nhóm –OH gắn với C có liên kết không no (C=C hay C≡C không bền, bị chuyển hóa thành hợp chất khác). Vậy Z phải là axit cacboxylic, Z là C 2 H 3 COOH hay CH 2 =CH-COOH (axit acrylic). Y là C 6 H 8 O 4 , 1 mol Y phản ứng với NaOH thu được 2 mol Y 1 là sản phẩm duy nhất. Vậy Y chỉ có thể là 1 anhydrit cacboxylic dạng (RCO) 2 O hay một per anhydrit cacboxylic axit dạng (RCO) 2 O 2 . Tuy nhiên, với 4 nguyên tử O trong phân tử, dạng 2 phù hợp Y là: (C 3 H 4 O 2 ) 2 O 2 hay (C 2 H 5 COO) 2 O 2 . CH 3 -CH 2 -CO-O-O-CO-CH 2 -CH 3 . (b) Viết các phương trình phản ứng của NaOH với mỗi chất Y và Z CH 2 =CH-COOH + NaOH  CH 2 =CH-COONa + H 2 O CH 3 -CH 2 -CO-O-O-CO-CH 2 -CH 3 + 2NaOH  2CH 3 -CH 2 -COONa + H 2 O 2 Câu VI : A là ancol C q H z OH , B là axit C p H t COOH. Trộn a gam A với b gam B rồi chia thành ba phần bằng nhau. Cho phần một phản ứng với Na tạo ra 3,36 lít khí (đktc). Đốt cháy hoàn toàn phần hai, thu được 39,6 gam CO 2 . Đun nóng phần ba với một ít H 2 SO 4 làm xúc tác, thu được 10,2 gam este với hiệu suất 100% . Đốt cháy hoàn toàn 5,1 gam este tạo ra 11 gam CO 2 và 4,5 gam H 2 O . Xác định công thức của A , B và tính giá trị của a , b . Phần I phản ứng với Na tạo ra 3.36 (l) khí: -OH + Na  -ONa + ½ H 2 ↑ -COOH + Na  -COONa + ½ H 2 ↑ Khí bay ra là H 2 , n H2 = 3.36/22.4 = 0.15 mol.  Tổng số mol rượu và axit trong 1 phần hỗn hợp là: n A + n B = 2n H2 = 0.3 mol (1) Đốt cháy phần 2, thu được 39.6 g CO 2 (39.6/44 = 0.9 mol) 1 mol A  q mol CO 2 1 mol B  p+1 mol CO 2  n CO2 = 0.9 mol = qn A + (p+1)n B (2) Đun nóng phần 3 với 1 ít H 2 SO 4 làm xúc tác, xảy ra phản ứng este hóa, thu được 10.2 gam este. C q H z OH + C p H t COOH  C p H t COOC q H z + H 2 O (3) Đốt nóng 5.1 gam este tạo ra 11 g CO 2 (0.25 mol) và 4.5 gam H 2 O (0.25 mol). 5.1 gam este chứa 0.25 mol C và 0.5 mol H hay 3g C và 0.5 g H  khối lượng O trong 5.1 gam este là 5.1 – 3 – 0.5 = 1.6 g  n O = 0.1 mol. Huyền Hoàng – 0902013368 hoangthanhhuyen2012@gmail. com Tỉ lệ số mol giữa các nguyên tố trong este là: n C :n H :n O = 0.25:0.5:0.1 = 5:10:2 Este chỉ có 2 nguyên tử O trong phân tử, do đó công thức phân tử của este cũng là công thức đơn giản nhất C 5 H 10 O 2 . Vậy số mol este tạo ra ở (3) là 10.2/102 = 0.1 mol. Phản ứng xảy ra hoàn toàn, 1 trong 2 chất rươu hoặc axit dư (do tổng số mol alcol và axit là 0.3 mol, chất còn lại phản ứng hết (chỉ có 0.1 mol trong 1 phần hỗn hợp ban đầu). Vậy hoặc n A = 0.2; n B = 0.1 hoặc n A = 0.1; n B = 0.2. Đốt cháy phần 2 thu được 0.9 mol CO 2  phần 2 có 0.9 mol nguyên tố C 10.2 g este chứa 0.5 mol C Sự khác nhau 0.9-0.5 = 0.4 mol C có là do este thiếu hụt đi phần C có trong 0.1 mol A hoặc B dư sau phản ứng este hóa. Nói cách khác 0.1 mol chất dư chứa 0.4 mol C  chất dư đó phải có 4C trong phân tử. Phân tử chất còn lại do đó chỉ có 1C (do 1 phân tử este có cùng số nguyên tử C với 2 phân tử A và B cộng lại, 5C). Vậy hoặc A là C 4 H 9 OH, B là HCOOH; hoặc A là CH 3 OH, B là C 3 H 7 COOH. Trường hợp 1: A là C 4 H 9 OH, B là HCOOH Thay q = 4, p=0 vào (2), ta có: 4n A + n B = 0.9, kết hợp với (1) suy ra n A = 0.2 mol; n B = 0.1 mol. Khi đó: a = 0.2 x 74 = 14.8 (g); b = 0.1 x 46 = 4.6 (g) Trường hợp 2: A là CH 3 OH, B là C 3 H 7 COOH. Thay q = 1, p=3 vào (2), ta có: n A + 4n B = 0.9, kết hợp với (1) suy ra n A = 0.1 mol; n B = 0.2 mol. Khi đó: a = 0.1 x 32 = 3.2 (g); b = 0.2 x 88 = 17.6 (g) . = 4 /100 = 4% C% CuSO4 = 8 /100 = 8% C% H2SO4 = 3.92 /100 = 3.92% Câu II. Hòa tan 79,92 gam hợp chất X là tinh thể muối sunfat ngậm nước của kim loại R ( chỉ có một hóa trị duy nhất ) vào. công thức đơn giản nhất C 5 H 10 O 2 . Vậy số mol este tạo ra ở (3) là 10. 2 /102 = 0.1 mol. Phản ứng xảy ra hoàn toàn, 1 trong 2 chất rươu hoặc axit dư (do tổng số mol alcol và axit là 0.3 mol,. gam  m Fe2O3 = 17.6 – 1.6 = 11 gam Huyền Hoàng – 0902013368 hoangthanhhuyen2012@gmail. com  Số mol Fe 2 O 3 là n Fe2O3 = 11/ 160 = 0.06875 mol  Số mol FeCl 2 là n FeCl2 = 2n Fe2O3