Đang tải... (xem toàn văn)
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]
(1)SỞ GD&ĐT THANH HOÁ TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN ĐỀ CHÍNH THỨC 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) Câu I (5,5 điểm) A, B là hai nguyên tố không phải là hiđro Tổng số hạt proton, nơtron, electron ABx nhiều AxB là hạt (x là số nguyên dương) Trong phân tử AB x; A chiếm 30,435% khối lượng và số hạt mang điện B nhiều A là 18 Xác định A,B và viết CTCT ABx và AxB Có dung dịch đánh số từ đến 5, đó là dung dịch Ba(NO 3)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 tạo kết tủa trắng với dung dịch 3; - Dung dịch tạo kết tủa trắng với dung dịch - Dung dịch tạo kết tủa trắng với dung dịch 1; - Dung dịch tạo kết tủa trắng với dung dịch 1; 2; Kết tủa sinh dung dịch và dung dịch bị phân huỷ nhiệt độ cao, tạo oxit kim loại Cho cẩn thận kim loại Ca vào dung dịch HNO loãng thu dung dịch X chứa hai chất tan và hỗn hợp Y gồm hai khí không màu, không hoá nâu không khí Cho dung dịch X tác dụng với Al dư dung dịch Z và hỗn hợp khí T chứa hai khí không màu, không hoá nâu không khí Dung dịch Z tác dụng với dung dịch Na 2CO3 tạo thành kết tủa G Viết các phương trình hoá học xảy (nếu có) Câu II (5 điểm) Nêu 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) Từ metan và các chất vô cơ, điều kiện có đủ hãy viêt phương trình điều chế: a, vinyl axetat b, m- nitrophenol Hoàn thành sơ đồ hoá học sau (biểu diến CTCT và ghi rõ điều kiện 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 trên phản ứng với AgNO 3/NH3, đó E là hiđrocacbon Câu III (4,5 điểm) Lấy 5,2 gam hỗn hợp FeS2 và Cu2S tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO3 thì thu dung dịch chứa muối và 12,208 lít hỗn hợp NO và SO2 (đktc) Xác định % khối lượng FeS2 hỗn hợp ban đầu 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 dung dịch Y và 2,688 lít (đktc) hỗn hợp khí E gồm NO và khí X không màu; dE/H2 = 26,34 a, Tính % khối lượng kim loại X b, Tính khối lượng muối dung dịch Y (2) Câu IV (5,0 điểm) Hỗn hợp X gồm anđêhit đơn chức Cho 13,48g X tác dụng hoàn toàn với AgNO dư dung dịch NH3 thì thu 133,04g kết tủa Mặt khác, cho 13,48g X tác dụng hết với H2 (Ni, t0) thu hỗn hợp Y Cho Y tác dụng với Na dư thu 3,472 lít H (đktc) Hãy xác định công thức cấu tạo và % khối lượng anđêhit hỗn hợp X Lấy 1,22 gam este X chức phản ứng vừa đủ với 200ml dung dịch KOH 0,1M Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu phần có nước và phần rắn là 2,16 gam hỗn hợp muối Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp muối này thu 2,64 gam CO 2; 0,54 gam H2O và a gam K2CO3 a, Tìm a b, Xác định công thức phân tử và công thức cấu tạo X, biết M X < 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 Câu Ý Nội dung Điểm Theo bài ra, ta có: [(2ZA + NA) + (2ZB + NB).x ] - [(2ZA + NA).x + (2ZB + NB) ] = (x-1)(2ZB + NB – 2ZA – NA) = 3………………………………………… 0,25 0,5 (3) x 1 2Z B N B 2Z A N A 3 x 3 2Z B N B 2Z A N A 1 (Hệ 1) 0,25 (Hệ 2) ………………………………… Mặt khác, phân tử ABx: ZA NA 30, 435 Z A N A x(Z B N B ) 100 và x ZB - 2ZA = 18 ……………… Xét hệ 1: x – = x = 2, đó suy ra: NB = 7ZB – 48, và ZB NB 1,5ZB ZB 8,727 ZB = (B là Oxi), ZA = (A là Nitơ) Vậy công thức ABx là NO2, AxB là N2O………………………… CTCT: O NO2 : N N2O: N N O N N=O O Xét hệ 2: x – = x = 4, làm tương tự suy ra: ZB 2,04 và ZB 1,77 vô lí loại……………………………………………………………………… Trích dung dịch ít mẫu thử và đánh số thứ tự tương ứng Lấy tứng mẫu thử cho vào các mẫu thử còn lại, quan sát tượng qua bảng sau:……………………………………………………………… Ba(NO3)2 Na2CO3 MgCl2 K2SO4 Na3PO4 Ba(NO3)2 x x trắng trắng trắng Na2CO3 x x x trắng trắng MgCl2 x x x trắng trắng K2SO4 x x x x trắng Na3PO4 x x x trắng trắng Từ đó suy ra: dung dịch là Ba(NO3)2, dung dịch là MgCl2 Do dung dịch có khả tạo kết tủa với dung dịch và nên dung dịch là K2SO4, dung dịch và có thể nhận là Na 2CO3 Na3PO4 Kết tủa sinh dung dịch và dung dịch bị phân huỷ nhiệt độ cao, tạo oxit kim loại nên dung dịch là Na 2CO3 và dung dịch là dung dịch Na3PO4 …………………………………………… 0,25 0,25 0,25 0,5 0,75 Các phản ứng có thể xảy ra: 4Ca(NO3)2 + N2O + 5H2O 4Ca + 10HNO3 5Ca(NO3)2 + N2 + 6H2O 5Ca + 12HNO3 4Ca(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O 4Ca + 10HNO3 Ca(OH)2 + H2 Ca + 2H2O 0,5 TH1: dung dịch X gồm Ca(NO3)2 và HNO3 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O 8Al + 30HNO3 10Al(NO3)3 + 3N2 + 18H2O 10Al + 36HNO3 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O 8Al+ 30HNO3 Dung dịch Z gồm Al(NO3)3 , Ca(NO3)2 có thể có NH4NO3 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaNO3 2Al(NO3)3 + 3Na2CO3 + 3H2O CaCO3 + 2NaNO3 Ca(NO3)2 + Na2CO3 TH 2: Dung dịch X gồm Ca(NO3)2 và Ca(OH)2 Ca(AlO2)2 + 3H2 2Al + Ca(OH)2 + 2H2O 1,0 (4) 8Ca(AlO2)2 + 6NH3 16Al + 5Ca(OH)2 + 4H2O + 3Ca(NO3)2 Dung dịch Z tác dụng với Na2CO3: CaCO3 ………………………………………………… Ca2+ + CO32- TH3: Dung dịch X chứa Ca(NO3)2 và NH4NO3 : Khi cho Al vào X thì không xảy phản ứng Vậy trường hợp này loại…………………………………… II a, Hiện tượng: - Dung dịch KMnO4 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 màu đồng thời có kết tủa trắng xuất - 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 0,75 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 PTHH: 1500 C , LLN C2H2 + 3H2 2CH4 2 Hg ,80 C C2H2 + H2O CH3CHO 2 Mn 2CH3COOH…………… 2CH3CHO + O2 a, Điều chế vinylaxetat 0,5 0,25 H CH3COOH + C2H2 CH3COOCH=CH2……… b, m- nitrophenol C ,600 C C6H6 (benzen) 3C2H2 Fe + Cl2 Cl HCl H Cl + HO-NO2 Cl + H2O NO 300 C ,200 atm Cl + NaOH(đặc) NO2 NO2 ONa + HCl NO2 PTHH (1) ONa +NaCl + H2O 1,0 OH + NaCl……………… NO2 C6H12O6 (glucozơ) 6HCHO 0,5 0,25 0,25 (5) Hg 2 ,800 C (2) C2H2 + H2O CH3CHO H (3) HCOOCH=CH2 + H2O HCOOH + CH3CHO (4) Mn HCHO + O2 2 (5) III HCOOH + CH Đặt: nFeS2 x, nCu2 S y n , 0,25 0,5 HCOOH H CH HCOOCH=CH2 0,545(mol ) 120x + 160y = 5,2 (1)……………………………………… Trường hợp 1: hai muối tạo là muối nitrat Fe(NO3)3 và Cu(NO3)2; đó toàn S FeS2 và Cu2S chuyển thành SO2 QT OXH QT K 3+ 4+ FeS2 Fe + 2S + 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 FeS2 là: 0, 0404.120 100% 93, 23% 5, …………………………… 0,25 0,25 0,5 Trường hợp 2: Hai muối tạo là hai muối sunfat Fe2(SO4)3 và CuSO4 Quy đổi hỗn hợp thành Fe, Cu và S, đó: Áp dụng ĐLBT nguyên tố, ta có: Fe a Đặt nCu x, nAl y ( x, y 0) 64 x 27 y 4,82(1) ……………………… 0,25 Theo bài ta có: nSO2 0, 04.15 0, 6mol , nNO 0, 04.1mol 0,25 …………………………………… Xét hỗn hợp E có: nE = 0,12 mol, ME = 52,68 Do E có NO (MNO < 52,68) nên khí X không màu là sản phẩm khử H2SO4 và HNO3 có thể là N2, N2O, SO2 Vậy X là SO2 (MX = 64> 52,68) n a, nSO2 b(a, b 0) Đặt NO a b 0,12 a 0, 04 b 0, 08 ………………………………… Ta có hpt 30a 64b 52, 68.2 0,25 Do đó: QT OXH 2 Cu Cu 2e x 2x 3 QT K 5 2 6 4 N 3e N 0,12 0,04 Al Al 3e S 2e S 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 %Cu 100% 66,39% 4,82 % Al 33, 61% …………………………………… 0,5 0,5 (6) n nNO 0, 04mol , nSO2 nSO2 b Ta nhận thấy NO nên dung dịch Y chứa hai muối sunfat 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: mCuSO4 0, 05.160 8( g ) mAl IV 0,25 0,25 0,25 o t (CAg C)tR-COONH4 + 2Ag + (2 + t)NH4NO3 b 2b 108(4a +2b) + (132 t + R + 62)b = 133,04 (3)………………………… 5, 06 Giải (1),(2), (3) ta có : b = 153 107.t 5, 06 Do b < 0,31 => 153 107.t < 0,31 => t < 1,277 => t = t = 1…… 5, 06 * Nếu t = => b = 153 => a = 42,37/153 Thay vào (2), ta R = 127,39 (không nguyên) loại 5, 06 * Nếu t = => b = 153 107 = 0,11 => a= 0,2……………………………… Thay vào (2) => R = 14 ; R là nhóm CH2 Vậy andehit thứ là : CH C-CH2-CHO % khối lượng: 0, 2.30 % HCHO = 13, 48 100% = 44,51% b 0,5 0, 03.342 10, 26( g ) ………………………… 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 cho Y tác dụng với Na dư luôn nửa Y 3, 472 13, 48 nX 2nH 2 0,31 mol M X 43, 48 22, 0,31 Trong X chứa anđehit có phân tử khối nhỏ 43,48 anđehit đó phải là HCHO…………………………………………………………………… Gọi công thức anđêhit còn lại là (CH C)tR-CHO (t 0) Đặt số mol HCHO và (CH C)tR-CHO là a và b a + b = 0,31 (1) 30a + (25t + R + 29)b = 13,48 (2)…………………………………… Phương trình hóa học: to HCHO + 4AgNO3 + 6NH3 + 2H2O (NH4)2CO3 + 4NH4NO3 + 4Ag a 4a to (CH C)tR-CHO + (2 + t)AgNO3 + (3+t)NH3 + H2O ( SO4 )3 0,25 % CH C-CH2-CHO = 100% - 44,51% = 55,49% Nhận xét : Khi cho este tác dụng với KOH cho : * H2O ( Gồm H2O dung dịch + H2O sinh ( 0,18 g) * Hai muối + O2 → CO2 + H2O + K2CO3 (2,16 g) 0,06 mol 0,03 mol 0,01 mol K KOH chính là K K2CO3 n K =nKOH=0,2 0,1=0 , 02( mol) 0,5 0,25 0,5 0,5 (7) nK2CO3 0, 01 mol m K CO 138.0, 01 1,38 gam ⇒ a gam = 1,38 gam 2, 64 nCO = =0 , 06( mol) 44 ,54 nH O= =0 , 03( mol) 18 mC X mC CO2 mC K 2CO3 = 12.0,07=0,84 (gam) 0,5 2 X + KOH → 2,16 gam hai muối + H2O 1,22 g 0,02 mol mH O=1 , 22+56 ,02 −2 , 16=0 ,18 (g) mH X mH H 2O mH KOH ,18 +2 , 03) −1 2=0 , 06(gam) = ( mO=1 , 22− , 84 −0 , 06=0 , 32(gam) , 84 , 06 , 32 x : y : z= : : =7 :6 :2 12 16 X : (C7H6O2)n vì MX < 140 suy n= X : công thức phân tử C7H6O2 Công thức cấu tạo : H - C- O - C6H5 O 0,5 0,5 0,5 0,5 (8)