SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HSG LỚP 11 THPT NĂM HỌC 2012-2013 ĐỀ THI MÔN: HÓA HỌC (Dành cho học sinh THPT không chuyên) Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian phát đề Câu 1. 1. Viết phương trình hóa học xảy ra khi: a. Nhỏ dung dịch H 2 SO 4 đặc vào đường saccarozơ. b. Phản ứng nổ của thuốc nổ đen. c. Sục khí Cl 2 dư vào dung dịch FeBr 2. d. Sục khí Cl 2 vào dung dịch KOH. e. Cho Au vào nước “cường thủy”. 2. Hãy chọn các chất thích hợp và viết các phương trình phản ứng hoàn thành sơ đồ biến hóa sau: ( +(X)+ +(X) +(X)+ +(Y) (A) (B) (D) (P) +(Y) (M) N) (Q) (R) → → ¬  ¬  ↓ ↓ ↓ ↓ → → Cho biết: - Các chất (A), (B), (D) là hợp chất của natri. - Các chất (M), (N) là hợp chất của nhôm. - Các chất (P), (Q), (R) là hợp chất của bari. - Các chất (N), (Q), (R) không tan trong nước. - (X) là chất khí không mùi, làm đục dung dịch nước vôi trong. - (Y) là muối của natri, dung dịch (Y) làm đỏ quỳ tím. Câu 2. 1. Không dùng thêm thuốc thử, hãy trình bày cách phân biệt 5 dung dịch sau: NaCl, NaOH, NaHSO 4 , Ba(OH) 2 , Na 2 CO 3. 2. Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol chất hữu cơ D, sản phẩm chỉ gồm 4,48 lít khí CO 2 (ở đktc) và 5,4 gam H 2 O. Viết công thức cấu tạo các chất thỏa mãn tính chất trên của D (chỉ xét các nhóm chức trong chương trình). Câu 3. Cho 10,62 gam hỗn hợp gồm Fe, Zn vào 800 ml dung dịch hỗn hợp X gồm NaNO 3 0,45M và H 2 SO 4 0,9M. Đun nóng cho phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y và 3,584 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, đo ở đktc). Dung dịch Y hòa tan tối đa m 1 gam bột Cu và thu được V lít khí NO (đktc, sản phẩm khử duy nhất của NO 3 − ). 1. Tính phần trăm về khối lượng từng kim loại trong hỗn hợp ban đầu. 2. Tính giá trị của m 1 và V. 3. Cho m 2 gam Zn vào dung dịch Y (tạo khí NO là sản phẩm khử duy nhất của NO 3 − ), sau phản ứng thu được 3,36 gam chất rắn. Tính giá trị của m 2 . Câu 4. 1. Hợp chất A có dạng M 3 X 2 . Khi cho A vào nước, thu được kết tủa trắng B và khí C là một chất độc. Kết tủa B tan được trong dung dịch NaOH và dung dịch NH 3 . Đốt cháy hoàn toàn khí C rồi cho sản phẩm vào nước dư, thu được dung dịch axit D. Cho từ từ D vào dung dịch KOH, phản ứng xong thu được dung dịch E chứa 2 muối. Dung dịch E phản ứng với dung dịch AgNO 3 cho kết tủa màu vàng F tan trong axit mạnh. Lập luận để chọn công thức hóa học đúng cho chất A. Viết các phương trình phản ứng xảy ra. Biết M và X đều là những đơn chất phổ biến. 2. Một loại xăng có chứa 4 ankan với thành phần về số mol như sau: 10% heptan, 50% octan, 30% nonan và 10% đecan. Hãy tính xem một xe máy chạy 100 km tiêu thụ hết 2,0 kg loại xăng nói trên thì đã tiêu thụ hết bao nhiêu lít oxi không khí, thải ra môi trường bao nhiêu lít khí cacbonic và bao nhiêu nhiệt lượng, giả thiết rằng nhiệt đốt cháy của xăng là 5337,8 kJ/mol, năng lượng giải phóng ra có 80% chuyển thành cơ năng còn 20% thải vào môi trường, các thể tích khí đo ở 27,3 0 C và 1atm, các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Câu 5. Nung 9,28g hỗn hợp A gồm FeCO 3 và một oxit sắt trong không khí đến khối lượng không đổi. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 8g một oxit sắt duy nhất và khí CO 2 . Hấp thụ hết lượng khí CO 2 vào 300 ml dung dịch Ba(OH) 2 0,1M, kết thúc phản ứng thu được 3,94 gam kết tủa. 1. Tìm công thức hóa học của oxit sắt. 2. Cho 9,28 gam hỗn hợp A tác dụng với dung dịch HCl dư, sau khi các phản ứng kết thúc thu được dung dịch B. Dẫn 448 ml khí Cl 2 ( đktc) vào B thu được dung dịch D. Hỏi D hòa tan được tối đa bao nhiêu gam Cu ? Hết Thí sinh không được sử dụng tài liệu. Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm. Họ và tên thí sinh:……….……… …….…….….….; Số báo danh………………. SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC KỲ THI CHỌN HSG LỚP 10 THPT NĂM HỌC 2012-2013 ĐÁP ÁN MÔN: HÓA HỌC (Đáp án có 04 trang) (Dành cho học sinh THPT không chuyên) I. LƯU Ý CHUNG: - Hướng dẫn chấm chỉ trình bày một cách giải với những ý cơ bản phải có. Khi chấm bài học sinh làm theo cách khác nếu đúng và đủ ý thì vẫn cho điểm tối đa. - Điểm toàn bài tính đến 0,25 và không làm tròn. II. ĐÁP ÁN: Câu Ý Nội dung trình bày Điểm 1 1 1,0 điểm a. H 2 SO 4(đặc) + C 12 H 22 O 11 → 12C + H 2 SO 4 .11H 2 O C + 2H 2 SO 4(đặc) → CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O b. 2 KNO 3 + 3C + S o t C → K 2 S + N 2 + 3CO 2 c. 3 Cl 2 + 2 FeBr 2 → 2 FeCl 3 + 2 Br 2 Có thể có: 5Cl 2 + Br 2 + 6H 2 O → 10HCl + 2HBrO 3 Cl 2 + H 2 O ƒ HCl + HClO d. Cl 2 + 2KOH → KCl + KClO + H 2 O 3Cl 2 + 6KOH o o t C > 75 C → 5 KCl + KClO 3 + 3H 2 O e. Au + 3HCl + HNO 3 → AuCl 3 + NO + 2H 2 O 1,0 2 1,0 điểm – khí X là CO 2 , muối Y là NaHSO 4 , A là NaOH; B là Na 2 CO 3 ; D là NaHCO 3 ; P là Ba(HCO 3 ) 2 ; R là BaSO 4 ; Q là BaCO 3 ; M là NaAlO 2 ; N là Al(OH) 3 . - Pthh: 2NaOH + CO 2 → Na 2 CO 3 + H 2 O Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O → 2NaHCO 3 NaHCO 3 + NaOH → Na 2 CO 3 + H 2 O 2NaOH + 2Al + 2 H 2 O → 2 NaAlO 2 + 3H 2 NaAlO 2 + CO 2 + 2 H 2 O → Al(OH) 3 ↓ + NaHCO 3 3Na 2 CO 3 + 2AlCl 3 + 3H 2 O → 2Al(OH) 3 ↓ + 6NaCl + 3CO 2 2NaHCO 3 + Ba(OH) 2 → BaCO 3 + Na 2 CO 3 + 2H 2 O BaCO 3 + 2NaHSO 4 → BaSO 4 + Na 2 SO 4 + CO 2 + H 2 O Ba(HCO 3 ) 2 + 2NaHSO 4 → BaSO 4 + Na 2 SO 4 + 2CO 2 + 2H 2 O Ba(HCO 3 ) 2 + Na 2 SO 4 → BaSO 4 + 2NaHCO 3 1,0 2 1 1,0 điểm - Trộn lẫn các cặp mẫu thử ta thu được hiện tượng như sau : NaCl NaOH NaHSO 4 Ba(OH) 2 Na 2 CO 3 NaCl - - - - NaOH - - - - NaHSO 4 - - ↓ trắng ↑ không màu Ba(OH) 2 - - ↓ trắng ↓ trắng Na 2 CO 3 - - ↑ không màu ↓ trắng *Chú thích : - không hiện tượng ↓ : có kết tủa ; ↑ : có khí 0,25 *Luận kết quả : • Mẫu thử tạo kết tủa với 2 trong 4 mẫu khác là Ba(OH) 2 • 2 mẫu tạo kết tủa với Ba(OH) 2 là Na 2 CO 3 , NaHSO 4 (nhóm I) Na 2 CO 3 + Ba(OH) 2 → BaCO 3 ↓ + 2 NaOH 0.25 2NaHSO 4 + Ba(OH) 2 → BaSO 4 ↓ + Na 2 SO 4 + 2H 2 O • 2 mẫu không tạo kết tủa với Ba(OH) 2 là NaOH, NaCl (nhóm II) - Lọc 2 kết tủa ở trên lần lượt cho vào 2 mẫu nhóm I : mẫu nào có sủi bọt khí là NaHSO 4 , còn mẫu không sinh khí là Na 2 CO 3 . 2NaHSO 4 + BaCO 3 → BaSO 4 ↓ + Na 2 SO 4 + CO 2 ↑ + H 2 O 0.25 - Thêm ít giọt dung dịch NaHSO 4 vào hai mẫu (dư) ở nhóm II, sau đó cho tiếp kết tủa thu được ở trên (BaCO 3 ) vào. Nếu xuất hiện khí là mẫu NaCl, còn lại là NaOH không xuất hiện khí. NaOH + NaHSO 4 → Na 2 SO 4 + H 2 O Do NaOH dư nên =>NaHSO 4 hết nên không tạo khí với BaCO 3 0,25 2 1,0 điểm Đặt công thức phân tử tổng quát của D là C x H y O z . C x H y O z + ) 24 ( zy x −+ O 2 → x CO 2 + 2 y H 2 O 0,1 0,2 0,3 Có: n CO2 = 4,48 : 22,4 = 0,2 mol ; n H2O = 5,4: 18 = 0,3 mol Có: 0,1x = 0,2; => x = 2 ; 0,1y/2 = 0,3; => y = 6 Nếu z = 0, CTPT của D là C 2 H 6 , D có một đồng phân: CH 3 -CH 3 . Nếu z = 1, CTPT của D là C 2 H 6 O, D có hai đồng phân: C 2 H 5 OH và CH 3 -O-CH 3 . Nếu z = 2, CTPT của D là C 2 H 6 O 2 , D có hai đồng phân: HOCH 2 -CH 2 OH và CH 3 -O- CH 2 OH. 0,25 0,25 0,25 0,25 3 1 1,0 điểm Số mol NaNO 3 = 0,36 mol số mol H 2 SO 4 = 0,72 mol => số mol H + = 1,44 mol Ta có các bán phản ứng: NO 3 - + 4H + + 3e → NO + 2H 2 O (1) (mol): 0,16 ← 0,64 ← 0,48 ← 0,16 Số mol NO = 0,16 mol => H + và NO 3 - dư, kim loại phản ứng hết. Số mol NO 3 - phản ứng = 0,16 mol; số mol H + phản ứng = 0,64 mol Fe → Fe 3+ + 3e (1) Zn → Zn 2+ + 2e (2) Gọi số mol Fe là x mol, số mol Zn là y mol Theo khối lượng hỗn hợp ban đầu ta có phương trình 56 x + 65 y = 10,62 (I) Theo định luật bảo toàn electron ta có phương trình 3x + 2y = 0,16.3 (II) Giải hệ phương trình (I), (II) ta có: x = 0,12 và y = 0,06 mol m Fe = 0,12.56 = 6,72 g => % m Fe = 63,28%  % m Zn =100% - 63,28 % = 36,72 % 0.5 0,5 Dung dịch Y có 0,2 mol NO 3 - ; 0,8 mol H + ; 0,12 mol Fe 3+ ; 0,06 mol Zn 2+ , khi thêm bột Cu vào dung dịch Y: 3Cu + 8H + + 2NO 3 - → 3Cu 2+ + 2NO + 4 H 2 O (3) (mol): 0,3 ← 0,8 ← 0,2 → 0,2 2Fe 3+ + Cu → 2Fe 2+ + Cu 2+ (4) 0,12 → 0,06 0,5 Từ phản ứng (3), (4) có tổng số mol Cu = 0,36 mol m 1 = 0,36.64 = 23,04 gam V NO = 4,48 lít 3 Thêm m 2 gam Zn vào dung dịch Y có 0,2 mol NO 3 - ; 0,8 mol H + ; 0,12 mol Fe 3+ ; 0,06 mol Zn 2+ : Do khối lượng Fe 3+ = 0,12.56 = 6,72 gam > khối lượng chất rắn bằng 3,36 gam. Nên trong 3,36 gam chất rắn sau phản ứng chỉ có Fe. n Fe = 3,36/56 = 0,06 mol 3Zn + 8H + + 2NO 3 - → 3Zn 2+ + 2NO + 4 H 2 O (mol) 0,3 ← 0,8 ← 0,2 Zn + 2Fe 3+ → Zn 2+ + 2Fe 2+ (mol) 0,06 ← 0,12 → 0,12 Zn + Fe 2+ → Zn 2+ + Fe (mol) 0,06 ← 0,06 ← 0,06 Tổng số mol Zn đã phản ứng bằng 0,3 + 0,12 = 0,42 mol => m Zn = 27,3 gam 0,5 4 1 1,0 điểm M 3 X 2 2 +H O → B ↓ (trắng) + C ↑ (độc) B tan được trong dung dịch NaOH và dung dịch NH 3 , M là đơn chất phổ biến → B là Zn(OH) 2 . Kết tủa F màu vàng tan trong dung dịch axit mạnh → F là Ag 3 PO 4 → X là P → A là Zn 3 P 2 . Phương trình phản ứng: Zn 3 P 2 + 6H 2 O → 3Zn(OH) 2 ↓ + 2PH 3 ↑ (A) (B) (C) Zn(OH) 2 + 2NaOH → Na 2 [Zn(OH) 4 ] Zn(OH) 2 + 4NH 3 → [Zn(NH 3 ) 4 ](OH) 2 2PH 3 + 4O 2 o t → P 2 O 5 + 3H 2 O P 2 O 5 + 3H 2 O → 2H 3 PO 4 (D) H 3 PO 4 + 2KOH → K 2 HPO 4 + 2H 2 O H 3 PO 4 + 3KOH → K 3 PO 4 + 3H 2 O ⇒ Dung dịch E chứa: K 2 HPO 4 và K 3 PO 4 K 3 PO 4 + 3AgNO 3 → Ag 3 PO 4 ↓ + 3KNO 3 (F) K 2 HPO 4 + 2AgNO 3 → Ag 2 HPO 4 ↓ + 2KNO 3 0,25 0,75 2 Trong 1 mol xăng có: 0,1 mol C 7 H 16 ; 0,5 mol C 8 H 18 ; 0,3 mol C 9 H 20 ; 0,1 mol C 10 H 22 . Đặt công thức chung các ankan trong xăng: C a H 2a+2 Với a = 0,1.7 + 0,5.8 + 0,3.9 + 0,1.10 = 8,4; M = 14a +2 = 119,6 Số mol ankan có trong 2 kg xăng = 16,7224 ( mol) C a H 2a+2 + ( 3a+1)/2 O 2 → aCO 2 + (a+1) H 2 O Số mol O 2 cần: 16,7224. (3.8,4+ 1)/2 = 219,063 ( mol) V O2 cần = 5394,34 ( lít) Số mol CO 2 thải ra không khí = 8,4.16,7224 = 140,47 mol V CO2 thải ra = 3459 ( lít) Nhiệt tạo thành khi đốt = 16,7224. 5337,8 = 89260,8 ( kJ) Lượng nhiệt thải ra khí quyển là: 17852,16 ( kJ) 1,0 5 1 Gọi công thức tổng quát của oxit sắt là Fe x O y (x,y ∈ N * ) Pthh: 4FeCO 3 + O 2 o t → 2Fe 2 O 3 + 4CO 2 . 0,5 2Fe x O y + 3x-2y 2 O 2 o t → xFe 2 O 3 3,94 0,3.0,1 0,03 0,02 197 2 3 2 3 Fe O Ba(OH) BaCO 8 n = = 0,05 (mol); n (mol); n (mol) 160 = = = = Cho CO 2 vào dung dịch Ba(OH) 2 có phản ứng: Ba(OH) 2 + CO 2 → BaCO 3 ↓ + H 2 O. Có thể có phản ứng: Ba(OH) 2 + 2CO 2 → Ba(HCO 3 ) 2 Xét 2 trường hợp TH1: Chỉ có phản ứng tạo kết tủa → 3 2 3 FeCO CO BaCO n = n = n = 0,02 (mol) → x y 2 3 3 Fe/Fe O Fe O FeCO n = 2n - n = 0,05.2 - 0,02 = 0,08 (mol) → 0,08 0,155 x y Fe O/Fe O O 9,28-0,02.116-0,08.56 x n n = = 0,155 (mol) 16 y n → = = → Không có công thức oxit sắt phù hợp. 0.5 TH2: phản ứng tạo ra hai muối. → 2 0,04 3 2 2 3 2 3 2 3 Ba(HCO ) Ba(OH) BaCO CO Ba(HCO ) BaCO n = n - n = 0,01 (mol) n n + n (mol)→ = = → 3 FeCO n = 0,04 (mol) → x y 2 3 3 Fe/Fe O Fe O FeCO n = 2n - n = 0,05.2 - 0,04 = 0,06 (mol) → 0,06 3 0,08 4 x y Fe O/Fe O O 9,28-0,04.116-0,06.56 x n n = = 0,08 (mol) 16 y n → = = = → Oxit sắt phải tìm là Fe 3 O 4 . 0.5 2 Hỗn hợp A có FeCO 3 (0,04 mol); Fe 3 O 4 (0,06/3=0,02 mol). FeCO 3 + 2HCl → FeCl 2 + CO 2 + H 2 O 0,04 → 0,04 Fe 3 O 4 + 8HCl → 2FeCl 3 + FeCl 2 + 4H 2 O 0,02 → 0,04 → 0,02 Dung dịch B tác dụng với 0,02 mol Cl 2 2FeCl 2 + Cl 2 → 2FeCl 3 0,06 0,02 → 0,04 Dung dịch D có FeCl 2 (0,02 mol); FeCl 3 (0,08 mol) và HCl dư tác dụng với Cu 2FeCl 3 + Cu → 2FeCl 2 + CuCl 2 0,08 → 0,04 → m Cu = 0,04.64 = 2,56 gam. 0,5 Hết . sinh:……….……… …….…….….….; Số báo danh………………. SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC KỲ THI CHỌN HSG LỚP 10 THPT NĂM HỌC 2012-2013 ĐÁP ÁN MÔN: HÓA HỌC (Đáp án có 04 trang) (Dành cho học sinh THPT không chuyên) I. LƯU. GD&ĐT VĨNH PHÚC ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HSG LỚP 11 THPT NĂM HỌC 2012-2013 ĐỀ THI MÔN: HÓA HỌC (Dành cho học sinh THPT không chuyên) Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian phát đề Câu. biến. 2. Một loại xăng có chứa 4 ankan với thành phần về số mol như sau: 10% heptan, 50% octan, 30% nonan và 10% đecan. Hãy tính xem một xe máy chạy 100 km tiêu thụ hết 2,0 kg loại xăng nói trên