Hớng dẫn chấm môn Hoá học Kì thi chọn học sinh giỏi lớp 12 Năm học 2008 2009 Bài ý Nội dung Điểm 1 3,0 1 Giải thích hiện tợng: - Nhôm tan, lúc đầu xuất hiện kết tủa sau đó kết tủa tan, có khí thoát ra. Na 2 CO 3 2Na + + CO 3 2- CO 3 2- + H 2 O HCO 3 - + OH - HCO 3 - + H 2 O H 2 O + CO 2 + OH - 2Al + 6H 2 O 2Al(OH) 3 + 3 H 2 Al(OH) 3 + OH - Al(OH) 4 - 0,5 - Có xuất hiện kết tủa vàng: Cr 2 O 7 2- + H 2 O 2 CrO 4 2- + 2H + H + + OH - H 2 O Ba 2+ + CrO 4 2- BaCr O 4 0,5 - Dung dịch chuyển từ màu vàng sang màu da cam và có kết tủa trắng: 2CrO 4 2- + 2H + Cr 2 O 7 2- + H 2 O Trong môi trờng axit cân bằng dịch chuyển sang phải. Ba 2+ + SO 4 2- BaSO 4 0,5 2 - Ta có sơ đồ tách sau: Fe(NO 3 ) 3 , Al(NO 3 ) 3 , Cu(NO 3 ) 2 , Zn(NO 3 ) 2 Cu(OH) 2 , Fe(OH) 3 Na 2 [Zn(OH) 4 ], Na[Al(OH) 4 ] Fe(OH) 3 [Cu(NH 3 ) 4 ](OH) 2 Al(OH) 3 [Zn(NH 3 ) 4 ](OH) 2 Zn(OH) 2 , Al(OH) 3 Fe(NO 3 ) 3 Al(NO 3 ) 3 Zn(NO 3 ) 2 Cu(NO 3 ) 2 1. HNO 3 2. Cô cạn 1. NaOH 2. Lọc 1. CO 2 2. Lọc 1. dd NH 3 2. Lọc 1. dd NH 3 2. Lọc 1. HNO 3 2. Cô cạn 1. HNO 3 2. Cô cạn 1. HNO 3 2. Cô cạn - Viết các phản ứng xảy ra trong quá trình tách. 1,0 0,5 2 4,0 1 Gọi công thức muối halogen: MR. Theo đề bài khí X phản ứng với Pb(NO 3 ) 2 tạo kết tủa đen, khí X sinh ra do phản ứng với H 2 SO 4 đặc. Vậy X là H 2 S. Các phơng trình phản ứng: 8MR + 5H 2 SO 4 = 4M 2 SO 4 + 4R 2 + H 2 S + 4H 2 O. (1) H 2 S + Pb(NO 3 ) 2 = PbS + 2HNO 3 . (2) BaCl 2 + M 2 SO 4 = 2MCl 2 + BaSO 4 (3) Theo (2): số mol H 2 S = số mol PbS = 0,1(mol) và theo (1): nM 2 SO 4 = nR 2 = 0,4(mol) và nH 2 SO 4 (p) = 0,5(mol) Theo (3): nBaSO 4 = ì1,764 69,6 233 = 0,5 (mol) mà M 2 SO 4 chỉ tạo 0,4 mol BaSO 4 nên H 2 SO 4 d sau (1) = 0,5- 0,4 = 0,1(mol) 0,5 0,5 1,0 HDC- HSG 12 09 1 Nồng độ mol/l của axit là: 0,5 0,1 0,06 + = 10(M) Khối lợng m(g) = m M + m R (với m M = 69,6- 0,4ì 96 = 31,2 gam) m(g) = 31,2+ (171,2- 69,6) = 132,8(g) 1,0 2 Xác định R,M: 101,6 : 0,4 = 254. Vậy R là Iốt. 31,2 : 0,8 = 39 . Vậy M là Kali. 1,0 3 3,0 Phơng trình hóa học phản ứng nhiệt nhôm: 2 Al + Fe 2 O 3 0 t Al 2 O 3 + 2 Fe (1) Gọi số mol của Al d (nếu có), Fe 2 O 3 d (nếu có), Al 2 O 3 , Fe của phần 1 trong hỗn hợp B sau phản ứng là x, y, a, 2a. Cho phần 1 tác dụng NaOH, chất rắn không tan là Fe 2 O 3 và Fe: 2 Al + 2 NaOH + 6 H 2 O 2Na[Al(OH) 4 ] + 3 H 2 (2) Al 2 O 3 + 2 NaOH + 3H 2 O 2 Na[Al(OH) 4 ] (3) Khối lợng chất rắn giảm chính là khối lợng Al và Al 2 O 3 tham gia phản ứng. Vì vậy: 27x + 102 a = 25,5 Giả sử khối lợng phần 2 gấp k lần khối lợng phần 1. Khi cho phần 2 tác dụng H 2 SO 4 loãng, các phơng trình phản ứng có thể xảy ra: 2 Al + 3H 2 SO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 + 3 H 2 (4) kx 2 3 kx Fe + H 2 SO 4 FeSO 4 + H 2 (5) 2ka 2ka Al 2 O 3 + 3H 2 SO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 + 3 H 2 O (6) Fe 2 O 3 + 3H 2 SO 4 Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3 H 2 O (7) 2 H n = 2 3 kx + 2ka = 4,22 4,22 = 1 mol 1,0 Từ các dữ kiện của bài và theo các phơng trình phản ứng, ta có hệ phơng trình sau: =+ =+ =+++ 12 2 3 5,2510227 5,692.5610216027 kakx ax aayx =+ =+ =+ 12 2 3 5,2510227 442.56160 kakx ax ay Vì các phản ứng xảy ra hoàn toàn (H = 100%) nên sau p (1) xảy ra các trờng hợp sau: * Nếu Fe 2 O 3 hết y=0 a = 0,3928 x < 0 (loại) * Nếu Al hết, x = 0 a = 0,25 k = 2 y = 0,1 mol. Vậy hỗn hợp B có: Fe (2a + 2.2a = 6.0,25 = 1,5 mol) m Fe = 84 gam. Al 2 O 3 (a + 2a = 0,75 mol) mAl 2 O 3 = 76,5 gam. Fe 2 O 3 d (y + 2y = 3.0,1 = 0,3 mol ) mFe 2 O 3 = 48 gam. Theo định luật bảo toàn khối lợng: m = m A = m B = 84 + 76,5 + 48 = 208,5 gam. 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 4 3,0 1 Gọi công thức của A là C n H 2n+2-a (COOH) a , ta có n = n + a. Phản ứng trung hoà: C n H 2n+2-a (COOH) a + aNaOH C n H 2n+2-a (COONa) a + aH 2 O (1) NaOH 16.1,25.20 n = = 0,1 (mol) 100.40 0,25 0,25 HDC- HSG 12 09 2 Tỉ lệ: A 5,2 0,1 5,2 0,1 = hay = M a 14n' + 2 + 44a a 7n = 4a 1 n = n + a = 4a - 1 7 + a hay 7n = 11a 1 (*) 0,5 2 Khi n = a + 1và kết hợp với (*) ta có a = 2, n = 3. Công thức của A là HOOC-CH 2 -COOH (axit propanđioic). 0,5 3 n A = 10,4 104 = 0,1 (mol) ; n C2H5OH = 6,9 46 = 0,15 (mol) TH1 : Nếu tạo este 1 lần este: H 2 C COOH COOH + C 2 H 5 OH H 2 C COOC 2 H 5 COOH + H 2 O (2) (A) (X) Theo ptp (2) ta có n A : n C2H5OH = 1 : 1 ; Mà theo đầu bài n A : n NaOH = 0,1 : 0,15 Vậy phải tính hiệu suất theo A. n X = 10,56 132 = 0,08 (mol) n Ap = 0,08 h = 0,08 .100 0,1 = 80 (%) TH2: X là este 2 lần este: H 2 C COOH COOH + 2C 2 H 5 OH H 2 C COOC 2 H 5 COOC 2 H 5 + 2 H 2 O (3) (A) (X) Theo ptp (3) ta có n A : n C2H5OH = 1 : 2 ; mà theo đề bài n A : n C2H5OH = 1 : 1,5 Vậy phải tính hiệu suất phản ứng theo C 2 H 5 OH. n C2H5OH p = 2.n X = 2. 10,56 160 = 0,132 (mol) h = 0,132 .100 0,15 = 88 (%) 0,25 0,5 0,25 0,5 5 3,0 1 Kí hiệu Aspirin là HA có KLPT = 180 Nồng độ dung dịch bão hoà : C 0 M HA = 3,55 180 = 1,97.10 -2 M HA H + + A - ; K = 10 -3,49 C 0 1,97.10 -2 Phân ly x x x [CB] (1,97.10 -2 x) x x Ta có : 2 -3,49 -3 -2 x = 10 x = 2,37.10 (M) (1,97.10 - x) pH = - lg2,37.10 -3 = 2,63 1,5 2 PTPƯ của Aspirin với dung dịch NaOH: CH 3 COO-C 6 H 4 -COOH + 3NaOH CH 3 COONa + NaO-C 6 H 4 -COONa + 2H 2 O 1,97.10 -2 3. 1,97.10 -2 2.1,97.10 -2 m =1,97.10 -2 .(180 + 3.40 2.18) = 5.2 gam 1,5 HDC- HSG 12 09 3 6 4,0 1 Gọi CTPT của A là C x H y O z Cl t . Các phản ứng: 0 t x y z t 2 2 2 2 y z y t C H O Cl + (x + - )O xCO + H O + Cl 4 2 2 2 (1) 2Ag + Cl 2 2AgCl (2) P 2 O 5 + 3H 2 O 2H 3 PO 4 (3) CO 2 + 2KOH K 2 CO 3 + H 2 O (4) Ta có tỉ lệ: C H (6,62 - 4,26 - m - m ) 3,5 10,8.2 4,26 x : y : t : z = : : : 44 18 35,5 16 = 0,08 : 0,12 : 0,12 : 0,08 = 2 : 3 : 3 : 2 Vậy CTĐG và cũng là CTPT của A là C 2 H 3 O 2 Cl 3 . 0,5 1,0 2 Vì A có khả năng tham gia phản ứng tráng gơng, và vì A tác dụng với C 6 H 5 Cl cho thuốc trừ sâu B, nên A phải là CCl 3 -CH=O.H 2 O (cloran). 0,5 3 a) CCl 3 CHO + 2C 6 H 5 Cl ( p- Cl-C 6 H 4 ) 2 CHCCl 3 + H 2 O Công thức cấu tạo của B là CH ClCl CCl 3 b) (p- Cl -C 6 H 4 ) 2 CHCCl 3 + x HONO 2 D + x H 2 O Giả sử có x nhóm NO 2 thay thể x nguyên tử H trong B tạo thành D. 14.x %N = .100 = 10,48 x = 4 354,5 - 45x ( trong đó 354,5 là KLPT của DDT (B) và 45x là khối lợng của NO 2 ). Vậy có 4 nguyên tử H đợc thế bằng 4 nhóm NO 2 . Công thức cấu tạo của D là (u tiên thế vào vị trí ortho so với Cl): CH NO 2 NO 2 O 2 N O 2 N ClCl CCl 3 0,5 1,0 0,5 L u ý : Thí sinh làm theo cách khác, đúng kết quả vẫn cho tối đa số điểm. HDC- HSG 12 09 4 . Hớng dẫn chấm môn Hoá học Kì thi chọn học sinh giỏi lớp 12 Năm học 2008 2009 Bài ý Nội dung Điểm. hiện tợng: - Nhôm tan, lúc đầu xuất hiện kết tủa sau đó kết tủa tan, có khí thoát ra. Na 2 CO 3 2Na + + CO 3 2- CO 3 2- + H 2 O HCO 3 - + OH - HCO 3 - +