Bài giải chi tiết đề thi tuyển sinh vào lớp 10 chuyên năm học 2006-2007 I-1/ Trong bốn ống nghiệm có đựng riêng biệt dung dịch loãng trong suốt của bốn chất. Biết rằng: - Trong các dung dịch này có một dung dịch là axit không bay hơi; ba dung dịch còn lại là muối magie, muối bari, muối natri. - Có 3 gốc axit là clorua, sunfat, cacbonat; mỗi gốc axit trên có trong thành phần ít nhất của một chất. a) Hãy cho biết tên từng chất tan có chứa trong mỗi dung dịch trên. b) Chỉ dùng các ống nghiệm, không có các dụng cụ và hoá chất khác, làm thế nào để phân biệt các dung dịch trong bốn ống nghiệm trên và viết phơng trình hoá học minh hoạ. Giải a) Các dung dịch có thể là: Trờng hợp 1: H 2 SO 4 ( axit sunfuric), MgSO 4 ( magie sunfat), Na 2 CO 3 ( natri cacbonat), BaCl 2 ( bari clorua) Trờng hợp 2: H 2 SO 4 ( axit sunfuric), MgCl 2 ( magie clorua), Na 2 CO 3 ( natri cacbonat), BaCl 2 ( bari clorua) b) Tr ờng hợp 1: Lấy ở mỗi ống nghiệm một ít hoá chất, đánh số, rồi lần lợt đổ dung dịch vào nhau từng đôi một Nhận thấy: Dung dịch tạo 1 , 1 là H 2 SO 4 Dung dịch tạo 2 là MgSO 4 Dung dịch tạo 2, 1 là Na 2 CO 3 Dung dịch tạo 3 là BaCl 2 (Thí sinh có thể kẻ bảng nh sau để rút ra nhận xét nh trên) H 2 SO 4 MgSO 4 Na 2 CO 3 BaCl 2 H 2 SO 4 - - MgSO 4 - - Na 2 CO 3 - BaCl 2 - Phơng trình hoá học H 2 SO 4 + Na 2 CO 3 Na 2 SO 4 + CO 2 + H 2 O H 2 SO 4 + BaCl 2 BaSO 4 + 2HCl MgSO 4 + Na 2 CO 3 MgCO 3 + Na 2 SO 4 MgSO 4 + BaCl 2 MgCl 2 + BaSO 4 Na 2 CO 3 + BaCl 2 2NaCl + BaCO 3 1 Tr ờng hợp 2: Cách làm tơng tự Nhận xét: Dung dịch tạo 1 , 1 là H 2 SO 4 Dung dịch tạo 1 là MgCl 2 Dung dịch tạo 2, 1 là Na 2 CO 3 Dung dịch tạo 2 là BaCl 2 (Thí sinh có thể kẻ bảng nh sau để rút ra nhận xét nh trên) H 2 SO 4 MgCl 2 Na 2 CO 3 BaCl 2 H 2 SO 4 - - MgCl 2 - - - Na 2 CO 3 - BaCl 2 - - Phơng trình hoá học H 2 SO 4 + Na 2 CO 3 Na 2 SO 4 + CO 2 + H 2 O H 2 SO 4 + BaCl 2 BaSO 4 + 2HCl MgCl 2 + Na 2 CO 3 MgCO 3 + 2NaCl Na 2 CO 3 + BaCl 2 2NaCl + BaCO 3 I-2/ a) Polime là gì ? b) Viết phơng trình hoá học của phản ứng: + Trùng hợp các phân tử etilen tạo ra polietilen. + Tạo ra tinh bột (hoặc xenlulozơ ) trong cây xanh nhờ quá trình quang hợp. Giải: + Pôlime là những chất có phân tử khối rất lớn do nhiều mắt xích liên kết (kết hợp) với nhau tạo nên. + Phơng trình hoá học .+CH 2 =CH 2 +CH 2 =CH 2 +CH 2 =CH 2 + . .- CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 - . 6nCO 2 + 5nH 2 O (- C 6 H 10 O 5 -) n + 6nO 2 2 clorophin ánh sáng Xúc tác áp suất, t o C II/ 44 g hỗn hợp muối NaHSO 3 và NaHCO 3 phản ứng hết với dung dịch H 2 SO 4 trong điều kiện không có không khí thu đợc hỗn hợp khí A và 35,5 g muối Na 2 SO 4 duy nhất. Trộn hỗn hợp khí A với oxi thu đợc hỗn hợp khí B có tỉ khối so với hiđro là 21. Dẫn hỗn hợp khí B đi qua xúc tác V 2 O 5 ở nhiệt độ thích hợp, sau phản ứng thu đợc hỗn hợp khí C gồm 4 chất có tỉ khối so với hiđro là 22,252. Viết các phơng trình hoá học và tìm thành phần phần trăm về thể tích của SO 3 trong hỗn hợp khí C. Giải Phơng trình hoá học 2NaHSO 3 + H 2 SO 4 Na 2 SO 4 + 2SO 2 + H 2 O (1) 2NaHCO 3 + H 2 SO 4 Na 2 SO 4 + 2CO 2 + H 2 O (2) số mol Na 2 SO 4 = 35,5/142 = 0,25 Đặt số mol NaHSO 3 và NaHCO 3 là x và y 104x + 84y = 44 (I) Theo (1) và (2) x + y = 0,5 (II) Giải hệ (I) và (II) x = 0,1; y = 0,4 Hỗn hợp khí B gồm 0,1 mol SO 2 ; 0,4 mol CO 2 ; O 2 với số mol là z Khối lợng mol trung bình của hỗn hợp B là 21. 2 = 42 Ta có (64.0,1 + 44.0,4 + 32.z)/ (0,1+ 0,4 +z) = 42 z = 0,3 Phơng trình hoá học tạo hỗn hợp C 2SO 2 + O 2 2SO 3 Gọi số mol SO 2 đã phản ứng là a, Theo (3) số mol O 2 phản ứng là 0,5a, số mol SO 3 tạo ra là a Trong hỗn hợp B có (0,1 - a) mol SO 2 ( cha phản ứng), (0,3 - 0,5a) mol O 2 (cha phản ứng), 0,4 mol CO 2 (không phản ứng), a mol SO 3 ( tạo ra) Khối lợng mol trung bình của hỗn hợp C là 22,252 . 2 = 44,504 Ta có [64(0,1- a) + 32(0,3- 0,5a) + 44.0,4 + 80a] / [(0,1- a) + (0,3- 0,5a) + 0,4 + a] = 44,504 a = 0,09 Trong hỗn hợp C số mol SO 2 là 0,1 - 0,09 = 0,01 số mol O 2 là 0,3 - 0,045 = 0,255 số mol CO 2 = 0,4 số mol SO 3 = 0,09 Tổng số mol = 0,01 + 0,255 + 0,4 + 0,09 = 0,755 Phần trăm thể tích của SO 3 là 0,09.100%/0,755= 11,92% 3 III/ Hỗn hợp M gồm CuO và Fe 2 O 3 có khối lợng 9,6 g đợc chia làm hai phần bằng nhau. Cho phần 1 tác dụng với 100 ml dung dịch HCl, khuấy đều. Sau khi phản ứng kết thúc, hỗn hợp sản phẩm đợc làm bay hơi một cách cẩn thận, thu đợc 8,1 g chất rắn khan. Cho phần 2 tác dụng với 200 ml dung dịch HCl đã dùng ở trên trong điều kiện nh lần trớc. Sau khi kết thúc phản ứng lại làm bay hơi hỗn hợp sản phẩm nh trên, lần này thu đợc 9,2 g chất rắn khan. a) Viết các phơng trình hoá học. Tính nồng độ mol của dung dịch HCl đã dùng. b) Tính thành phần phần trăm về khối lợng của mỗi oxit trong hỗn hợp M. Giải a) PTHH CuO + 2HCl CuCl 2 + H 2 O (1) Fe 2 O 3 + 6HCl 2FeCl 3 + 3H 2 O (2) Khối lợng của mỗi phần 9,6 / 2 = 4,8g Vì hai phần có thành phần hoàn toàn nh nhau, nếu ở 2 phần tất cả oxit phản ứng hết (do l- ợng axit đủ hoặc d) thì lợng chất rắn khan thu đợc phải bằng nhau. Theo đầu bài, lợng chất rắn không bằng nhau. Nh vậy, trong các lần đó hỗn hợp oxit cha phản ứng hết hoặc một lần cha phản ứng hết. Theo đầu bài, ở phần 1 khối lợng oxit cha bị hoà tan hết, tức là axit đã tác dụng hết và thiếu axit để hoà tan hết lợng oxit. Gọi số mol CuO và Fe 2 O 3 trong phần 1 đã phản ứng là x 1 , y 1 ; số mol CuO và Fe 2 O 3 cha phản ứng là x 2 và y 2 số mol CuCl 2 và FeCl 3 tạo thành ở phần 1 là x 1 và 2y 1 Ta có 80(x 1 +x 2 ) + 160 (y 1 +y 2 ) = 4,8 (I) 80x 2 + 160y 2 + 135x 1 + 2.162,5y 1 = 8,1 (II) Giải (I) và (II) ta có 55(x 1 +3y 1 ) = 3,3 hay x 1 + 3y 1 = 0,06 (*) Theo PTHH (1), (2) Số mol HCl phản ứng ở phần 1 là 2(x 1 +3y 1 ) Thay (*) vào ta có số mol HCl phản ứng là 2.0,06 = 0,12 Nồng độ mol của dung dịch HCl là 0,12 / 0,1 = 1,2 b) Nếu lần thứ 2 các oxit cũng cha tác dụng hết nh lần 1 thì lợng axit đã tác dụng hết và nồng độ axit tìm đợc cũng phải là 1,2M. Cách giải tơng tự nh trên. Phơng trình (I) nh trên, còn phơng trình ( II) là 80x 2 + 160y 2 + 135x 1 + 2 . 162,5y 1 = 9,2 (II) Kết hợp (I) và (II) tìm ra x 1 + 3y 1 = 0,08 số mol HCl = 2 . 0,08 = 0,16 Nồng độ HCl là 0,16 / 0,2 = 0,8 ( khác 1,2M). Điều này chứng tỏ lần 2 các oxit đã tác dụng hết. Vì vậy lợng chất rắn khan là khối lợng của hỗn hợp 2 muối CuCl 2 và FeCl 3 do toàn bộ lợng oxit tạo nên. Goi số mol CuO và Fe 2 O 3 trong phần 2 là x, y Ta có 80x + 160y = 4,8 (III) 135x + 2.162,5y = 9,2 (IV) Giải (III) và (IV) tìm ra x = 0,02 và y = 0,02 Thành phần phần trăm về khối lợng của các oxit trong hỗn hợp %m của CuO = 0,02. 80.100%/4,8 = 33,33% %m của Fe 2 O 3 = 0,02.160.100%/4,8 = 66,67% 4 Cách giải khác Cách 2: Phần 1: Khối lợng chất rắn tăng = 8,1 - 4,8 = 3,3 g Mà khối lợng chất rắn tăng = m Cl trong muối - m O trong oxit Nhng n Cl trong muối = 2n O trong oxit = 35,5. 2n O trong oxit - 16. n O trong oxit = 3,3 n O trong oxit = 3,3 / (71 -16) = 0,06 n HCl = 2n O trong oxit = 2. 0,06 = 0,12 Nồng độ mol của dung dịch HCl = 0,12 /0,1 = 1,2 M Phần 2: Khối lợng chất rắn tăng = 9,2 - 4,8 = 4,4 g Mà khối lợng chất rắn tăng = m Cl trong muối - m O trong oxit Nhng n Cl trong muối = 2n O trong oxit = 35,5. 2n O trong oxit - 16. n O trong oxit = 4,4 n O trong oxit = 4,4 / (71 -16) = 0,08 n HCl = 2n O trong oxit = 2. 0,08 = 0,16 < 0,12.2 Nh vậy HCl d, oxit hết. Tính thành phần % khối lợng làm tơng tự nh cách 1 Cách 3 Phần 1: Gọi số mol HCl là a, số mol H 2 O = 0,5a áp dụng định luật bảo toàn khối lợng cho (1) và (2) ta có khối lợng phần 1+ khối lợng HCl p/ = khối lợng chất rắn + khối lợng H 2 O 4,8 + 36,5a = 8,1 + 18 . 0,5a Giải ra a = 0,12 Nồng độ mol của dung dịch HCl = 0,12 /0,1 = 1,2 M Phần 2: Gọi số mol HCl p/ = b số mol H 2 O = 0,5a Tơng tự 4,8 + 36,5b = 9,2 + 18. 0,5b Giải ra b = 0,16 < 0,12 . 2 = 0,24 HCl d Tính thành phần % khối lợng làm tơng tự nh cách 1 5 IV/ A là chất rắn khan. Cho m gam A vào dung dịch HCl 10%, khuấy đều đợc dung dịch B, ở đây không thấy tạo kết tủa hoặc chất bay hơi. Trong dung dịch B, nồng độ HCl là 6,1%. Cho NaOH vào dung dịch B để trung hoà hoàn toàn axit đợc dung dịch C. Cô cạn, làm bay hơi hết nớc trong dung dịch C ngời ta thu đợc duy nhất muối NaCl khan có khối lợng 16,03 g. A có thể là chất nào? Tìm m. Giải Từ m NaCl thu đợc = 16,03 số mol NaCl thu đợc = 0,274 mol Chất A phải là hợp chất của natri, không thể là đơn chất natri vì khi Na tác dụng với dung dịch HCl giải phóng H 2 , trái đầu bài. + Nếu chất A là NaOH , có khối lợng m gam NaOH + HCl NaCl + H 2 O (1) Từ dd HCl 10% đầu dd Bcó HCl 6,1% dd C: 0,274mol NaCl số mol HCl ban đầu = số mol NaCl = 0,274 m HCl = 0,274.36,5 = 10 g khối lợng dung dịch HCl ban đầu = 10/ 0,1 = 100g Theo PTHH (1): m gam NaOH p/ với (36,5m/ 40) gam HCl Khối lợng HCl còn trong dung dịch 6,1% là (10 36,5m/40) g Sau khi cho m gam A vào 100 gam dung dịch HCl 10% thì đợc (100+m) g dung dịch HCl 6,1% Ta có: ( 10 36,5m/40)/ (m+100) = 0,061 Giải ra m = 4 g + Nếu chất A là Na 2 O với khối lợng m gam Na 2 O +2HCl 2NaCl + H 2 O (2) Tơng tự trên : m HCl = 0,274.36,5 = 10 g khối lợng dung dịch HCl ban đầu = 10/ 0,1 = 100g Theo PTHH (2): m gam Na 2 O p/ với (73m/62) g HCl Khối lợng HCl còn trong dung dịch 6,1% là (10 73m/62) g Ta có: (10 73m/62)/ (m +100) = 0,061 Giải ra m = 3,15g + Nếu chất A là NaCl với khối lợng m gam số mol HCl trong dung dịch 10% = số mol HCl trong dung dịch 6,1% = n 1 số mol NaCl thu đợc = số mol HCl + số mol NaCl ( chất A) n 1 + m/58,5 = 0,274 (I) Vì m HCl = 36,5n 1 khối lợng dung dịch HCl ban đầu = 36,5n 1 /0,1 = 365n 1 khối lợng dung dịch B = 365n 1 + m Ta có: 36,5 n 1 /(365n 1 + m) = 0,061 (II) Giải (I) và (II) ra m = 12,82 g Trờng hợp A là các chất khác nh : Na 2 CO 3 , NaHCO 3 , Na 2 SO 3 , NaBr, NaNO 3 , NaH, Na 2 O 2 . đều không phù hợp vì khi cho vào dung dịch HCl hoặc tạo ra chất bay hơi, hoặc sau khi làm bay hơi hết nớc không chỉ thu đợc NaCl. 6 +NaOH +NaOH V/ Hiđrocacbon B có công thức C x H 2x + 2 ( với x: nguyên; x 1), có tính chất hoá học t- ơng tự CH 4 . a) Hỗn hợp khí X gồm B và H 2 có tỉ lệ thể tích tơng ứng là 4 : 1, đốt cháy hoàn toàn 12,2 g hỗn hợp này thu đợc 23,4 g H 2 O. Tìm công thức phân tử của hiđrocacbon trên. b) Hỗn hợp khí Y gồm B, C 2 H 4 , H 2 có thể tích 11,2 lít (đktc) đem đốt cháy hoàn toàn thu đợc 18 g H 2 O. + Hỗn hợp khí Y nặng hay nhẹ hơn khí CH 4 ? + Dẫn hỗn hợp khí Y qua xúc tác Ni nung nóng, sau phản ứng thu đợc 8,96 lít (đktc) hỗn hợp khí Z, hỗn hợp này không làm mất màu dung dịch brom. Xác định thành phần phần trăm về thể tích của C 2 H 4 trong Y. Giải a) Phơng trình hoá học C x H 2x+2 + (3x+1)/2 O 2 xCO 2 + (x+1)H 2 O (1) 2H 2 + O 2 2H 2 O (2) số mol H 2 O = 23,4/18 = 1,3 Đặt số mol của C x H 2x+2 và H 2 trong X là a,b Ta có a = 4b (I) a(14x+2) + 2b = 12,2 (II) Theo (1), (2) a(x+1) + b = 1,3 (III) Giải (I),(II),(III) ta có a = 0,4, b = 0,1, x = 2 Công thức hiđrocacbon là C 2 H 6 b) số mol Y = 11,2 / 22,4 = 0,5 số mol H 2 O = 18/18 = 1 Đặt số mol C 2 H 6 , C 2 H 4 , H 2 trong Y là n 1 , n 2 , n 3 ta có n 1 + n 2 + n 3 = 0,5 (IV) Khối lợng mol trung bình của Y là M Y = (30 n 1 + 28n 2 + 2n 3 )/ (n 1 + n 2 + n 3 ) (*) Phơng trình hoá học 2C 2 H 6 + 7O 2 4CO 2 + 6H 2 O (3) C 2 H 4 + 3O 2 2CO 2 + 2H 2 O (4) 2H 2 + O 2 2H 2 O (5) Theo (3),(4),(5) 3n 1 + 2n 2 + n 3 = 1 (V) Kết hợp (IV) (V) tìm ra n 1 = n 3 (VI) Thay (VI) vào (V) tìm ra n 1 = 0,25 0,5n 2 (VII) Thay (IV),(VI),(VII) vào (*) ta có M Y = [30(0,25 - 0,5n 2 ) + 28n 2 + 2(0,25 - 0,5 n 2 )] / 0,5 = 16 + 22n 2 Khối lợng mol của CH 4 là 16. Do đó Y nặng hơn CH 4 + Hỗn hợp Y cho qua xúc tác Ni nung nóng có phản ứng C 2 H 4 + H 2 C 2 H 6 (6) Hỗn hợp Z không làm mất màu dung dịch brom, chứng tỏ không còn C 2 H 4 Theo (6) thể tích khí giảm đi bằng thể tích C 2 H 4 phản ứng = 11,2 8,96 = 2,24 lít Phần trăm thể tích C 2 H 4 trong Y = 2,24 . 100/ 11,2 = 20% 7 VI/ Có hỗn hợp gồm rợu C a H 2a + 1 OH, axit hữu cơ C b H 2b + 1 COOH ( với a,b: nguyên; a 1; b 0) đợc chia làm ba phần bằng nhau: - Phần 1: Đem đốt cháy hoàn toàn rồi dẫn toàn bộ sản phẩm cháy vào bình đựng dung dịch Ca(OH) 2 thấy bình nặng thêm 34,6 g trong đó có 30 g kết tủa. Dung dịch thu đợc sau khi lọc kết tủa đem đun nóng lại thấy tạo ra 10 g kết tủa. - Phần 2: Để trung hoà axit hữu cơ ngời ta phải dùng 100 ml dung dịch NaOH 1M. - Phần 3: Đem đun nóng có mặt H 2 SO 4 đặc thu đợc q gam este, cho biết hiệu suất của phản ứng là 75%. a) Viết các phơng trình hoá học. Tìm công thức của rợu và axit hữu cơ trên. b) Tìm q. Giải Phơng trình hoá học C a H 2a+1 OH + 3a/2 O 2 aCO 2 + (a+1) H 2 O (1) C b H 2b+1 COOH + (3b+1)/2 O 2 (b+1)CO 2 + (b+1)H 2 O (2) CO 2 + Ca(OH) 2 CaCO 3 + H 2 O (3) 2CO 2 + Ca(OH) 2 Ca(HCO 3 ) 2 (4) Ca(HCO 3 ) 2 CaCO 3 + CO 2 + H 2 O (5) C b H 2b+1 COOH + NaOH C b H 2b+1 COONa + H 2 O (6) Đặt số mol C a H 2a+1 OH, C b H 2b+1 COOH trong mỗi phần là x,y số mol CaCO 3 kết tủa lần 1 là 30/100 = 0,3 số mol CaCO 3 kết tủa lần 2 là 10/100 = 0,1 Theo (3),(4),(5) số mol CO 2 = 0,1.2 + 0,3 = 0,5 Theo (1),(2) 44[ax + (b+1)y] + 18[ (a+1)x + (b+1)y] = 34,6 (I) [ax + (b+1)y] = 0,5 (II) Thay (II) vào (I) tìm ra x = 0,2 Theo (6) số mol C b H 2b+1 COOH = y = số mol NaOH = 0,1.1 = 0,1 Thay các giá trị x, y vào (II) ta có 2a + b = 4 Có 2 cặp nghiệm hợp lý là - a = 1 , b = 2 ứng với công thức CH 3 OH và C 2 H 5 COOH - a = 2, b = 0 ứng với công thức C 2 H 5 OH và HCOOH b) Nếu các chất là CH 3 OH và C 2 H 5 COOH C 2 H 5 COOH + CH 3 OH C 2 H 5 COOCH 3 + H 2 O số mol C 2 H 5 COOCH 3 = số mol C 2 H 5 COOH = 0,1 số gam C 2 H 5 COOCH 3 = q = 88. 0,1. 0,75 = 6,6 (g) Nếu các chất là C 2 H 5 OH và HCOOH HCOOH + C 2 H 5 OH HCOOC 2 H 5 + H 2 O số mol HCOOC 2 H 5 = số mol HCOOH = 0,1 8 H 2 SO 4 đặc, t 0 H 2 SO 4 đặc, t 0 sè gam HCOOC 2 H 5 = q = 74. 0,1. 0,75 = 5,55 (g) 9 . Bài giải chi tiết đề thi tuyển sinh vào lớp 10 chuyên năm học 2006-2007 I-1/ Trong bốn ống nghiệm có đựng riêng biệt dung dịch. NaCl. 6 +NaOH +NaOH V/ Hiđrocacbon B có công thức C x H 2x + 2 ( với x: nguyên; x 1), có tính chất hoá học t- ơng tự CH 4 . a) Hỗn hợp khí X gồm B và H