Sở Giáo dục và đào tạo thanh hoá CHNH THC Kỳ thi học sinh giỏi CP tỉnh Nm hc: 2013-2014 Mụn thi: HểA HC Lp 12 B tỳc-THPT Ngy thi: 21/03/2014 Thi gian: 180 phỳt (khụng k thi gian giao ) thi ny cú 10 cõu, gm 02 trang Cõu 1: (2,0 im) 1. Ion X + , Y - v nguyờn t Z cú cựng cu hỡnh electron 1s 2 2s 2 2p 6 . Cho bit tờn ca Z v vit cu hỡnh electron nguyờn t ca cỏc nguyờn t X v Y. 2. Nờu tớnh cht húa hc c trng ca cỏc n cht X; Y v vit phng trỡnh húa hc minh ha. Cõu 2: (2,0 im) Vit phng trỡnh húa hc dng phõn t v ion thu gn khi cho cỏc dung dch (mi dung dch u cha 1 mol cht tan) tỏc dng vi nhau theo tng cp sau: BaCl 2 v NaHSO 4 ; Ba(HCO 3 ) 2 v KHSO 4 ; Ca(H 2 PO 4 ) 2 v KOH; Ca(OH) 2 v NaHCO 3 . Cõu 3: (2,0 im) Nhit phõn MgCO 3 mt thi gian ngi ta thu c cht rn A v khớ B. Hp th hon ton B vo dung dch NaOH thu c dung dch C. Dung dch C tỏc dng c vi BaCl 2 v KOH. Khi cho cht rn A tỏc dng vi HCl d li cú khớ B bay ra. Xỏc nh cỏc cht trong A, B, C v vit cỏc phng trỡnh hoỏ hc xy ra. Cõu 4: (2,0 im) 1. Hóy vit tờn v cụng thc ca 5 loi qung st quan trng trong t nhiờn. 2. Hũa tan hon ton FeS 2 vo cc cha axit HNO 3 thu c dung dch A v ch cú mt khớ bay ra. Thờm bt Cu d v H 2 SO 4 vo A, thy dung dch chuyn thnh mu xanh m nhng khụng cú khớ thoỏt ra. Vit cỏc phng trỡnh húa hc xy ra. Cõu 5: (2,0 im) Mt hn hp rn gm Fe 2 O 3 , Al 2 O 3 , BaO v CuO. Nờu cỏch tỏch riờng hn hp cỏc cht rn trờn (cỏc cht phi trng thỏi nguyờn cht, khi lng khụng thay i so vi trong hn hp u). Vit cỏc phng trỡnh húa hc xy ra. Cõu 6: (2,0 im) 1. t chỏy hon ton 2,58 gam cht hu c X cn 0,96 gam oxi v thu c mt hn hp gm CO 2 ; H 2 O v Cl 2 . Thnh phn hn hp ny theo s mol l: 50% CO 2 ; 25% H 2 O v 25% Cl 2 . Tỡm cụng thc n gin ca X. 2. ụt chay hoan toan 0,2 mol hirocacbon no Y. Hõp thu toan bụ san phõm chay vao nc vụi trong c 40 gam kờt tua. Loc bo kờt tua rụi un nong phõn nc loc lai co 10 gam kờt tua na. Xỏc nh cụng thc phõn t, cụng thc cu to v gi tờn Y. Cõu 7: (2,0 im) 1. t chỏy hon ton 8,9 gam aminoaxit X (cha mt nhúm cacboxyl) thỡ thu c 0,3 mol CO 2 ; 0,35 mol H 2 O v 1,12 lit (ktc) khớ N 2 . a. Xỏc nh cụng thc cu to, gi tờn X. Vit phng trỡnh to polime ca X. b. Gii thớch vỡ sao X l cht rn nhit thng v d tan trong nc. Trang 1 S bỏo danh . 2. Các chất A, B, C, D có cùng công thức phân tử C 4 H 6 O 4 đều phản ứng với NaOH theo tỉ lệ mol 1:2. Trong đó: - A, B đều tạo ra một muối, một ancol. - C, D đều tạo ra một muối, một ancol và nước. Biết rằng khi đốt cháy muối do A, C tạo ra thì trong sản phẩm không có nước. Xác định A, B, C, D và viết phương trình hóa học biểu diễn phản ứng xảy ra với NaOH. Câu 8: (2,0 điểm) Nung nóng AgNO 3 được chất rắn A và khí B, dẫn B vào một cốc nước được dung dịch C (nồng độ loãng). Cho toàn bộ A vào C. Nung nóng Fe(NO 3 ) 2 trong bình kín không có oxi, được chất rắn A 1 và khí B 1 . Dẫn B 1 vào cốc nước dư được dung dịch C 1 . Cho toàn bộ A 1 vào C 1 . Tính thành phần % khối lượng của A không tan vào C và của A 1 không tan vào C 1 . Biết rằng các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Câu 9: (2,0 điểm) 1. Từ khí metan, các hóa chất vô cơ và điều kiện cần thiết coi như có sẵn. Viết các phương trình hóa học xảy ra để điều chế: a) 1,3 - điclobenzen. b) Cao su buna-S. 2. Chia 7,1 gam hỗn hợp X gồm hai andehit đơn chức thành hai phần bằng nhau: - Phần 1 đốt cháy hoàn toàn thu được 7,7 gam CO 2 và 2,25 gam H 2 O. - Phần 2 cho tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO 3 trong NH 3 thu được 21,6 gam bạc. Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo và gọi tên hai andehit trên? Câu 10: (2,0 điểm) Hãy cho biết tên của các dụng cụ, cách lắp ghép (bằng hình vẽ) và hóa chất cần lấy, cách tiến hành thí nghiệm tổng hợp khí NH 3 trong phòng thí nghiệm. HẾT Chú ý: Thí sinh không được sử dụng bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học Cho: Ca = 40; Na = 23; H =1; O = 16; C = 12; Cl = 35,5; Al = 27; Mg = 24; Cu = 64; N = 14; Fe = 56; K = 39; Ba = 137; Ag = 108; S = 32 O(Z=8); F(Z=9); Ne(Z=10); Na(Z=11); Mg(Z=12); Al(Z=13) Trang 2 Së Gi¸o dôc vµ ®µo t¹o thanh ho¸ ĐỀ CH NH THÍ ỨC HƯỚNG DẪN CHẤM KỲ THI HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH Năm học: 2013-2014 Môn thi: HÓA HỌC Lớp 12 Bổ túc-THPT Ngày thi: 21/03/2014 Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Hướng dẫn này có 10 câu, gồm 02 trang Câu Ý Nội dung Điểm 1 1 - Z là Ne (neon) - Cấu hình e của X: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 - Cấu hình e của Y: 1s 2 2s 2 2p 5 0,5đ 0,5đ 2 - Tính chất hóa học đặc trưng của Na : tính khử mạnh Na → Na + +1e VD: 2Na + Cl 2 → 2NaCl - Tính chất hóa học đặc trưng của F: tính oxi hóa mạnh F + 1e → F - VD: S + 3F 2 → SF 6 0,5đ 0,5đ 2 BaCl 2 + NaHSO 4 → BaSO 4 ↓ +NaCl + HCl Ba 2+ + SO 2 2- → BaSO 4 ↓ Ba(HCO 3 ) 2 + KHSO 4 → BaSO 4 ↓ + KHCO 3 + CO 2 ↑ + H 2 O Ba 2+ + HCO 3 - + HSO 4 2- → BaSO 4 ↓ + CO 2 ↑ + H 2 O Ca(H 2 PO 4 ) 2 + KOH → CaHPO 4 ↓ + KH 2 PO 4 + H 2 O Ca 2+ + H 2 PO 4 - + OH - → CaHPO 4 ↓ + H 2 O Ca(OH) 2 + NaHCO 3 → CaCO 3 ↓ + NaOH + H 2 O Ca 2+ + OH - + HCO 3 - → CaCO 3 ↓ + H 2 O 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 3 A: CaCO 3 , CaO; B: CO 2 ; C: NaHCO 3 , Na 2 CO 3 CaCO 3 → 0 t CaO + CO 2 CO 2 + NaOH → NaHCO 3 CO 2 + 2NaOH →Na 2 CO 3 + H 2 O Na 2 CO 3 + BaCl 2 → BaCO 3 + 2HCl 2NaHCO 3 + 2KOH → K 2 CO 3 + Na 2 CO 3 +2H 2 O CaCO 3 + 2HCl → CaCl 2 + CO 2 + H 2 O CaO + 2HCl → CaCl 2 + H 2 O 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 4 1 Quặng hematit đỏ chứa Fe 2 O 3 khan Quặng hematit nâu chứa Fe 2 O 3 .nH 2 O Quặng manhetit chứa Fe 3 O 4 Quặng xiđerit chứa FeCO 3 Quặng pirit sắt chứa FeS 2 0,5đ 2 - Thêm Cu vào dd A thấy dd có màu xanh đậm, vậy có quá trình Cu → Cu 2+ +2e, nhưng không có khí bay ra chứng tỏ dd A không còn ion NO 3 - . Vậy Cu đã khử Fe 3+ trong A theo phương trình: Cu + 2Fe 3+ → Cu 2+ + 2Fe 2+ - Các phương trình hóa học: + Tạo NO 2 : 0,5đ Trang 3 2FeS 2 + 30HNO 3 → 30NO 2 + Fe 2 (SO 4 ) 3 + H 2 SO 4 +14H 2 O + Tạo NO: 2FeS 2 + 10HNO 3 → 10NO + Fe 2 (SO 4 ) 3 + H 2 SO 4 + 4H 2 O + Tạo N 2 O: 8FeS 2 + 30HNO 3 → 15N 2 O + 4Fe 2 (SO 4 ) 3 + 4H 2 SO 4 + 11H 2 O + Tạo N 2 : 2FeS 2 + 6HNO 3 → 3N 2 + Fe 2 (SO 4 ) 3 + H 2 SO 4 + 2H 2 O 0,5đ 0,5đ 5 - Cho hỗn hợp rắn vào dung dịch HCl đặc dư. Cả 4 oxit đều tan trong HCl. Fe 2 O 3 + 6HCl → 2FeCl 3 + 3H 2 O Al 2 O 3 + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2 O BaO + 2HCl → BaCl 2 + H 2 O CuO + 2HCl → CuCl 2 + H 2 O - Cho tiếp dung dịch NH 3 dư vào, phần dung dịch thu được sau khi lọc gồm: BaCl 2 , [Cu(NH 3 ) 4 ](OH) 2 , NH 4 Cl, NH 3 dư. Phần kết tủa gồm:Al(OH) 3 và Fe(OH) 3 . Do các phản ứng xảy ra NH 3 + HCl → NH 4 Cl AlCl 3 + 3NH 3 + 3H 2 O → Al(OH) 3 + 3NH 4 Cl FeCl 3 + 3NH 3 + 3H 2 O → Fe(OH) 3 + 3NH 4 Cl Cu 2+ + 4NH 3 → [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ - Cho phần kết tủa vào dung dịch NaOH dư, chỉ có Al(OH) 3 bị hòa tan Al(OH) 3 + NaOH → Na[Al(OH) 4 ] Lọc lấy phần không tan là Fe(OH) 3 đem sấy khô rồi nung ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi, thu được Fe 2 O 3 . 2Fe(OH) 3 → Fe 2 O 3 + 3H 2 O - Phần nước lọc gồm Na[Al(OH) 4 ] và NaOH dư, tiếp tục sục khí CO 2 dư vào: CO 2 + NaOH → NaHCO 3 CO 2 + Na[Al(OH) 4 ] → Al(OH) 3 + NaHCO 3 Lọc lấy kết tủa Al(OH) 3 đem sấy khô rồi nung ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi, thu được Al 2 O 3 . 2Al(OH) 3 → Al 2 O 3 + 3H 2 O - Phần nước lọc gồm: BaCl 2 , [Cu(NH 3 ) 4 ](OH) 2 , NH 4 Cl, NH 3 dư. Đem đun nhẹ, lọc lấy kết tủa là Cu(OH) 2 rồi sấy khô và nung đến khối lượng không đổi. Thu được CuO [Cu(NH 3 ) 4 ](OH) 2 → Cu(OH) 2 + 4NH 3 Cu(OH) 2 → CuO + H 2 O - Cho dung dịch Na 2 CO 3 dư vào dung dịch sau khi lọc chứa: BaCl 2 , NH 4 Cl, NH 3 dư. Chỉ có BaCl 2 bị kết tủa bởi Na 2 CO 3 . BaCl 2 + Na 2 CO 3 → BaCO 3 + 2NaCl Lọc lấy kết tủa BaCO 3 nung ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi, thu được BaO. BaCO 3 → BaO + CO 2 . Chú ý: + Thí sinh có thể trình bày theo cách khác nhưng đúng thì vẫn cho điểm tối đa. + Tách được một chất hợp lý cho 0,5 điểm. 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 6 1 - Gọi x là số mol của Cl 2 trong hỗn hợp sản phẩm → số mol của CO 2 và H 2 O lần lượt là 2x và x mol. - Theo bảo toàn khối lượng ta có : X m + 2 O m = 2 CO m + OH m 2 + 2 Cl m ↔ 2,58 + 0,96 = 2 CO m + OH m 2 + 2 Cl m ↔ 3,54 = 88x + 18x +71x → x = 0,02 mol - Theo định luật bảo toàn nguyên tố oxi , dễ dàng tìm được n O trong X = 0,04 Gọi CTTQ của X có dạng : CxHyOzClt. Ta có : x : y : z : t = 0,04 : 0,04 : 0,04 : 0,04 = 1 : 1 : 1 : 1 Vậy CTĐGN của X là CHOCl 0,5đ 0,5đ 2 CxHy + O 2 → xCO 2 + y/2H 2 O 0,2 0,2x CO 2 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 ↓ + H 2 O Trang 4 0,4 0,4 2CO 2 + Ca(OH) 2 → Ca(HCO 3 ) 2 0,2 0,1 Ca(HCO 3 ) 2 → CaCO 3 ↓ + CO 2 + H 2 O 0,1 0,1 Suy ra 0,2x = 0,6 → x = 3 mà X là hidrocacbon no nên X có CTPT là C 3 H 8 và CTCT là CH 3 – CH 2 – CH 3 : propan C 3 H 6 và CTCT là : xiclopropan 0,5đ 0,5đ 7 1 a. Trong 8,9 gam A có : 0,3 mol C, 0,7 mol H, 0,1 mol N, 0,2 mol O Đặt công thức của A là C x H y O z N t . x: y : z : t = 0,3 : 0,7 : 0,2 : 0,1 = 3 : 7 : 2 : 1 - Vì là axit đơn chức nên A là C 3 H 7 O 2 N - CTCT: H 2 N-CH 2 -CH 2 -COOH: axit 3-aminopropanoic hoặc axit β -aminopropionic CH 3 -CH(NH 2 )-COOH: axit 2-aminopropanoic; axit α -aminopropionic hoặc alanin. - Phản ứng tạo polime n H 2 N – (CH 2 ) 2 – COOH 0 t → (-NH-CH 2 -CH 2 -CO-) n + n H 2 O n H 2 N – CH(CH 3 ) – COOH 0 t → (-NH-CH(CH 3 )-CO-) n + n H 2 O b. Giải thích: - A là aminoaxit, chúng tồn tại chủ yếu ở dạng ion lưỡng cực (hay muối nội) theo cân bằng: H 2 NRCOOH → ¬  + H 3 NRCOO - , do đó chúng kết tinh ở dạng rắn ở điều kiện thường. - Nước là dung môi phân cực nên dễ hòa tan A. 0,5đ 0,5đ 2 - A, B tác dụng với NaOH theo tỉ lệ mol 1: 2 tạo ra một muối và một ancol suy ra A, B là 2 este 2 chức. H 3 COOC-COOCH 3 + 2NaOH → NaOOC-COONa + 2CH 3 OH (A) HCOOCH 2 -CH 2 OOCH + 2NaOH → 2HCOONa + HOCH 2 -CH 2 OH (B) - C, D tác dụng với NaOH theo tỉ lệ mol 1 : 2 tạo ra muối, ancol và nước nên C, D chứa cả chức este và chức axit. Muối do C tạo ra cháy không tạo ra nước do đó C là: HOOC-COOC 2 H 5 , còn D là HOOC-CH 2 -COOCH 3 . HOOC-COOC 2 H 5 + 2NaOH → NaOOC-COONa + C 2 H 5 OH + H 2 O HOOC-CH 2 -COOCH 3 + 2NaOH → NaOOC-CH 2 -COONa + CH 3 OH + H 2 O 0,5đ 0,5đ 8 * Nhiệt phân AgNO 3 : 2AgNO 3 → 2Ag + 2NO 2 + O 2 x x x 0,5x A là Ag, B là hỗn hợp NO 2 , O 2 . 4NO 2 + 2H 2 O + O 2 → 4HNO 3 x 0,25x x C là dd HNO 3 loãng: 3Ag + 4HNO 3 → 3AgNO 3 + NO + 2H 2 O 3x/4 x Số mol HNO 3 thiếu. Số mol Ag trong A bị tan là 3x/4 vậy Ag không tan là x/4. %Ag không tan = 100%.0,25x/x = 25% * Nhiệt phân Fe(NO 3 ) 2 : 2Fe(NO 3 ) 2 → Fe 2 O 3 + 4NO 2 + 1/2O 2 y 0,5y 4y 0,5y 4NO 2 + H 2 O + O 2 → 4HNO 3 2y 0,5y 2y Số mol O 2 thiếu nên số mol HNO 3 là 2y 0,5đ 0,5đ Trang 5 3NO 2 + H 2 O→ 2HNO 3 + NO 2y 4y/3 Tổng số nol HNO 3 trong C 1 là 2y + 4y/3 = 10y/3. Hòa tan A 1 vào C 1 : Fe 2 O 3 + 6HNO 3 → 2Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 O 10y/3.6 10y/3 Số mol Fe 2 O 3 dư không tan = y-5y/9 = 4y/9 % Fe 2 O 3 không tan = 100.4y/9/y = 44,44% 0,5đ 0,5đ 9 1 - Các phản ứng hóa học xảy ra 2CH 4  → CLLNHQ 0 1500,, C 2 H 2 + 3H 2 3C 2 H 2  → CC 0 600, C 6 H 6 a) Điều chế 1,3-điclobenzen C 6 H 6 + HNO 3  → 0 42 ,tSOH C 6 H 5 NO 2 + H 2 O C 6 H 5 NO 2 + HNO 3  → 0 42 ,tSOH C 6 H 4 (NO 2 ) 2 + H 2 O 1,3-đinitrobenzen C 6 H 4 (NO 2 ) 2 + 12H  → +HClZn C 6 H 4 (NH 2 ) 2 + 4H 2 O 1,3-điaminobenzen C 6 H 4 (NH 2 ) 2 + 2HNO 2 + 2HCl  → − C 0 50 C 6 H 4 (N 2 Cl) 2 + 4H 2 O 1,3-điazonicloruabenzen C 6 H 4 (N 2 Cl) 2 → 0 t C 6 H 4 Cl 2 + 2N 2 1,3-điclobenzen b) Điều chế Cao su Buna – S. C 2 H 2 + HCl  → − C 0 200120 CH 2 =CH-Cl C 6 H 6 + CH 2 =CH-Cl  → 0 3 ,tAlCl C 6 H 5 -CH=CH 2 + HCl 2C 2 H 2  → CClNHCuCl 0 4 100,, CH 2 =CH-C≡CH CH 2 =CH-C≡CH + H 2  → 1:1,, 0 tPd CH 2 =CH-CH=CH 2 nCH 2 =CH-CH=CH 2 +nC 6 H 5 -CH=CH 2  → trunghop (-CH 2 -CH=CH-CH 2 -CH(C 6 H 5 )-CH 2 -) n Cao su buna – S 0,5đ 0,5đ 2 * Khối lượng mỗi phần là: 7,1 3,55 2 gam = * Phần 1: Đốt cháy 2 2 7,7 2,25 0,175 ; 0,125 44 18 CO H O n mol n mol= = = = Áp dụng bảo toàn nguyên tố: 2 2 3,55 12. 2. 3,55 12.0,175 2.0,125 1,2 O CO H O m n n gam ⇒ = − − = − − = ⇒ 1,2 0,075 16 O n n mol = = = 2andehit trong mçiphÇn * Phần 2: 21,6 0,2 108 Ag n mol= = ⇒ 0,2 8 2 0,075 3 Ag n n = = > 2andehit trongmçiphÇn ⇒ phải có một andehit là HCHO andehit fomic (metanal) Đặt CT của andehit còn lại là: n m C H CHO Trong mỗi phần gồm: x mol HCHO và y mol n m C H CHO Ta có : 3 3 3 3 / / 2 1 2 4 ; 2 4 2 AgNO NH AgNO NH m m k HCHO Ag C H CHO Ag x mol x mol y mol y mol + − → → ⇒ 0,075 0,025 4 2 0,2 0,05 x y x x y y + = =   ⇒   + = =   Bảo toàn nguyên tố C và H ta có: 0,5đ Trang 6 ( 1) 0,175 0,025 0,05( 1) 0,175 2 2 ( 1) 2.0,125 0,025.2 0,05( 1) 0,25 3 n m n m C HCHO C H CHO H HCHO C H CHO n n n n n n n n m n m m = + + =  + + = =    ⇒ ⇒    = + + = + + = =     ⇒ CTCT của andehit còn lại là : CH 2 =CH-CHO andehit acrylic hay propenal 0,5đ 10 * Dụng cụ thí nghiệm và hóa chất * Tiến hành thí nghiệm 1đ 1đ Chú ý: Học sinh làm cách khác nếu đúng vẫn cho điểm tối đa. Trang 7 Dụng cụ thí nghiệm - Giá sắt - Ống nghiệm - Đèn cồn - Dây dẫn khí - Bình làm khô Hóa chất - NH 4 Cl và Ca(OH) 2 hoặc dung dịch NH 3 - Chất làm khô CaO . ho¸ ĐỀ CH NH THÍ ỨC HƯỚNG DẪN CHẤM KỲ THI HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH Năm học: 2013 -2014 Môn thi: HÓA HỌC Lớp 12 Bổ túc-THPT Ngày thi: 21/03 /2014 Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Hướng. tạo thanh hoá CHNH THC Kỳ thi học sinh giỏi CP tỉnh Nm hc: 2013 -2014 Mụn thi: HểA HC Lp 12 B tỳc-THPT Ngy thi: 21/03 /2014 Thi gian: 180 phỳt (khụng k thi gian giao ) thi ny cú 10 cõu, gm 02. 1s 2 2s 2 2p 5 0,5đ 0,5đ 2 - Tính chất hóa học đặc trưng của Na : tính khử mạnh Na → Na + +1e VD: 2Na + Cl 2 → 2NaCl - Tính chất hóa học đặc trưng của F: tính oxi hóa mạnh F + 1e → F - VD: S