SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP NĂM HỌC 2015-2016 ĐỀ THI MÔN: HÓA HỌC Thời gian làm bài: 150 phút, không kể thời gian giao đề ĐỀ CHÍNH THỨC Cho:H=1; C=12; N=14; O=16; Na=23; Mg=24; Al=27; P=31; Cl=35,5; K=39; Ca=40; Fe=56; Cu=64; Zn=65; Br=80; Ag=108; I=127, Ba=137 Câu (1,5 điểm) 1) Nêu giải thích tượng xảy thí nghiệm sau: a) Dẫn khí clo vào cốc đựng nước, nhúng mNu giấy quỳ tím vào dung dịch thu b) Cho dây sắt quấn hình lò xo (đã nung nóng đỏ) vào bình đựng khí clo 2) Từ dung dịch H2SO4 98% (D = 1,84 g/ml) nước cất, tính toán nêu cách pha chế 460 ml dung dịch H2SO4 0,5M (các dụng cụ thí nghiệm có đủ) Câu (1,0 điểm) Cho khí A, B, D, E (khác nhau) thỏa mãn sơ đồ phản ứng sau: (1) A + AlCl3 + H2O  (2) B + FeCl3  → tạo kết tủa → tạo kết tủa vàng (3) E + NaOH  (4) E + D + H2O  → tạo muối → tạo axit (5) B + D  (6) A + B  → tạo chất rắn màu vàng → tạo muối Tìm chất A, B, D, E thích hợp viết phương trình phản ứng xảy Câu (1,0 điểm) Cho sơ đồ biến hóa sau: PE (10) A (1) B (2) X (3) D (4) E (8) (5) F L (9) (6) G (7) H PVC Hãy gán chất: C4H10, CH4, C2H4, C2H2, CH3COONa, CH3COOH, C2H5OH, CH3COOC2H5, CH2=CHCl ứng với chữ (không trùng lặp) viết phương trình phản ứng (có ghi rõ điều kiện) sơ đồ biến hóa Câu (1,0 điểm) Cho m gam chất rắn A (nguyên chất) tan hết 200 ml dung dịch HNO3 1M thu 0,448 lít khí (đktc) dung dịch B chứa chất tan Cô cạn cNn thận dung dịch B thu 14,52 gam chất rắn khan Xác định chất rắn A (Biết: A + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O) Câu (1,0 điểm) X dung dịch Al2(SO4)3, Y dung dịch Ba(OH)2 Trộn 200 ml dung dịch X với 300 ml dung dịch Y thu 8,55 gam kết tủa Trộn 200 ml dung dịch X với 500 ml dung dịch Y thu 12,045 gam kết tủa Tính nồng độ mol/l dung dịch X Y Câu (1,5 điểm) Hòa tan hoàn toàn 11,2 gam kim loại R dung dịch H2SO4 đặc, nóng, dư thu SO2 Hấp thụ hết khí SO2 vào 350 ml dung dịch NaOH 2M, cô cạn dung dịch sau phản ứng, thu 41,8 gam chất rắn khan Mặt khác, hòa tan 8,4 gam kim loại R vào 200 ml dung dịch HCl 2M thu dung dịch A Cho dung dịch A tác dụng với dung dịch AgNO3 dư thu m gam kết tủa Tính m (Biết phản ứng xảy hoàn toàn, NO sản phNm khử N+5) Câu (1,0 điểm) Cho 9,34 gam hỗn hợp A gồm MgCl2, NaBr, KI tác dụng với 700 ml dung dịch AgNO3 0,2M, thu dung dịch D kết tủa B Lọc kết tủa B, cho 2,24 gam bột Fe vào dung dịch D thu chất rắn F dung dịch E Cho F vào dung dịch HCl dư tạo 0,448 lít H2 (đktc) Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch E, thu kết tủa G Nung G không khí đến khối lượng không đổi, thu 2,4 gam chất rắn Biết phản ứng xảy hoàn toàn Tính khối lượng kết tủa B Câu (2,0 điểm) 1) Đốt cháy hoàn toàn 7,8 gam hiđrocacbon X thu 26,4 gam CO2 Tỉ khối X so với H2 39 X không làm màu dung dịch brom Tìm công thức phân tử viết công thức cấu tạo X 2) Hỗn hợp Y gồm etan, etilen axetilen Đốt cháy hết 4,48 lít Y (đktc) dẫn sản phNm cháy qua dung dịch Ba(OH)2 dư, thấy khối lượng dung dịch thu giảm 53,1 gam so với dung dịch Ba(OH)2 ban đầu Dẫn 2,85 gam Y qua bình đựng dung dịch brom dư, thấy khối lượng bình brom tăng 1,35 gam Dẫn 5,6 lít Y (đktc) qua dung dịch AgNO3/NH3 dư, thu m gam kết tủa Biết phản ứng xảy hoàn toàn a) Tính % thể tích chất hỗn hợp Y b) Tính m Hết Thí sinh không sử dụng bảng tuần hoàn Cán coi thi không giải thích thêm Họ tên thí sinh: Số báo danh SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC ĐÁP ÁN KÌ THI CHỌN HSG LỚP NĂM HỌC 2015-2016 ĐỀ THI MÔN: HÓA HỌC Thời gian làm bài: 150 phút, không kể thời gian giao đề Câu NỘI DUNG a.Hiện tượng: Sắt cháy sáng tạo khói màu nâu đỏ Giải thích: Sắt cháy clo tỏa nhiệt mạnh sáng tạo khói màu nâu đỏ hạt tinh thể FeCl3: o t 2Fe + 3Cl2  → 2FeCl3 1.b Hiện tượng: Nước clo có màu vàng lục, mùi hắc khí clo Giấy quỳ tím chuyển sang màu đỏ, sau màu  → HCl + HClO Giải thích: Cl2 + H2O ←  Nước clo dung dịch hỗn hợp chất Cl2, HCl HClO nên có màu vàng lục mùi hắc khí clo Lúc đầu dung dịch axit làm quỳ tím hóa đỏ, nhung nhanh chóng bị màu tác dụng oxi hóa mạnh HClO 2 Tính toán: - Trong 460 ml dd H2SO4 0,5M có 0,5.0,46.98 = 22,54 gam H2SO4 - Khối lượng dd H2SO4 98% cần lấy: 22,54.100/98 = 23 gam - Vdd H2SO4 98% = 23/1,84 = 12,5 (ml) Cách pha chế: - Dùng cốc đong lấy 300 ml nước cho vào bình có vạch đo thể tích, dung tích khoảng 500 ml - Tiếp theo dùng cốc đong lấy 12,5 (ml) dd H2SO4 98%, cho từ từ theo đũa thủy tinh vào bình khuấy - Thêm từ từ nước vào bình đến thể tích dd đạt 460 ml, khuấy thu dd theo yêu cầu Chú ý: HS cho nước vào axit H2SO4 đặc không cho điểm A: NH3; B: H2S; D: SO2; E: Cl2 Hoặc: A: NH3; B: H2S; D: O2; E: NO2 (1) 3NH3 + AlCl3 + 3H2O  → Al(OH)3↓ + 3NH4Cl (2) H2S + 2FeCl3  → S + 2FeCl2 + 2HCl (3) Cl2 + 2NaOH  → NaCl + NaClO + H2O Hoặc 2NO2 + 2NaOH  → NaNO3+ NaNO2 + H2O (4) Cl2 + SO2 + 2H2O  → 2HCl + H2SO4 Hoặc 4NO2 + O2 + 2H2O  → 4HNO3 (5) SO2 + 2H2S  → 3S + 2H2O Hoặc 2H2S + O2  → 2S + 2H2O (6) NH3 + H2Sdư  → NH4HS Hoặc 2NH3dư + H2S  → (NH4)2S Gán chất sau: A: C4H10; B: CH3COOH; X: CH3COONa; D:CH4; E: C2H2; F: C2H4 ; G: C2H5OH; H: CH3COOC2H5; L: CH2 = CHCl PTHH: 2C4H10 + CH3COOH t 4CH3COOH + 2H2O → → CH3COONa + H2O 5O2 + NaOH t CH3COONa(r) + NaOH(r)  → CH4 + Na2CO3 CaO 2CH4 (3) 1500 C  → C2H2 + 3H2 lam lanh nhanh t  → Pd C2H2 + H2 (4) C2H4 H SO4l  → C2H4 + H2O (1) (2) (5) C2H5OH 6) H SO4 đăc ,t  → CH3COOC2H5 + H2O CH3COOH + C2H5OH ←  P ,t , xt  → nCH2 = CH2 (- CH2 - CH2-)n , xt CH ≡ CH + HCl t  → CH2 = CHCl nCH2 = CHCl → (- CH2 - CHCl-)n P ,t , xt (PE) (7) (8) (9) (PVC) (10) Vì A + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O A là: Fe , FeO; Fe3O4; Fe(NO3)2; Fe(OH)2 Gọi nA = x ; nNO = 0,02 (mol); đề cho n Fe(NO3 )3 = 14,52 = 0,06 (mol) 242 Gọi a số oxi hóa Fe A: Fe+a → Fe+3 + (3 – a)e 0,06 (3 – a).0,06 N + 3e → N +5 +2 0,06 0,02 Bảo toàn(e)→ (3-a) 0,06= 3.0,02 → a =2 → Acó thể hợp chất FeO; Fe(NO3)2; Fe(OH)2 (Không thể Fe3O4 Fe3O4 có số oxh trung bình +8/3) - Lại có: n N/HNO3 = 0, (mol) = n NO + 3n Fe(NO3 )3 = 0, 02 + 0, 06.3 → A không chứa N → Fe(NO3)2 - Nếu A FeO 3FeO + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O 0,06 0,2 0,06 0,02 0,1 - Bảo toàn khối lượng: mA= 0,06.72 +0,2.63 - 0,02.30 - 18 0,1 =14,52 gam (thỏa mãn) - Nếu Fe(OH)2: Fe(OH)2+ HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O 0,06 0,2 0,06 0,02 0,16 Theo bảo toàn H => nH2O = 0,16 Theo bảo toàn khối lượng ta có: m muối= 0,06.90+ 0,2.63-0,02.30-0,16.18=14,52gam (thỏa mãn) Vậy A FeO Fe(OH)2 Theo đề suy thí nghiệm Al2(SO4)3 dư thí nghiệm Mặt khác mkết tủa (1): mkết tủa (2) ≠ 3/5 => TN 2: Al2(SO4)3 hết Gọi nồng độ Al2(SO4)3 Ba(OH)2 x, y Ta có: Thí nghiệm Al2(SO4)3 + 3Ba(OH)2  → 2Al(OH)3↓ + 3BaSO4↓ (1) 0,3y 0,2y 0,3y (mol) Loại m↓ = 0,2y 78 + 0,3y 233 = 8,55 → y = 0,1 → CM (Ba(OH)2) = 0,1M Ta có: Thí nghiệm Al2(SO4)3 + 3Ba(OH)2  → 2Al(OH)3↓ + 3BaSO4↓ (2) 0,2x 0,6x 0,4x 0,6x (mol) Sau phản ứng nBa (OH )2 du = 0,05 – 0,6x Xảy tiếp phản ứng: 2Al(OH)3 + Ba(OH)2  → Ba(AlO2)2 + 4H2O (3) TH1: Nếu Al(OH)3 dư: n Al ( OH )3 du = 0,4x – 2.(0,05-0,6x) = 1,6x -0,1 mol m↓ = (1,6x – 0,1).78 + 0,6x.233 = 12,045 → x = 0,075 → CM (Al2(SO4)3) =0,075M TH2: Nếu Al(OH)3 tan hết theo phản ứng ta có: 0, 4x ≤ ( 0, 05 − 0, 6x ) (loại)  0, x.233 = 12, 045 Các phản ứng xảy ra: SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O SO2 + NaOH → NaHSO3 * Nếu chất rắn Na2SO3 khối lượng là: 0,35 126 = 44,1g * Nếu chất rắn NaHSO3 khối lượng là: 0,7 104 = 72,8g Chất rắn thu cô cạn dung dịch 41,8g < (44,1 ; 72,8) → chất rắn thu gồm Na2SO3 NaOH dư - Đặt số mol Na2SO3 x → số mol NaOH dư 0,7-2.x Ta có: 126.x + (0,7-2x).40 = 41,8 → x = 0,3 mol = nSO2 Ptpư: 2R + 2nH2SO4 → R2(SO4)n + nSO2 + 2n H2O => nR = 0,6/n→ MR =56/n → n=3, R =56 (Fe) Khi cho Fe tác dụng với dung dịch HCl có phản ứng: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑ 0,15 0,15 → 0,3 => Dung dịch A sau phản ứng có: 0,15 mol FeCl2 0,1 mol HCl dư - Khi cho dung dịch AgNO3 dư vào dung dịch A có phản ứng: AgNO3 + FeCl2 → 2AgCl↓ + Fe(NO3)2 AgNO3 + HCl → AgCl↓ + HNO3 3Fe(NO3)2 + 4HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO + 2H2O Fe(NO3)2 + AgNO3→ Fe(NO3)3 + Ag↓ Từ (1,2) => nAgCl = nHCl + 2nFeCl2 = 0,1 + 0,15.2 = 0,4 mol Phản ứng (3) xảy sau đến (4) Từ (3) => n Fe(NO3)2 (ở 3) = 0,75.nHNO3 = 0,75.0,1=0,075 mol => n Fe(NO3)2 (ở 4) = nAg = 0,15 -0,075 =0,075 mol => Khối lượng kết tủa thu sau phản ứng m↓ = mAgCl + mAg = 0,4.143,5 + 0,075.108 = 65,5 (g) (1) (2) (3) (4) Gọi a, b, c số mol MgCl2, NaBr, KI PTHH phản ứng: MgCl2 + 2AgNO3 → 2AgCl↓ + Mg(NO3)2 (1) NaBr + AgNO3 → AgBr↓ + NaNO3 KI + AgNO3 → AgI↓ + KNO3 (2) (3) D tác dụng với Fe → D có AgNO3 dư Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag (4) F tác dụng với HCl tạo H2 → F có Fe dư Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 Fe(NO3)2 + 2NaOH → Fe(OH)2 ↓ + 2NaNO3 Mg(NO3)2 + 2NaOH → Mg(OH)2 + 2NaNO3 2Fe(OH)2 + 1/2O2 + H2O → 2Fe(OH)3↓ o t 2Fe(OH)3↓  → Fe2O3 + 3H2O (5) (6) (7) (8) (9) o t Mg(OH)2  → MgO + H2O (10) nFe = 0,04 (mol) Theo (5) n Fe d− = n H2 = 0,448 = 0,02 (mol) ; n AgNO3 (4) = 0,02.2 = 0,04 (mol) 22,4 → nFe pư = 0,04 – 0,02 = 0,02 (mol) Theo (1), (2), (3) → n AgNO3 = 0,7.0,2 – 0,04 = 2a+b+c = 0,1 (I) Từ (6), (7), (8), (9), (10) → mrắn = m Fe2O3 + m MgO = 160.0,01+ 40a = 2,4 → a = 0,02 ( II) mA = 95.0,02 + 103b + 166c = 9,34 (gam) → 103b + 166c = 7,44 (III) 2a + b + c = 0,1 a = 0,02   Từ (I), (II), (III) ta có hệ: a = 0,02 ⇔ b = 0,04 103b + 166c = 7,44 c = 0,02   Vậy khối lượng kết tủa B là: mB = mAgCl + mAgBr+ mAgI = 143,5.0,04+188.0,04+235.0,02 = 17,96 gam Đặt CTPT X CxHy n CO2 = 26,4 7,8 = 0,6 (mol); MX = 39.2 = 78 (đvC) → n X = = 0,1 (mol) 44 78 CxHy + (x + 0,1 →x= y y )O2 → xCO2 + H2O 0,6 (mol) 0, = → y = 78 – 6.12 = → CTPT X: C6H6 0,1 X kh«ng lµm mÊt mµu dung dÞch brom → X benzen → CTCT X:  X cã CTPT lµ C H 2.a Đặt số mol C2H6, C2H4 C2H2 4,48 lít hỗn hợp Y x, y, z → x+y+z= 4, 48 = 0, (mol) 22, (1) Phương trình cháy: C2H6 + x O2 → 2CO2 + 3H2O → 2x → 3x (mol) C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O → 2y y C2H2 + z → 2y (mol) O2 → 2CO2 + H2O → 2z → z (mol) → n CO2 = 2x + 2y + 2z = 2.0,2 = 0,4 (mol) Đặt số mol H2O a (mol) CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 ↓ + H2O → 0,2 Khối lượng dung dịch giảm: 0,2 (mol) mgiảm = m BaCO3 - (m CO2 + m H2 O ) → 0,4.197 – (0,2.44 + 18a) = 53,1 → a = 0,45 → 3x + 2y + z = 0,45 (2) Đặt số mol C2H6, C2H4 C2H2 2,85 gam hỗn hợp X kx, ky, kz → 30kx + 28ky + 26kz = 2,85 CH2=CH2 + Br2 → CH2Br-CH2Br CH ≡ CH + 2Br2 → CHBr2-CHBr2 Khối lượng bình brom tăng khối lượng C2H4 C2H2 phản ứng → 28ky + 26kz = 1,35 → 30kx = 1,5 → 28ky + 26kz 1,35 = ⇔ 21y + 19,5z = 20,25x (3) 30kx 1,5 Giải hệ phương trình (1), (2), (3) được: x = 0,1; y = 0,05; z = 0,05 0,1.100% = 50%; 0, 0, 05.100% = % VC2 H = = 25% 0, → % VC2 H6 = % VC2 H 2.b 5,6 lít X có n C2 H2 = 0, 05.5, = 0, 0625 (mol) 4, 48 C2H2 + 2AgNO3 + 2NH3 → C2Ag2 + 2NH4NO3 0,0625 0,0625 (mol) → m = 0,0625.240 = 15 (gam) ...SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC ĐÁP ÁN KÌ THI CHỌN HSG LỚP NĂM HỌC 2015- 2016 ĐỀ THI MÔN: HÓA HỌC Thời gian làm bài: 150 phút, không kể thời gian giao đề Câu NỘI DUNG a.Hiện tượng: Sắt... quỳ tím hóa đỏ, nhung nhanh chóng bị màu tác dụng oxi hóa mạnh HClO 2 Tính toán: - Trong 460 ml dd H2SO4 0,5M có 0,5.0,46 .98 = 22,54 gam H2SO4 - Khối lượng dd H2SO4 98 % cần lấy: 22,54.100 /98 = 23... (7) (8) (9) (PVC) (10) Vì A + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O A là: Fe , FeO; Fe3O4; Fe(NO3)2; Fe(OH)2 Gọi nA = x ; nNO = 0,02 (mol); đề cho n Fe(NO3 )3 = 14,52 = 0,06 (mol) 242 Gọi a số oxi hóa Fe