Đề thi chọn HSG Hóa 11 cấp cụm cụm Sơn Động- Bắc Giang

Së gd - ®t b¾c giang Côm s¬n ®éng ®Ò thi chän häc sinh giái cÊp côm M«n ho¸ häc líp 11 Thêi gian: 150 phót (kh«ng kÓ thêi gian ph¸t ®Ò) C©u I ( ®iÓm): 1) Cã 3 èng nghiÖm, mçi èng chøa 2 cation vµ 2 anion (kh«ng trïng lÆp) trong sè c¸c ion sau : NH4+, Na+, Ag+, Ba2+, Mg2+, Al3+ , Cl–, Br–, NO3–, CO32–, SO42–, PO43–. H·y x¸c ®Þnh c¸c cation vµ anion trong tõng èng nghiÖm. 2) Cho 5 dd : Na2CO3 , FeCl3 , NaOH, Al2(SO4)3 , AgNO3 . ViÕt c¸c ph-¬ng tr×nh ph¶n øng x¶y ra (nÕu cã) khi lÇn l-ît cho mét dung dÞch nµy ph¶n øng víi c¸c dung dÞch cßn l¹i. 3) Cã 5 chÊt bét mµu tr¾ng ®ùng trong 5 b×nh riªng biÖt bÞ mÊt nh·n hiÖu lµ: NaCl, Na2CO3, Na2SO4, BaCO3 vµ BaSO4. ChØ ®-îc dïng thªm n-íc vµ CO2 h·y tr×nh bµy c¸ch ph©n biÖt tõng chÊt. C©u II ( ®iÓm): Hoµ tan hoµn toµn 4,24 gam Na2CO3 vµo n-íc thu ®-îc dung dÞch A. Cho tõ tõ tõng giät 20,00 gam dung dÞch HCl nång ®é 9,125% vµo A vµ khuÊy m¹nh. TiÕp theo cho thªm vµo ®ã dung dÞch chøa 0,02 mol Ca(OH)2. 1. H·y cho biÕt nh÷ng chÊt g× ®-îc h×nh thµnh vµ l-îng c¸c chÊt ®ã. ChÊt nµo trong c¸c chÊt ®ã cßn l¹i trong dung dÞch. 2. NÕu cho tõ tõ tõng giät dung dÞch A vµo 20,00 gam dung dÞch HCl nång ®é 9,125% vµ khuÊy m¹nh, sau ®ã cho thªm dung dÞch chøa 0,02 mol Ca(OH) 2 vµo dung dÞch trªn. H·y gi¶i thÝch hiÖn t-îng x¶y ra vµ tÝnh khèi l-îng c¸c chÊt t¹o thµnh sau ph¶n øng. Gi¶ thiÕt c¸c ph¶n øng x¶y ra hoµn toµn. C©u III ( ®iÓm): Khi cracking butan t¹o ra hçn hîp gåm farafin vµ olefin trong ®ã cã hai chÊt A vµ B .Tû khèi cña B so víi A lµ 1,5 . T×m A, B. Tõ A t×m ®-îc ë trªn ,viÕt c¸c ph¶n øng chuyÓn ho¸ theo s¬ ®å sau: Br2 NaOH CuO Cu(OH)2 H2SO4 A ⎯⎯→ A1 ⎯⎯→ A2 ⎯⎯→A3 ⎯⎯→A4 ⎯⎯→ A5 NaOH C©u IV ( ®iÓm): Chia 2,2 gam hçn hîp gåm Fe vµ kim lo¹i M cã ho¸ trÞ kh«ng ®æi thµnh hai phÇn b»ng nhau. Hoµ tan phÇn 1 b»ng dung dÞch HCl thu ®-îc 0,896 lit H2 (®ktc). Hoµ tan hoµn toµn phÇn 2 trong dung dÞch HNO3 ®Æc nãng thu ®-îc 2,016 lÝt NO2 (®ktc) . 1) X¸c ®Þnh M. 2) TÝnh % khèi l-îng cña mçi kim lo¹i trong hçn hîp ®Çu . C©u V ( ®iÓm): Mét hîp chÊt h÷u c¬ A chøa c¸c nguyªn tè C, H, O . Khi ®èt ch¸y A ph¶i dïng mét l-îng O2 b»ng 8 lÇn l-îng O2 cã trong hîp chÊt A vµ thu ®-îc CO2 vµ H2O theo tû lÖ khèi l-îng 22 : 9. T×m c«ng thøc ®¬n gi¶n cña A, t×m c«ng thøc ph©n tö cña A biÕt r»ng 2,9 gam A khi cho bay h¬i ë 54,6 oC , 0,9 atm cã thÓ tÝch ®óng b»ng thÓ tÝch cña 0,2 gam He ®o ë cïng nhiÖt ®é ¸p suÊt. ViÕt c¸c c«ng thøc cÊu t¹o cã thÓ cã cña A dùa vµo thuyÕt cÊu t¹o ho¸ häc. --HÕt--- H-íng dÉn chÊm C©u C©u I 1/ (.00) 2/ (.00) 3/ (.00) C©u II Néi dung èng nghiÖm 1: NH4+, Na+, CO32-, PO4èng nghiÖm 1: Ag+, Mg2+, NO3-, SO42èng nghiÖm 1: Ba2+, Al3+, Cl-, BrC¸c ptp-: 1. 3Na2CO3 + 2FeCl3 + 3H2O → 6NaCl + 2Fe(OH)3 + 3CO2 2. 3Na2CO3 + Al2(SO4)3 + 3H2O → 3Na2SO4 + 2Al(OH)3 + 3CO2 3. Na2CO3 + 2AgNO3 → 2NaNO3 + Ag2CO3  4. FeCl3 + 3NaOH → 3NaCl +Fe(OH)3  5. FeCl3 + 3AgNO3 → Fe(NO3)3 + 3AgCl  6. Al2(SO4)3 + 6NaOH → 3Na2SO4 + 2Al(OH)3  7. Al(OH)3 + NaOHd- → NaAlO2 + 2H2O 8. Al2(SO4)3 + 6AgNO3 → 2Al(NO3)3 + 3Ag2SO4  + LÊy mÉu thö tõ c¸c chÊt trªn + Hoµ tan lÇn l-ît tõng chÊt vµo n-íc - C¸c chÊt tan t¹o dung dÞch lµ: NaCl; Na2CO3; Na2SO4 - C¸c chÊt kh«ng tan lµ: BaCO3; BaSO4 + Hoµ tan hai chÊt kh«ng tan trong n-íc vµo n-íc cã CO2: - ChÊt tan dÇn t¹o thµnh dung dÞch lµ: BaCO3 Ptp-: BaCO3 + CO2+ H2O → Ba(HCO3)2 tan - ChÊt kh«ng tan cßn l¹i lµ: BaSO4 + Dïng dung dÞch Ba(HCO3)2 võa ®iÒu chÕ ®-îc cho t¸c dông víi c¸c dung dÞch NaCl; Na2CO3; Na2SO4 ë trªn: - Hai dung dÞch cã kÕt tña tr¾ng xuÊt hiÖn lµ Na2CO3; Na2SO4 Ptp-: 1, Ba(HCO3)2 + Na2CO3 → BaCO3  + 2NaHCO3 2, Ba(HCO3)2 + Na2SO4 → BaSO4  + 2NaHCO3 - Dung dÞch kh«ng cã hiÖn t-îng g× lµ NaCl Läc lÊy kÕt tña ë trªn ®em hoµ tan trong n-íc cã CO2, kÕt tña tan lµ BaCO3, dung dÞch ban ®Çu lµ Na2CO3; ChÊt cßn l¹i lµ Na2SO4 Thang ®iÓm 1/ (.00) 4, 24 20.9,125 = 0,04 mol ; nHCl = = 0,05 mol ; 106 100.36,5 nCa(OH )2 = 0,02 mol Cho tõ tõ dung dÞch HCl vµo dung dÞch A: 1. Na2CO3 + HCl → NaHCO3 + NaCl 2. NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2  + H2O nNaHCO = nHCl (1) = nNa CO = 0,04 mol ; nNa2CO3 = 3 2 3 nNaHCO3 (2) = nHCl (2) = 0,05 − 0,04 = 0,01mol ; Sau ph¶n øng 1; 2 trong dung dÞch cã: NaCl ( nNaCl = nHCl = 0,05 mol ) NaHCO3( nNaHCO = 0,03mol ) 3 Cho tiÕp vµo ®ã dung dÞch Ca(OH)2: 3. 2NaHCO3 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2 + 2NaOH 4. Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3  + 2H2O 1 Theo (3): nCa( HCO3 )2 (3) = nCa (OH )2 (3) = nNaHCO3 = 0,015 mol ; 2 nNaOH = nNaHCO = 0,03mol 3 Theo (4): nCa( HCO ) (4) = nCa(OH ) (4) = 0,02 − 0,015 = 0,005 mol ; 3 2 2 nCaCO = 2nCa(OH ) (4) = 2.0,005 = 0,01mol ; 3 2 Sau ph¶n øng 3, 4 s¶n phÈm thu ®-îc gåm: NaCl (0,05 mol) tån t¹i trong dd; NaOH(0,03 mol) Ca(HCO3)2 ( nCa( HCO ) = 0,015 − 0,005 = 0,01mol ) tån t¹i trong dd 3 2 CaCO3 (0,01 mol) t¸ch ra khái dung dÞch mNaCl = 0,05.58,5 = 2,925 gam ; mNaOH = 0,03.40 = 1, 2 gam mCa( HCO ) = 0,01.162 = 1,62 gam ; mCaCO = 0,01.100 =1gam 3 2 2/ (.00) 3 Cho tõ tõ dung dÞch A vµo dung dÞch HCl: 1. Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2  + H2O 1 1 nNa2CO3 (1) = nHCl = .0,05 = 0,025 mol  nNa2CO3bd ; 2 2 Sau ph¶n øng 1, trong dung dÞch cßn: NaCl (0,05 mol); Na2CO3 (0,04 – 0,025 = 0,015 mol) Cho tiÕp dung dÞch Ca(OH)2 vµo: 2. Ca(OH)2 + Na2CO3 → CaCO3  + 2NaOH Sau ph¶n øng 2, s¶n phÈm thu ®-îc gåm: NaCl (0,05 mol); NaOH( nNaOH = 2.nNa CO = 2.0,015 = 0,03 mol ) 2 CaCO3 ( nCaCO = nNa CO = 0,015 mol ); 3 2 3 Ca(OH)2 d- (0,02 – 0,015 = 0,005 mol); 3 Khèi l-îng s¶n phÈm: mNaCl = 0,05.58,5 = 2,925 gam ; mNaOH = 0,03.40 = 1, 2 gam ; mCaCO = 0,015.100 =1,5 gam ; mCa(OH ) = 0,005.74 = 0,37 gam 3 C©u III (.00) 2 Crakinh butan: 1. C4H10 → CH4 + C3H6 2. C4H10 → C2H4 + C2H6 B Ta cã: d = 1,5 => B lµ C3H6; A lµ C2H4 A C¸c ptp-: 1. CH2 = CH2 + Br2 → CH2Br – CH2Br A1 2. CH2Br – CH2Br + 2NaOH → CH2OH – CH2OH + 2NaBr A2 t0 3. CH2OH – CH2OH + 2CuO ⎯⎯→ CHO – CHO + 2Cu + 2H2O A3 4. CHO – CHO+ 4Cu(OH)2+ 2NaOH → NaOOC – COONa + 2Cu2O + 6H2O A4 5. NaOOC – COONa + H2SO4 → HOOC – COOH + Na2SO4 A5 C©u IV 1/ (.00) 2/ Gäi x, y lÇn l-ît lµ sè mol Fe, M trong mét phÇn; a lµ ho¸ trÞ cña M PhÇn 1: Hoµ tan trong HCl 1. Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 a 2. M + aHCl → MCla + H2 2 a a 0,896 nH 2 = nFe + nM = x + y = = 0,04mol 2 2 22, 4 PhÇn 2: Hoµ tan trong HNO3: 3. Fe + 6HNO3 → Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O 4. M + 2aHNO3 → M(NO3)a + aNO2 + aH2O 2,016 nNO2 = 3nFe + a.nM = 3x + ay = = 0,09mol 22, 4 0,06 Tõ (*) vµ (**) suy ra: x = 0,01 mol; ay = 0,06 mol => y = a 0,06 Theo gt: mhh = 1,1 = 56x + My = 56. 0,01 + M a  M = 9a  a = 3 vµ M = 27 (Al) lµ phï hîp a = 3 => y = 0,02 mol (*) (**) (.00) Thµnh phÇn % khèi l-îng mçi kim lo¹i trong hçn hîp ®Çu: 56.0,01 .100 = 50,91% ; %Al = 49,09% %Fe = 1,1 C©u V CTPT cña A lµ: CxHyOz (x, y,z nguyªn) y z y Ptp-: CxHyOz + ( x + − )O2 → xCO2 + H2O 4 2 2 Ta cã: mCO : mH O = 44 x :9 y = 22 : 9 => y = 2x 2 2 mO2 ( pu ) = 8mO( A)  32.( x + y z − ) = 8.16 z  3 z = x 4 2  CT§G cña A lµ: (C3H6O)n Sè mol A ë 54,6oC , 0,9 atm lµ: n A = nHe = 0, 2 = 0,05mol 4 2,9 = 58 = 58n =>n = 1 0,05  CTPT cña A lµ C3H6O C¸c CTCT cã thÓ cã cña A: 1. CH3 – CH2 – CH=O 2. (CH3)2 – C =O 3. CH2 = CH – CH2OH 4. CH2 = CH – O – CH3  MA = M A = Ghi chó: Häc sinh cã thÓ lµm theo nhiÒu c¸ch nh-ng nÕu ®óng th× vÉn cho ®iÓm tèi ®a.