Đề thi học sinh giỏi hóa cấp tỉnh lớp 12, năm học 2011- 2012 Tỉnh Hải Dương

Chia sẻ: Bach Tinh Tinh | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

516
lượt xem 78
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

1. Chỉ dùng thêm phương pháp đun nóng, hãy nêu cách phân biệt các dung dịch mất nhãn chứa từng chất sau: NaHSO4, KHCO3, Mg(HCO3)2, Na2SO3, Ba(HCO3)2. 2. Cho sơ đồ các phương trình phản ứng: (1) (X) + HCl  (X1) + (X2) + H2O (5) (X2) + Ba(OH)2  (X7) (2) (X1) + NaOH  (X3) + (X4) (6) (X7) +NaOH  (X8) + (X9) + … (3) (X1) + Cl2 ...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề thi học sinh giỏi hóa cấp tỉnh lớp 12, năm học 2011- 2012 Tỉnh Hải Dương

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH HẢI DƯƠNG Lớp 12 THPT năm học 2011 – 2012 Môn thi : Hóa học ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian làm bài: 180 phút (Đề thi gồm 02 trang) Câu I (2 điểm) 1. Chỉ dùng thêm phương pháp đun nóng, hãy nêu cách phân biệt các dung dịch m ất nhãn chứa từng chất sau: NaHSO4, KHCO3, Mg(HCO3)2, Na2SO3, Ba(HCO3)2. 2. Cho sơ đồ các phương trình phản ứng: (1) (X) + HCl → (X1) + (X2) + H2O (5) (X2) + Ba(OH)2 → (X7) (2) (X1) + NaOH → ↓(X3) + (X4) (6) (X7) +NaOH → ↓(X8) + (X9) + … (3) (X1) + Cl2 → (X5) → (X2) +… (7) (X8) + HCl (4) (X3) + H2O + O2 → ↓(X6) (8) (X5) + (X9) + H2O → (X4) + … Hoàn thành các phương trình phản ứng và cho biết các chất X, X1,…, X9. Câu II (2 điểm) 1. Cho sơ đồ chuyển hóa giữa các chất hữu cơ như sau: dd KMnO4 dd H2SO4 đặc A B CH3CHO t0C F (Muối amoni) C D E (Các chữ cái A, B, C, D, E, F là kí hi ệu các ch ất khác nhau cùng có 2 nguyên t ử Cacbon trong phân tử) Tìm công thức cấu tạo của các chất A, B, C, D, E, F và viết các ph ương trình phản ứng xảy ra theo sơ đồ biến hóa trên, ghi rõ điều kiện để phản ứng x ảy ra (nếu có). 2. Tiến hành lên men giấm 200ml dung dịch ancol etylic 5,75 0 thu được 200ml dung dịch Y. Lấy 100ml dung dịch Y cho tác dụng với Na dư thì thu được 60,648 lít H 2 (đktc). Tính hiệu suất của phản ứng lên men giấm. (Biết dC H OH = 0,8 g/ml; d H O = 1 g/ml) 2 5 2 Câu III (2 điểm) 1. Tổng số hạt proton, nơtron, electron trong nguyên tử của 2 nguyên tố M và X lần lượt là 82 và 52. M và X tạo thành h ợp ch ất MX a (a: nguyên dương, trong hợp chất MXa thì X có số oxi hóa bằng -1), trong phân tử của hợp chất MX a có tổng số hạt proton bằng 77. Xác định công thức phân tử MXa. (Cho biết một số nguyên tố: 7N, 8O, 9F, 16S, 15P, 17Cl, 29Cu, 26Fe, 30Zn, 24Cr, 25Mn) 2. Một hỗn hợp lỏng gồm 4 chất: C 6H5OH, C6H6, C6H5NH2, C2H5OH. Nêu phương pháp tách riêng từng chất ra khỏi hỗn hợp. 1
Câu IV (2 điểm) Cho 10,62 gam hỗn hợp gồm Fe, Zn vào 800 ml dung d ịch h ỗn h ợp X g ồm NaNO3 0,45 M và H2SO4 0,9M. Đun nóng cho phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y và 3,584 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, đo ở đktc). Dung dịch Y hòa tan tối đa m1 gam bột Cu và thu được V lít khí NO (đktc, sản phẩm khử duy nhất của NO3-). 1. Tính % khối lượng từng kim loại trong hỗn hợp ban đầu. 2. Tính giá trị m1 và V. 3. Cho m2 gam Zn vào dung dịch Y (tạo khí NO là sản ph ẩm kh ử duy nh ất c ủa NO 3-), sau phản ứng thu được 3,36 gam chất rắn. Tính giá trị m2. Câu V (2 điểm) Este A tạo bởi 2 axit cacboxylic X, Y đều mạch h ở, không phân nhánh và ancol Z. Xà phòng hóa hoàn toàn a gam A bằng 140 ml dung d ịch NaOH, đ ể trung hòa NaOH dư sau phản ứng cần dùng 80ml dung dịch HCl 0,25M, thu được dung dịch B. Cô cạn dung dịch B thu được b gam h ỗn hợp muối khan M, nung M trong NaOH khan, dư có xúc tác CaO, thu được chất rắn R và h ỗn h ợp khí K g ồm 2 hidrocacbon có tỉ khối so với O2 là 0,625. Dẫn khí K lội qua dung dịch nước brom dư thấy có 5,376 lít một chất khí thoát ra. Cho toàn bộ lượng chất rắn R thu được ở trên tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng, dư, có 8,064 lít khí CO2 thoát ra. (Giả thiết các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn, các khí đều đo ở đi ều ki ện tiêu chuẩn) 1. Xác định công thức cấu tạo của X, Y, Z, A. Biết rằng để đốt cháy hoàn toàn 2,76 gam ancol Z cần dùng 2,352 lít O 2 (đktc), sau phản ứng khí CO 2 và hơi nước tạo thành có tỉ lệ khối lượng tương ứng là 11/6. 2. Tính giá trị a, b và nồng độ dung dịch NaOH đã dùng trong ph ản ứng xà phòng hóa ban đầu. **** Cho nguyên tử khối các nguyên tố: H = 1; C = 12; N = 14; O = 16; Cl = 35,5; S = 32; Na = 23; Ca = 40; Fe = 56; Zn = 65; Cu = 64. ------- Hết -------- Họ và tên thí sinh:………………………………………Số báo danh:………………………....... 2
Chữ ký giám thị số 1:……………………….............Chữ ký giám thị số 2:…………………… 3
Sở Giáo dục và Đào tạo ĐÁP ÁN Hải Dương KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH HẢI DƯƠNG ========= Lớp 12 THPT năm học 2011 – 2012 ================== ĐỀ CHÍNH THỨC Môn thi : Hóa học Điể Câu Ý ĐÁP ÁN m 1 1 1 (1đ) - Lấy mẫu thí nghiệm. 0,25 - Đun nóng các mẫu thí nghiệm thì thấy: + Một mẫu chỉ có khí không màu thoát ra là KHCO3. 2KHCO3 t 0→ K2CO3 + CO2↑ + H2O  + Hai mẫu vừa có khí thoát ra vừa có kết tủa trắng là dung dịch 0,25 Mg(HCO3)2, dung dịch Ba(HCO3)2.(Nhóm I) Mg(HCO3)2 t 0→ MgCO3 ↓ + CO2 ↑ + H2O  Ba(HCO3)2 t 0→ BaCO3 ↓ + CO2 ↑ + H2O  + Hai mẫu không có hiện tượng gì là dung dịch NaHSO 4, dung dịch Na2SO3. (Nhóm II) - Lần lượt cho dung dịch KHCO3 đã biết vào 2 dung dịch ở nhóm II. 0,25 + Dung dịch có sủi bọt khí là NaHSO4: 2NaHSO4 + 2KHCO3 → Na2SO4 + K2SO4 + CO2 ↑ + 2H2O + Dung dịch không có hiện tượng là Na2SO3. - Lần lượt cho dung dịch NaHSO4 vào 2 dung dịch ở nhóm I. 0,25 + Dung dịch vừa có sủi bọt khí, vừa có kết tủa trắng là Ba(HCO3)2: 2NaHSO4 + Ba(HCO3)2 → BaSO4 ↓ + Na2SO4 +2 CO2↑ + 2H2O + Dung dịch chỉ có sủi bọt khí là Mg(HCO3)2. 2NaHSO4 + Mg(HCO3)2 → MgSO4 + Na2SO4 +2 CO2↑ + 2H2O Chú ý: Học sinh có thể có các cách giải khác nhau, nếu đúng vẫn cho điểm tối đa 1 2 (1đ) 4
Các phương trình phản ứng: (1) FeCO3 + 2HCl → FeCl2 + CO2 + H2O (X) (X1) (X2) 0,25 (2) FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2NaCl (X1) (X3) (X4) (4) 2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3 (X1) (X5) (5) 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 → 4Fe(OH)3 ↓ 0,25 (X3) (X6) (7) 2CO2 + Ba(OH)2 → Ba(HCO3)2 (X2) (X7) (8) Ba(HCO3)2 + 2NaOH → BaCO3 ↓ + Na2CO3 + 2H2O 0,25 (X7) (X8) (X9) (10) BaCO3 + 2HCl → BaCl2 + CO2 + H2O (X8) (X2) 0,25 (11) 2FeCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Fe(OH)3 ↓ + 3CO2 + 6NaCl (X5) (X9) Các chất: X: FeCO3 X1: FeCl2 X2 :CO2 X3: Fe(OH)2 X4: NaCl X5: FeCl3 X6: Fe(OH)3 X7: Ba(HCO3)2 X8: BaCO3 X9: Na2CO3 2 0,25 1 (1đ) Công thức cấu tạo các chất: A. CH2=CH2 B. HOCH2-CH2OH C. CH3-CH2-Cl D. CH3-CH2-OH E. CH3-COOH F. CH3-COONH4 A→B: 3CH2=CH2 + 2KMnO4 + 4H2O → 3 HOCH2-CH2OH + 2KOH + 2MnO2 0,25 dd H2SO4 đặc B→CH3CHO: HOCH2-CH2OH CH3-CHO + H2O t0C A → C: CH2=CH2 + HCl CH3-CH2-Cl 0,25 t0C C → D: CH3-CH2-Cl + NaOH CH3-CH2-OH + NaCl Men giấm D → E: CH3-CH2-OH + O2 CH3-COOH + H2O 0,25 CH3-CHO→ F: t0 CH3-CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O CH3-COONH4 + 2Ag + 2NH4NO3 5
E→ F: CH3COOH + NH3 → CH3COONH4 Chú ý: Học sinh chọn chất tác dụng khác nhau mà đúng vẫn cho điểm tương đương 2 2 0,25 (1đ) 200.5, 75 VC2 H5OH bân đầu = = 11,5 ml => mC2 H5OH = 11,5.0,8 = 9,2 gam 100  nC = 0,2 mol H 5OH ban đầu 2  VH O ban đầu = 200 – 11,5 = 188,5 ml => nH O ban đầu = 10,47 mol 2 2 Giả sử có x (mol) ancol bị chuyển hoá, ta có 0,25 C2H5OH + O2  → CH3COOH + H2O  x mol x mol x mol Vậy sau phản ứng dung dịch Y có: x(mol)CH3COOH ; (0,2 -x) mol C2H5OH và (x+10,47)mol H2O. Cho Na dư vào 100 ml dung dịch Y: CH3COOH + Na  → CH3COONa + 1/2H2(1)  0,25 C2H5OH + Na  → C2H5ONa + 1/2H2(2)  H2O + Na  → NaOH + 1/2H2(3)   nH = ¼(x + 0,2 – x + 10,47 + x) = ¼(10,67 + x) 2  Theo bài nH = 2,7075 mol => ¼(10,67 + x) = 2,7075 => x = 0,16 mol 2 0,25 0,16 = 0,2 x100% = 80%  Hphản ứng 3 1 (1đ) 0,25 Gọi p, n, e là số hạt cơ bản của X ( p, n, e nguyên dương) Có: 2p + n = 52 n = 52 -2p Ta luôn có p n 1,524p p 52-2p 1,524p 14,75 p 17,33. Vì p nguyên p = 15, 16, 17. Cấu hình electron của X là: p = 15: 1s22s22p63s23p3 p = 16: 1s22s22p63s23p4 p = 17: 1s22s22p63s23p5 Trong hợp chất X có số oxi hóa bằng -1 => X là Cl 0,25 Vậy X có 17p, 17e, 18n X là Clo (Cl) Gọi p’; n’; e’ là số hạt cơ bản của M. 0,25 Tương tự ta có n’ = 82-2p’ 3p’ 82 3,524p’ 23,26 p’ 27,33 Mà trong MXa có 77 hạt proton 0,25 p’ + 17.a = 77 p’ = 77-17a 6
82 82 77 − 17.a 2,92 a 3,16 3,5 3 a = 3. Vậy p’ = 26. Do đó M là Fe. Vì a nguyên Công thức hợp chất là FeCl3. 3 2 (1đ) Cho hỗn hợp vào dung dịch NaOH dư, chiết tách phần không tan ta được hỗn hợp gồm C6H6, C6H5NH2 (hỗn hợp I) 0,25 C6H5OH + NaOH → C6H5ONa + H2O Phần dung dịch gồm: C6H5ONa, C2H5OH, NaOH dư ( dung dịch II) Chưng cất dung dịch (II), hơi ngưng tụ làm khô được C2H5OH vì C6H5ONa, NaOH không bay hơi. Cho CO2 dư vào dung dịch C6H5ONa, NaOH, lọc tách phần kết tủa được C6H5OH 0,25 NaOH + CO2 → NaHCO3 C6H5ONa + CO2 + H2O → C6H5OH + NaHCO3 Cho hỗn hợp (I) vào dung dịch HCl dư, chiết tách ph ần không tan ta được C6H6 0,25 C6H5NH2 + HCl → C6H5NH3Cl (tan) Cho dung dịch thu được gồm C6H5NH3Cl, HCl dư vào dung dịch NaOH dư, chiết tách phần chất lỏng ở trên ta được C6H5NH2 HCl + NaOH → NaCl + H2O 0,25 C6H5NH3Cl + NaOH → C6H5NH2 + NaCl + H2O 4 1 1đ 1. Số mol NaNO3 = 0,36 mol số mol H2SO4 = 0,72 mol => số mol H+ = 1,44 mol 0,25 Ta có các bán phản ứng: NO3- + 4H+ + 3e → NO + 2H2O (1) mol 0,16 ← 0,16 ← 0,16 ← 0,16 Số mol NO = 0,16 mol => H+ và NO3- dư, kim loại phản ứng hết. 0,25 Số mol NO3- phản ứng = 0,16 mol; số mol H+ phản ứng = 0,64 mol Fe → Fe3+ + 3e(1) Zn → Zn2+ + 2e(2) Gọi số mol Fe là x mol, số mol Zn là y mol Theo khối lượng hỗn hợp ban đầu ta có phương trình 56 x + 65 y = 10,62 (I) Theo định luật bảo toàn electron ta có phương trình 7
0,25 3x + 2y = 0,16.3 (II) Giải hệ phương trình (I), (II) ta có: x = 0,12 và y = 0,06 mol mFe = 0,12.56 = 6,72 g => % mFe = 63,28% 0,25 => % mZn =100% - 63,28 % = 36,72 % 4 2 (0,5đ) Dung dịch Y có 0,2 mol NO3-; 0,8 mol H+; 0,12 mol Fe3+; 0,06 mol Zn2+, khi thêm bột Cu vào dung dịch Y: 3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO + 4 H2O (3) 0,3 ← 0,8 ← 0,2 → 0,2 (mol) 2Fe3+ + Cu → 2Fe2+ + Cu2+ (4) 0,25 0,12 → 0,06 Từ phản ứng (3), (4) có tổng số mol Cu = 0,36 mol m1 = 0,36.64 = 23,04 gam 0,25 VNO = 4,48 lít 4 3 (0,5đ) Thêm m2 gam Zn vào dung dịch Y có 0,2 mol NO 3-; 0,8 mol H+; 0,12 mol Fe3+; 0,06 mol Zn2+: Do khối lượng Fe3+ = 0,12.56 = 6,72 gam > khối lượng chất rắn 0,25 bằng 3,36 gam. Nên trong 3,36 gam chất rắn sau phản ứng chỉ có Fe, Zn hết nFe = 3,36/56 = 0,06 mol 3Zn + 8H+ + 2NO3- → 3Zn2+ + 2NO + 4 H2O 0,3 ← 0,8 ← 0,2 Zn + 2Fe3+ → Zn2+ + 2Fe2+ 0,06 ← 0,12 → 0,12 2+ 2+ Zn + Fe → Zn + Fe 0,06 ← 0,06 ← 0,06 Tổng số mol Zn đã phản ứng bằng 0,3 + 0,12 = 0,42 mol 0,25 => mZn = 27,3 gam 5 0,25 1 (1,5đ) * Xác định công thức phân tử của ancol Z. mCO2 nCO2 3 11 = => = . Vậy nH 2O > nCO2 => Z là ancol Khi đốt cháy Z cho mH 2O 6 nH 2O 4 no, mạch hở: CnH2n+2Ok (k≤n) 3n + 1 − k 0,25 CnH2n+2Ok + O2 → nCO2 + (n+1)H2O 2 8
3n + 1 − k x(mol) → .x → n.x →(n+1).x 2 n.x 3 = 0,105 mol. Ta có (n + 1).x = 4 => n = 3 Bài cho nO phản ứng 2 0,25 mZ = (14n + 2 + 16k).x = 2,76 3n + 1 − k nO2 = .x = 0,105 => (3n + 1 – k).x = 0,21 2 44 + 16k 2, 76 Thay n = 3 vào ta có 10 − k = 0, 21 => k = 3 . Vậy Z là C3H8O3 CH2OHCHOHCH2OH: Glixerol Xác định 2 axit X, Y: 0,25 Vì khối lượng trung bình K = 32.0,625 = 20, vậy chắc ch ắn có CH 4, khí còn lại là R’H. Cho K qua dung dịch Br2 dư chỉ thu được 1 khí bay ra có số mol bằng 5,376/22,4 = 0,24 mol Chất rắn R có chứa Na2CO3 do đó phản ứng với dung dịch H2SO4 loãng dư có phản ứng: Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + CO2 + H2O 0,36 ← 0,36 0,25  nCH = 0,24 mol => axit tương ứng X là CH3COOH 4 CH3COONa + NaOH Na2CO3 + CH4 CaO, t0 0,24 ← 0,24 ← 0,24 ← 0,24 Chất còn lại: R’(COOH)t có muối R’(COONa)t (t=1 hoặc t = 2) R’(COONa)t + t.NaOH → t.Na2CO3 + R’H 0,12 → 0,12/t 0,12 16.0, 24 + M R ' Ht . t = 20 Ta có: Khối lượng trung bình khí K = 0,12 0, 24 + t 0,25  M R ' H = 20 +8.t; Vì mạch không phân nhánh nên t = 1 hoặc t = 2 t  t=1 => M R ' H = 28 => C2H4 => axit Y: CH2=CH- COOH (0,12 mol) t  t = 2 => M R ' H = 36 (loại) t C2H3COONa + NaOH → C2H4 + Na2CO3 0,12 ← 0,12 ← 0,12 ← 0,12 5 2 0,25 (0,5đ) Trung hòa NaOH dư sau xà phòng hóa NaOH + HCl → NaCl + H2O 9
0,02 0,02 0,02 0,02 Vậy muối M gồm: CH3COONa (0,24 mol) C2H3COONa (0,12 mol) NaCl (0,12 mol) mM = b = 82.0,24 + 94.0,12 + 58,5.0,02 = 32,13 gam 0,25 A là: C3H5(OCOCH3)2(OCOC2H3) nA = 0,12 mol => a = 230.0,12 = 27,6 gam Công thức cấu tạo A là: CH3COO - CH2 CH3COO - CH2 CH3COO - CH CH2=CH- COO - CH CH2=CH- COO - CH2 CH3COO - CH2 Chú ý: Học sinh có thể làm theo cách khác, nếu đúng, có lập luận chặt chẽ vẫn cho điểm tối đa. http://ngocbinh.dayhoahoc.com 10