Đề thi tuyển sinh vào lớp 10 THPT Chuyên năm học 2016-2017 môn Hóa học (Có hướng dẫn giải chi tiết)

ĐỀ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT CHUYÊN<br /> Năm học: 2016 – 2017<br /> Môn thi: HÓA HỌC<br /> Thời gian làm bài: 150 phút; không kể thời gian phát đề.<br /> (Đề thi gồm có 2 trang)<br /> I – PHẢN ỨNG OXI HÓA – KHỬ (1,5 điểm)<br /> 1) Viết phương trình hóa học của một phản ứng oxi hóa – khử xảy ra trong các thí nghiệm sau:<br /> (a) Đốt cháy quặng pirit sắt.<br /> (b) Hòa tan mangan đioxit trong dung dịch axit clohidric đậm đặc, đun nóng.<br /> (c) Hòa tan nhôm trong dung dịch axit sunfuric đậm đặc, đun nóng, thấy thoát ra duy nhất<br /> một chất khí không màu, mùi trứng thối.<br /> (d) Hòa tan oxit FexOy vào dung dịch axit sunfuric đậm đặc, đun nóng, thấy thoát ra duy nhất<br /> một chất khí không màu, mùi hắc.<br /> 2) Một thanh sắt bị gỉ cân nặng 20,52 gam. Người ta mài thanh sắt này thành bột rồi dùng khí CO<br /> dư khử hoàn toàn ở nhiệt độ cao. Dẫn toàn bộ sản phẩm khí thu được sau phản ứng vào dung dịch<br /> nước vôi trong thì thấy xuất hiện 28,5 gam kết tủa. Biết rằng, gỉ sắt là hỗn hợp của các chất Fe,<br /> FeO, Fe2O3, Fe3O4. Hỏi trước khi bị gỉ (sắt nguyên chất), khối lượng thanh sắt là bao nhiêu ?<br /> II – DUNG DỊCH (2,0 điểm)<br /> 1) Trong phòng thí nghiệm có các hóa chất: canxi clorua đihyđrat CaCl2.2H2O và nước cất ( có tỉ<br /> khối d = 1 g/ml). Hãy tính toán và trình bày rõ cách pha chế dung dịch CaCl2 12%. Giả sử điều<br /> kiện thí nghiệm có đủ.<br /> 2) Cốc thủy tinh thứ nhất chứa dung dịch NaNO3 1,5M. Cốc thủy tinh thứ hai chứa dung dịch<br /> NaNO3 xM với gấp đôi lượng thể tích so với cốc thứ nhất. Rót toàn bộ dung dịch trong cốc thứ<br /> hai vào cốc thứ nhất thì thu được 225 ml dung dịch NaNO3 2M. Tính giá trị x.<br /> 3) Có 4 lọ dung dịch không màu cần xác định tên gồm các chất: amoni đihyđrophotphat, nước vôi<br /> trong, axit sunfuric, natri hiđroxit. Người ta cho lần lượt từng cặp dung dịch trong các lọ phản<br /> ứng với nhau và thu được kết quả ghi ở bảng sau:<br /> Lọ 1<br /> Lọ 1<br /> Lọ 2<br /> Lọ 3<br /> <br /> Lọ 2<br /> <br /> Lọ 3<br /> <br /> Lọ 4<br /> <br /> ↑<br /> <br /> o<br /> <br /> ↑ và ↓<br /> <br /> o<br /> <br /> o<br /> ↓<br /> <br /> Chú thích: o : Không hiện tượng; ↑ : Có khí thoát ra; ↓ : Xuất hiện kết tủa.<br /> Hãy xác định từng dung dịch trong mỗi lọ và viết các phương trình hóa học đã xảy ra.<br /> III – KHOÁNG CHẤT (1,5 điểm)<br /> 1) Hyđroxy apatit Ca10(PO4)6(OH)2 được biết đến như một khoáng chất sinh học, là một trong<br /> những thành phần chính cấu tạo nên răng và xương. Nhiệt phân hoàn toàn ở 1200oC một lượng<br /> hyđroxy apatit thì thu được hỗn hợp rắn X. Người ta hòa tan X vào nước dư thì thấy X chỉ tan<br /> một phần tạo ra dung dịch Y làm quỳ tím hóa xanh. Nhỏ đến dư dung dịch H2SO4 vào dung dịch<br /> Y thì thu được dung dịch Z. Thêm tiếp vài giọt dung dịch AgNO3 vào Z thì thấy xuất hiện kết tủa<br /> màu vàng. Hãy dự đoán và viết phương trình nhiệt phân của hyđroxy apatit ở 1200oC, đưa ra lời<br /> giải thích cho các hiện tượng trong chuỗi thí nghiệm.<br /> 2) Hòa tan hoàn toàn m gam khoáng chalcopyrit FeCuS2 bằng dung dịch H2SO4 đặc, nóng thì thu<br /> được 133,28 lít khí SO2 (ở đktc), sản phẩm khử duy nhất. Tính giá trị m.<br /> <br /> IV – SẢN XUẤT VÔI SỐNG (1,5 điểm)<br /> Canxi oxit (hay còn gọi là vôi sống, vôi<br /> nung) là một oxit của canxi được sử dụng<br /> rộng rãi. Chất này thường được sản xuất bằng<br /> cách phân hủy bởi nhiệt (ở khoảng 900oC)<br /> các loại khoáng chất, vật liệu tự nhiên chứa<br /> canxi cacbonat (CaCO3) như đá vôi.<br /> 1) Hình bên mô tả sơ đồ của lò nung vôi để<br /> sản xuất vôi sống. Cho biết than và không khí<br /> được đưa vào lò nhằm mục đích gì ?<br /> 2) Ưu điểm của phương pháp sản xuất vôi<br /> sống này là gì ? Nếu sử dụng phương pháp<br /> này thì sẽ gây những tác động thế nào đến<br /> môi trường ?<br /> 3) Giả sử có 1 tấn nhiên liệu gồm đá vôi<br /> (khoảng 96%), còn lại là các tạp chất (đất,<br /> cát, …).<br /> a) Hỏi với số nhiên liệu này có thể sản xuất<br /> tối đa bao nhiêu kg vôi sống ?<br /> b) Người ta phải sử dụng bao nhiêu kg than<br /> đá để nung nóng lượng nhiên liệu trên từ<br /> nhiệt độ thường (25oC) tới nhiệt độ phân hủy.<br /> Cho biết nhiệt dung riêng của đá vôi là 0,79<br /> kJ/kg.K, năng suất tỏa nhiệt của than đá là<br /> 27.106 J/kg, hiệu suất tỏa nhiệt là 85%.<br /> V – HIĐROCACBON (1,5 điểm)<br /> 1) Một trong những ứng dụng của axetilen là làm nhiên liệu trong đèn xì dùng để hàn cắt kim<br /> loại. Hãy giải thích tại sao người ta không dùng etan (C2H6) thay cho axetilen mặc dù nhiệt độ<br /> cháy ở cùng điều kiện của etan (1562 kJ/mol) cao hơn của axetilen (1302 kJ/mol).<br /> 2) Một bình khí chứa 103,04 lít (ở đktc) hỗn hợp X gồm các khí metan, etilen, axetilen và<br /> cacbonic. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X thì thu được 316,8 gam khí CO2. Mặt khác, nếu dẫn<br /> toàn bộ hỗn hợp X qua bình đựng nước brom dư thì thấy có 512 gam brom tham gia phản ứng.<br /> Tính thể tích khí axetilen (ở đktc) có trong bình khí ban đầu.<br /> VI – DẪN XUẤT CHỨA OXI CỦA HIĐROCACBON (2,0 điểm)<br /> 1) Một dung dịch Y chứa rượu etylic và axit axetic.<br /> a) Viết các phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra khi cho Na dư vào dung dịch Y.<br /> b) Trình bày phương pháp hóa học để loại rượu etylic ra khỏi hỗn hợp Y nhằm thu được axit<br /> axetic tinh khiết. Viết các phương trình hóa học minh họa (nếu có).<br /> 2) Một loại axit hữu cơ Z (chứa hai nhóm cacboxyl –COOH trong phân tử, có tỉ khối 1,9 g/cm3),<br /> trong đó oxi chiếm 71,11% về khối lượng. Cho 500 ml dung dịch chất Z nồng độ 7,1% phản ứng<br /> với Na dư. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được m gam chất rắn khan. Tính giá trị m và thể<br /> tích khí (ở đktc) thu được sau phản ứng.<br /> Cho biết C = 12; O = 16; Na = 23; Ca = 40; Cl = 35,5; Fe = 56; Cu = 64; Br = 80.<br /> -HếtThí sinh không được sử dụng tài liệu. Giám thị không giải thích gì thêm.<br /> Họ và tên thí sinh: ……………………………………………Số báo danh: ………………............<br /> <br /> ĐÁP ÁN ĐỀ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT CHUYÊN 2016-2017<br /> Môn thi: HÓA HỌC<br /> Phần Câu<br /> Đáp án<br /> (a) 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2↑<br /> 1<br /> <br /> I<br /> 2<br /> <br /> (b) MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O<br /> (c) 8Al + 15H2SO4  4Al2(SO4)3 + 3H2S + 12H2O<br /> (d) 2FexOy + (6x – 2y)H2SO4 xFe2(SO4)3 + (3x – 2y)SO2 + (6x – 2y)H2O<br /> Giả sử rằng gỉ sắt gồm hai thành phần Fe và O.<br /> Khí CO sẽ lấy đi O từ gỉ sắt tạo thành CO2, sau đó CO2 bị hấp thụ qua<br /> nước vôi trong tạo thành kết tủa CaCO3:<br /> CO + [O]  CO2<br /> CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O<br /> Như vậy theo sự bảo toàn số mol của nguyên tố ta có:<br /> <br /> Điểm<br /> 0,25<br /> 0,25<br /> 0,25<br /> 0,25<br /> <br /> 0,5<br /> <br /> Theo định luật bảo toàn khối lượng<br /> Giả sử tiến hành pha chế 100 gam dung dịch CaCl2 12%.<br /> *Tính toán:<br /> Khối lượng chất tan CaCl2 trong dung dịch<br /> Khối lượng CaCl2.2H2O cần dùng là:<br /> <br /> 0,5<br /> <br /> 1<br /> <br /> II<br /> 2<br /> <br /> 3<br /> <br /> Ta có mdd =<br /> <br /> = 100 – 15,892 = 84.108 gam<br /> Tỉ khối của nước cất là 1g/ml,<br /> *Cách pha chế:<br /> - Cân 15,892 gam CaCl2.2H2O cho vào cốc thủy tinh 200 ml.<br /> - Thêm vào cốc 84,1 ml nước cất, dùng đũa thủy tinh khuấy đều ta được<br /> 100 gam dung dịch CaCl2 12%.<br /> Gọi V là thể tích cốc thứ nhất, vậy 2V là thể tích cốc thứ hai<br /> Ta có V + 2V = 225 ml  V = 75ml<br /> Ta lại có<br /> = tổng số mol NaNO3 sau khi trộn<br />  0,075.1,5 + 0,075.2.x = 0,225.2  x = 2,25<br /> Các phản ứng hóa học có thể xảy ra là:<br /> 2NH4H2PO4 + 3Ca(OH)2  Ca3(PO4)2↓ + 2NH3↑ + 6H2O<br /> NH4H2PO4 + NaOH  NaH2PO4 + NH3↑ + 6H2O<br /> Ca(OH)2 + H2SO4  CaSO4↓ + H2O<br /> Dựa theo các trạng thái sản phẩm tạo thành, ta có:<br /> - Lọ 1 và 2 chứa NH4H2PO4 và NaOH<br /> - Lọ 1 và 4 chứa NH4H2PO4 và Ca(OH)2<br /> - Lọ 3 và 4 chứa H2SO4 và Ca(OH)2<br /> Như vậy, lọ 1 chứa NH4H2PO4, lọ 2 chứa NaOH, lọ 3 chứa H2SO4, lọ 4<br /> chứa Ca(OH)2.<br /> <br /> 0,25<br /> <br /> 0,25<br /> 0,25<br /> <br /> 0,5<br /> <br /> 0,25<br /> <br /> 1<br /> <br /> III<br /> <br /> 2<br /> <br /> 1<br /> 2<br /> <br /> IV<br /> 3<br /> <br /> 1<br /> <br /> V<br /> <br /> 2<br /> <br /> Hỗn hợp X chứa chất tan được trong nước và chất không tan trong nước,<br /> theo công thức của hyđroxy apatit, chất không tan có thể là Ca3(PO4)3, chất<br /> tan được có thể là CaO hoặc Ca(OH)2, tuy nhiên nhiệt phân ở 1200oC thì<br /> chỉ có thể là CaO, khi CaO tan tạo dung dịch Ca(OH)2 (Y) làm quỳ tím hóa<br /> xanh.<br /> Nhỏ đến dư H2SO4 vào dung dịch Y, Ca(OH)2 và Ca3(PO4)2 sẽ phản ứng<br /> với H2SO4 tạo hai sản phẩm CaSO4 và H3PO4 (dung dịch Z)<br /> Ca(OH)2 + H2SO4  CaSO4↓ + H2O<br /> Ca3(PO4)2 + 3H2SO4  3CaSO4↓ + 2H3PO4<br /> Khi thêm AgNO3 vào Z, AgNO3 sẽ phản ứng với H3PO4 tạo kết tủa<br /> Ag3PO4 có màu vàng.<br /> H3PO4 + 3AgNO3  Ag3PO4↓ + 3HNO3<br /> Như vậy phương trình nhiệt phân hyđroxy apatit như sau:<br /> Ca10(PO4)6(OH)2 →<br /> 3Ca3(PO4)2 + CaO + H2O<br /> Phương trình hóa học xảy ra:<br /> 2FeCuS2 + 18H2SO4  Fe2(SO4)3 + 2CuSO4 + 17SO2 + 18H2O<br /> Số mol SO2 là 5,95 mol<br /> Vậy khối lượng FeCuS2 phản ứng là<br /> Than đưa vào làm nhiên liệu tạo nhiệt độ cao cho phản ứng nung đá vôi,<br /> không khí đưa vào để cung cấp oxi cho phản ứng cháy của than.<br /> Ưu điểm: phương pháp đơn giản, dễ thực hiện.<br /> Phản ứng đốt than và nung đá vôi đều sinh ra khí cacbonic gây tác động<br /> xấu đến môi trường.<br /> Khối lượng của đá vôi là 1000 . 0,96 = 960 kg<br /> Số mol CaCO3:<br /> = (960 x 1000) / 100 = 9600 mol<br /> CaCO3(r) →<br /> CaO(r) + CO2(k)<br /> 9600<br />  9600 (mol)<br /> a) Khối lượng CaO tối đa thu được mCaO = 9600.56 = 537,6 kg<br /> b) Nhiệt lượng cần thiết để nung nóng CaCO3 từ 25oC lên 900oC:<br /> Q = mC(t2 – t1) = 960.0,79.1000.(900 – 25) = 663600000 J<br /> Khối lượng than đá cần đốt:<br /> Q = m.q.H  m = Q/(q.H) = 663600000/(27.106.0,85) = 28,9 kg<br /> <br /> Với cùng 1 thể tích khí<br /> Đốt axetilen: C2H2  2CO2 + H2O<br /> Đốt etylen: C2H4  2CO2 + 2H2O<br /> Ta thấy khi đốt axetilen, lượng nước giải phóng ra ít hơn một nửa so<br /> với đốt etilen. Vì vậy lượng nước thoát ra làm nguội cũng ít hơn. Do<br /> đó đốt axetilen nhiệt độ cao hơn.<br /> <br /> 0,25<br /> <br /> 0,25<br /> <br /> 0,25<br /> 0,25<br /> 0,25<br /> <br /> 0,25<br /> <br /> 0,5<br /> 0,5<br /> <br /> 0,5<br /> <br /> 0,5<br /> <br /> 0,5<br /> <br /> 0,25<br /> <br /> Ta chia hỗn hợp X thành 2 nhóm:<br /> - Nhóm 1, phân tử chứa 2 nguyên tử C, gồm có C2H4 và C2H2, 1 mol nhóm<br /> chất này khi cháy hoàn toàn sẽ tạo ra 2 mol CO2<br /> - Nhóm 2, phân tử chứa 1 nguyên tử C, gồm có CH4 và CO2, 1 mol nhóm<br /> chất này khi cháy hoàn toàn sẽ tạo ra 1 mol CO2 (tính cả CO2 không cháy).<br /> Gọi x là số mol nhóm 1, y là số mol nhóm 2, ta có hệ phương trình:<br /> {<br /> <br /> {<br /> <br /> Khi phản ứng với nước brom, chỉ 2 chất nhóm 1 phản ứng:<br /> Gọi a là số mol C2H4, b là số mol C2H2<br /> C2H4 + Br2  C2H4Br2<br /> a<br /> a<br /> C2H2 + 2Br2  C2H2Br4<br /> b<br /> 2b<br /> Ta có hệ phương trình:<br /> {<br /> <br /> {<br /> <br /> Vậy thể tích khí axetilen trong bình khí ban đầu là<br /> <br /> 1<br /> <br /> 0,25<br /> <br /> a) Có 3 phản ứng xảy ra với thứ tự ưu tiên như sau: Na phản ứng với axit<br /> trước, sau đó đến nước rồi đến rượu.<br /> 2CH3COOH + 2Na  2CH3COONa + H2<br /> H2O + Na  NaOH + H2↑<br /> 2C2H5OH + 2Na  2C2H5ONa + H2↑<br /> b) Trung hoà axit axetic (có lẫn rượu) bằng Ba(OH)2:<br /> 2CH3COOH + Ba(OH)2  (CH3COO)2Ba + 2H2O<br /> Đun nhẹ cho rượu và hơi nước bay đi, còn lại (CH3COO)2Ba.<br /> Cho muối (CH3COO)2Ba tác dụng với H2SO4:<br /> (CH3COO)2Ba + H2SO4  CH3COOH + BaSO4<br /> Loại bỏ kết tủa, thu được axit CH3COOH tinh khiết.<br /> Do Z chỉ chứa hai nhóm cacboxyl nên công thức của Z là CxHyO4<br /> O chiếm 71,1% về khối lượng nên khối lượng mol phân tử của Z là:<br /> <br /> 0,25<br /> <br /> 0,25<br /> <br /> 0,5<br /> <br /> 0,5<br /> <br /> 0,25<br /> <br /> VI<br /> Khi đó công thức cấu tạo của Z chắc chắn là HOOC – COOH (axit oxalic)<br /> Ta có chuyển đổi sau:<br /> <br /> 2<br /> <br /> 0,25<br /> <br /> <br /> Vậy ta có CM (dung dịch Z) =<br /> <br /> = 1,5M<br /> <br /> Ta có nZ = 0,5.1,5 = 0,75 mol, mZ = 0,75.90 = 67,5 gam<br /> VZ = m/d = 67,5 / 1,9 = 35,5 ml<br /> Vậy Vnước = 500 – 35,5 = 464,5 ml<br /> Do tỉ khối của nước cất là 1 g/ml, vậy mnước = 464,5 gam, nnước = 25,8 mol<br /> Khi cho Na dư vào Z, các phản ứng hóa học xảy ra là:<br /> <br /> 0,25<br /> <br />