Đề thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh lớp 12 thpt năm học 2010-2011 môn: hoá học

E tác dụng với HCl tạo ra dung dịch X chứa 2 chất tan. Cho dung dịch X tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được kết tủa Y. Nhiệt phân Y trong không khí đến khối lượng không đổi ta thu được một chất rắn. Lập luận xác định các chất A,B,C,D và E ở trên và viết các phản ứng xảy ra. Biết: 
Hiệu tổng khối lượng phân tử của X và Y bằng 92,5
Tổng khối lượng phân tử của X và Y bằng 486,5
2/ Hợp chất vô cơ X được tạo thành từ các đơn chất A,B, C phổ biến thuộc chu kỳ nhỏ. X tan nhiều trong nước, không tác dụng với axit, bazơ, muối và không thủy phân.
	X Y + Khí C
	Y làm mất màu KMnO4 trong môi trường H2SO4. 
	Lập luận xác định A,B,C và X Viết các phản ứng xảy ra ( A,B, C có khối lượng nguyên tử tăng dần ). 
Câu 5 (3,5 điểm): 
Đốt cháy hoàn toàn 4,3 gam một hợp chất hữu cơ X thu được hỗn hợp khí CO2,H2O, HCl. Dẫn hỗn hợp khí này vào bình đựng dung dịch AgNO3 dư có mặt HNO3 ở O0C thu được 5,74 gam kết tủa và khối lượng bình dung dịch AgNO3 tăng thêm 2,54 gam. Khí thoát ra khỏi bình AgNO3 dẫn vào 5 lít dung dịch Ca(OH)2 0,02M thấy xuất hiện kết tủa, lọc bỏ kết tủa, dung dịch còn lại đem tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư lại thấy xất hiện thêm kết tủa, tổng kết tủa ở hai thí nghiệm sau là 13,49 gam.
Tìm công thức phân tử của X, biết MX < 230 gam/mol.
A,B,D là các đồng phân của X thoả mãn điều kiện sau:
43 gam A + NaOH dư 12,4 gam C2H4(OH)2 + 0,4 mol muối A1 + NaCl
B + NaOH dư Muối B1 + CH3CHO + NaCl + H2O 
D + NaOH dư Muối D1 + CH3COONa + NaCl + H2O
Lập luận tìm công thức cấu tạo của A,B và D. Biết A, B có cấu trúc đối xứng. D làm đỏ giấy quì ẩm.
Câu 6 (4,0 điểm): 
1/ Người ta tiến hành đo tốc độ đầu của phản ứng: 
2NO + 2H2 N2 + H2O ở nhiệt độ T0K theo thực nghiệm và kết quả được ghi vào bảng như sau:
TN
[NO] ban đầu (mol.l-1)
[H2] ban đầu (mol.l-1)
Tốc độ đầu (mol.l-1.s-1)
1
0,50
0,20
0,0048
2
0,50
0,10
0,0024
3
0,25
?
0,0012
4
0,50
1,0
?
Tính hằng số tốc độ K ( l2.mol-2.s-1) và viết biểu thức định lượng tốc độ phản ứng.
 Xác định trị số ở các ô còn trống có đánh dấu ?. 
 2/ Một hỗn hợp khí gồm 1 mol N2 và 3 mol H2 được gia nhiệt tới 3870C. Tại áp suất 10 atm, hỗn hợp cân bằng chứa 3,85% mol NH3. Xác định KP và KC.
( Học sinh được sử dụng bảng hệ thống tuần hoàn )
------------Hết ------------
SỞ GD-ĐT TUYÊN QUANG KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH 
 ĐỀ CHÍNH THỨC LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2010-2011
 ------------------ 
BẢNG HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN HOÁ HỌC
Câu 1 (3,5 điểm): 
1/ -Số mol HCl và FeCl3 lần lược là: 0,16 mol và 0,16 mol
Các phản ứng: 
Al + 3FeCl3 = 3FeCl2 + AlCl3 
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2 
-Số mol khí H2 = 1,344: 22,4 = 0,06 mol. Vậy số mol HCl là 0,12 nên ở phản ứng số (2) Al hết, do đó không có phản ứng khử Fe2+ thành Fe.
Dung dịch thu được gồm có {FeCl2 0,16 mol và AlCl3 0,28/3 }
Khối lượng của mỗi muối là {FeCl2 20,32 gam và AlCl3 12,46 gam 
0,25
0,25
2/ a) Các phản ứng điện phân là:
2HCl = H2 + Cl2 (1)
2NaCl + 2H2O = H2 + Cl2 + 2NaOH (2) 
Tại thời điểm ban đầu thì [H]+ = [HCl] = 0,01M và do đó pH = -lg[H]+=2
Tại thời điểm HCl hết thì trong dung dịch chỉ có NaCl và lúc đó pH=7. Trong quá trình điện phân thì thì HCl giảm cho nên pH sẽ tăng lên từ 2-7
Ở giai đọan điện phân NaCl có tạo ra NaOH nên [OH]- ngày càng tăng nên pH tiếp tục tăng. 
Sau khi NaCl hết thì nước bị điện phân nên thể tích dung dịch giảm dần và do đó [OH]- tếp tục tăng nhưng chậm 
b) Cách tính pH 
Số mol HCl bị điện phân = 2 số mol Cl2 = 2 số mol H2 =2xm/2 = 
 t = 0,05t, với t là thời gian tính theo giờ, như vậy [H+] còn lại là {H+} = = 0,01 - 0,1t . Khi t=0,1 thì {H+} = 0
Vậy pH = -lg(10-2 -0,1t) 
Khi t = 0 Thì pH = 2 
Khi t = 0,01 Thì pH = 2,04
Khi t = 0,05 Thì pH = 2,3 
Khi t= 0,1 thì [H+] =0 và pH = 7 
Theo phản ứng (2) thì số mol NaOH tạo thành = 2 số mol H2 
Số mol OH- = 2x==t2 = 0,05t2 
Do đó [OH]- = = 0,1t2 . Vậy pH = 13+ lgt2 
( Lúc bắt đầu điện phân NaCl lấy làm mốc thời gian )
Khi t2 = 0,1 thì {OH}- = 0,01 nên pH = 12
Khi t2 = 0,2 thì {OH}- = 0,02 nên pH = 12,3
Khi t2 = 0,5 thì {OH}- = 0,05 nên pH = 12,7
t (giây)
0
0,01
0,05
0,1
0,2
0,3
0,6
pH
2
2,04
2,3
7
12
12,3
12,7
Vẽ đồ thị
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
Câu 2 (3,0 điểm): 
1/- Dung dịch X không phản ứng với H2SO4 nên không có ion Ba2+, Ca2+ và Pb2+.
Dung dịch X cho kết tủa trắng với HCl nên X có thể có Ag+ hay Hg2+.
Kết tủa tan trong NH3 và khi axit hóa dung dịch tạo thành lại cho kết tủa trở lại. Vậy kết tủa đó là AgCl và dung dịch X chứa ion Ag+ 
Cho Cu vào dung dịch khi đun nóng trong môi trường axit có khí màu nâu bay ra và có kết tủa đen xuất hiện, khí màu nâu là NO2 và trong dung X có NO3- và kết tủa là Ag do Ag+ bị khử bởi Cu.
Muối X là muối AgNO3
-AgNO3 + H2SO4: Không 
AgNO3 + HCl = AgCl + HNO3 
AgCl + 2NH3 = {Ag(NH3)2+}Cl- 
{Ag(NH3)2+}Cl- + 2H+ = AgCl + 2NH4+
-3Cu + 8H+ + 2NO3- = 3Cu2+ + 2NO + 4H2O
 Cu + 2Ag+ = Cu2+ + 2Ag
0,25
0,5
0,25
2/ Các anion có trong dung dịch A là NO3-, CO32-, HCO3- 
-Cho CaCl2 dư vào dung dịch A nếu có kết tủa thì chứng tỏ trong A có ion CO32_ và dung dịch thu được là B.
CO32_ + Ca2+ = CaCO3 
 -Tiếp tục cho HCl vào dung dịch B nếu có khí sinh ra thì chứng tỏ trong B có HCO3_ , thu được dung dịch C 
H+ + HCO3- = CO2 + H2O 
Nhận biết ion NO3- 
-Dùng thuốc thử Cu/H2SO4 cho vào dung dịch C nếu có khí màu nâu đỏ thoát ra thì trong A có NO3-
3 Cu + 8H+ +2NO3- = 3Cu2+ + 2NO + 4H2O
0,25
0,5
0,25
3/ N2 + 3 H2 = 2NH3
2NH3 + 3Mg = Mg3N2 + 3 H2
Mg3N2 + 6H2O = 3Mg(OH)2 + 2NH3
NH3 + HCl = NH4Cl
NH4Cl + NaOH = NH3 + NaCl + H2O
4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O
NO + 1/2O2 = NO2 
2NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2O 
NaNO2 + NH4Cl = N2 + 2H2O + NaCl ( ĐK đun nóng)
2 
pứ 0,25x4=1
Câu 3 (3,0 điểm): 
1/ 
Các phản ứng xảy ra 
2FeCO3 + 1/2O2 = Fe2O3 + 2CO2 (1)
2FexOy + (1,5-y)O2 = xFe2O3 (2) 
CO2 hấp thu vào dung dịch chứa 0,06 mol Ba(OH)2 ta thu được 0,04 mol kết tủa (7,88/197) 
CO2 + Ba(OH)2 = BaCO3 + H2O (3)
2CO2 + Ba(OH)2 = Ba(HCO3)2 (4)
Gọi a và b là số mol của từng muối sinh ra ở phản ứng (3) và (4) 
Số mol Ba(OH)2 = a + b = 0,06
Số mol tủa là a = 0,04 . Vậy b= 0,02 . Tổng số mol CO2 = 0,08 
Theo phản ứng (1) Số mol FeCO3 = 0,08 mol 
Tổng số mol Fe2O3 = 16/160 =0,1 mol
Số mol Fe2O3 ở phản ứng (1) là 0,04 nên số mol Fe2O3 ở phản ứng (2) là 0,06 mol
Hỗn hợp A gồm {FeCO3 là 0,08 mol và FexOy là 0,12/x mol}
Kl A = 0,08x 116 + 0,12/x(56x + 16y) = 18,56. Vậy x/y= 3/4 Đó là oxit Fe3O4 
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
2/ 
Hỗn hợp B gồm { 0,04 mol Cu và 0,01 mol Fe3O4}. Số mol HCl = 0,08 mol 
Fe3O4 + 8HCl = 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O (1) 
 Cu + 2FeCl3 = 2FeCl2 + CuCl2 (2) 
Dung dịch D gồm {FeCl2 0,03 mol và CuCl2 0,01 mol}
Dung dịch D có {Fe2+ 0,03 mol, Cu2+ 0,01 mol, Cl- 0,08 mol)
Ag+ + Cl- = AgCl
Fe2+ + Ag+ = Ag + Fe3+ 
Vậy tủa gồm {AgCl 0,08 mol và Ag 0,03 mol}. Khối lượng tủa là 
0,08x143,5 + 0,03x108 = 14,72 gam 
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
Câu 4 (3,0 điểm): 
1/ -Dung dịch X là 2 muối Clorua 
Kết tủa Y là hỗn hợp hai hiđroxit 
Chất rắn là một oxit của kim loại 
-Vậy A,B,C,D,E là oxit, hiđroxit của một kim loại có số oxihoá khác nhau 
1 ion Cl- NaOH 1 ion OH-. Khối lượng giảm đi 35,5-17 = 18,5
Khi độ chênh lệch tổng khối lượng phân tử của X và của Y là 92,5 nên số nhóm Cl- được thay thế bởi nhóm OH- là 92,5:18,5 = 5 
Tổng hoá trị của kim loại trong hai muối là 5 
-Vậy hai muối là MCl2 và MCl3 và hai hiđroxit là M(OH)2 và M(OH)3 
Tổng khối lượng phân tử là 
-(M + 35,5x2) + (M + 35,5x3) + (M + 17x2) + (M + 17x3) = 486,5
M = 56 và đó là kim loại Fe 
-A,B,C,D,E là FeO, Fe2O3, Fe3O4, Fe(OH)2, Fe(OH)3.
( Có thể thêm muối Clorua bazơ của Fe)
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
2/ - A,B và C ở chu kỳ nhỏ, tan nhiều trong nước, không tác dụng với axit, bazơ, muối và không bị thủy phân. Vậy X là muối của kim loại kiềm với axit mạnh, đồng thời không tham gia phản ứng trao đổi, hay tất cả muối của kim loại với gốc axit đều tan. Đó là muối NaNO3 ( LiNO3)
-NaNO3 t0 NaNO2 (Y) + 1/2 O2 (C)
5NaNO2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 5NaNO3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O 
0,25
0,25
0,25
0,25
Câu 5 (3,5 điểm):
-X+ O2 CO2, H2O, HCl. Vậy X chưa các nguyên tố C,H,O. Cho hỗn hợp CO2, H2O, HCl qua dung dịch AgNO3 thì HCl, H2O được giữ lại. AgNO3 + HCl AgCl + HNO3 
Số mol HCl = Số mol kết tủa = 5,74:143,5 = 0,04 mol
KL H2O + Kl HCl = 2,54 nên số mol H2O = (2,54 - 0,04x36,5):18 = 0,06 
Khí thoát ra khỏi bình là CO2 cho tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 thấy có tạo ra kết tủa do các phản ứng 
CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 (1)
Dung dịch nước lọc tác dụng với Ba(OH)2 dư lại thấy có kết tủa chửng tỏ có Ca(HCO3)2 
2CO2 + Ca(OH)2 = Ca(HCO3)2 (2)
Ca(HCO3)2 + Ba(OH)2 = BaCO3 + CaCO3 + H2O (3)
Gọi a và b là số mol CO2 tham gia các phản ứng (1) và (2) 
Vậy số mol Ca(OH)2 = a + b/2 = 0,02x5 = 0,1 
Khối lượng kết tủa là 
KL CaCO3 + KL BaCO3 = (a+b/2)100 + b/2x197 = 13,94 
a= 0,08 và b= 0,04 và tổng số mol khí CO2 = 0,12 
Số mol H = 2 số mol H2O + số mol HCl = 2x0,06 + 0,04 = 0,16
Số mol Cl = số mol HCl = 0,04 
Số mol O = [4,3 - ( 0,12x12 + 0,16x1+ 0,04x35,5)] : 16 = 0,08
C: H: O: Cl = 0,12: 0,16: 0,08: 0,04 = 3:4:2:1
Công thức nguyên của X là : (C3H4ClO2)n
MX = 107,5n < 230 nên n < 2,14
Vậy n=1 và n=2 ® n=1: X laø C3H4ClO2 (loaïi)
 n =2: X laø C6H8Cl2O4 ( nhaän )
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
- Số mol A = 43: 215 = 0,2 mol 
Số mol C2H4(OH)2 = 0,2 mol và số mol A1 = 0,4 mol 
Số mol A : Số mol C2H4(OH)2: số mol A1 = 0,2:0,2:0,4 = 1:1:2
CH2- OOC-CH2Cl
CH2- OOC-CH2Cl
Vậy A có thể là este của C2H4(OH)2 và một axít hoặc A có một gốc rượu là là -O-CH2-CH2-Cl
Công thức cấu tạo của A có thể là 
CH2- OOC-CH2Cl
 + 4NaOH 2CH2OH-COONa + C2H4(OH)2 + 
CH2- OOC-CH2Cl + 2NaCl
 -Hoặc CH2Cl -COO-CH2-COO-CH2-CH2Cl
CH2Cl -COO-CH2-COO-CH2-CH2Cl + 4NaOH C2H4(OH)2 
 +2 CH2OH-COONa + 2NaCl
 - B + NaOH B1 + CH3CHO + NaCl + H2O 
B là este no nên không thể chứa gốc -CH=CH2 để tạo ra CH3-CHO nên muốn có CH3-CHO thì B có gốc rượu là -O-CHCl-CH3 
Do phản ứng chỉ sinh ra một muối nên B là một một muố