ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HOÁ HỌC LỚP 12 : năm học 2010-2011 pptx

Sở giáo dục và đào tạo Thái Bình
Trường THPT Tây Tiền Hải

ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HOÁ HỌC LỚP 12 : năm học 2010-2011
( Thời gian 180 phút không kể thời gian giao đề .)
Câu I : ( 2 điểm )
Thuỷ phân este A bằng dung dịch NaOH thu được muối B và chất D . Biết :
- B tác dụng với AgNO
3
trong NH
3
thu được Ag và dung dịch X , cho X tác dụng với dung dịch H
2
SO
4

loãng thu được khí CO
2

- D có công thức (CH
2
O)n
+ H
2
, Ni , t
0
+ HCl
D E F ( F có công thức ( CH
2
Cl)n

)
Xác định công thức cấu tạo của A , B ,D , E , F và viết các phương trình phản ứng ?
Câu II: ( 3 điểm )
1. Dùng một hoá chất duy nhất nhận biệt các dung dịch sau : natriphenolat , natri etylat , natri axetat ,
natri cacbonat
2. Muối sắt (III) thuỷ phân theo phản ứng : Fe
3+
+ 2H
2
O Fe(OH)
2+
+ H
3
O
+

K = 4,0 .10
-3

a) Tính pH của dung dịch FeCl
3
0,05M ?
b) Tính pH mà dung dịch phải có để 95% muối sắt (III) không bị thuỷ phân ?
Câu III : ( 2 điểm )
Hoà tan hoàn toàn 16 g hh X ( Mg , Al , Zn , Fe) trong dd H
2
SO
4
loãng d thu được 67,84 gam muối . Nếu
hoà tan hoàn toàn lượng hỗn hợp X trên trong dung dịch HNO

3
loãng dư ( giả thiết chỉ có NO duy nhất bay
ra ) thì thu đựơc 89,16gam muối nitrat . Tính khối lượng của Fe trong hỗn hợp ban đầu ?
Câu IV : ( 3, 5 điểm )
Hợp chất hữu cơ A gồm ba nguyên tố C, H,O tác dụng vừa đủ với dung dịch KOH 11,666% . Sau phản ứng thu
được dung dịch X , cô cạn dung dịch X thì phần hơi chỉ có H
2
O với khối lượng là 86,6 gam , còn lại là chất rắn
Y có khối lượng là 23 gam . Đốt cháy hoàn toàn Y thu được 13,8 gam K
2
CO
3
và 38 gam hỗn hợp CO
2
và H
2
O .
Toàn bộ lượng CO
2
này cho vào dung dịch Ca(OH)
2
dư thu được 70 gam kết tủa . Xác định công thức cấu tạo
của A , biết A đơn chức ?
Câu V : ( 1,5 điểm )
Cho một lượng Fe
X
S
Y
vào dung dịch HNO
3

dư , sau phản ứng hoàn toàn thu được dung dịch A và 3,36 lit
một khí ( ở đktc) có tỉ khối so với không khí là 1,586 . Cho A tác dụng với dung dịch BaCl
2
dư thu được kết
tủa trắng không tan trong axit . Mặt khác dung dịch A tác dụng với dung dịch Ba(OH)
2
dư thu được 5,73 gam
kết tủa. Hãy xác định công thức phân tử của Fe
x
S
y
?
Câu VI : ( 4 điểm )
1. Hãy sắp xếp các chất sau theo thứ tự tăng dần tính bazơ của chúng :
CO( NH
2
)
2
; CH
3
- CH
2
- CH
2
-NH
2
; CH
2
=CH- CH
2

-NH
2
; p- CH
3
C
6
H
4
NH
2
; C
6
H
5
NH
2
;
p- NO
2
- C
6
H
4
NH
2
, giải thích ?
2. Cho các chất sau : cumen ( isopropyl benzen ) , ancol benzylic ( phenylmetanol) , anizol( metylphenylete
) , benzanđehit và axit benzoic .
a) So sánh nhiệt độ sôi , nhiệt độ nóng chảy của chúng , giải thích ?
b) Từ metan và các chất vô cơ cần thiết viết phương trình điều chế các chất ở trên ?

Câu VII : ( 2,5 điểm )
1. Từ dung dịch KAlO
2
có thể dùng những chất nào trong số các chất sau để điều chế Al(OH)
3
: Na
2
S ,
NaHS , K
2
SO
3
, KHSO
3
, FeCl
3
, Al
2
(SO
4
)
3
, NH
4
NO
3
. Viết các phương trình phản ứng xảy ra ?
2. Xác định chiều của phản ứng oxi hoá khử sau :
Cu + Fe
3+

Cu
2+
+ Fe
2+
(1)
2Fe
3+
+ Sn
2+
2Fe
2+
+ Sn
4+
(2)
Biết :
O xi hoá khử Sn
4+
/ Sn
2+
Cu
2+
/Cu Fe
3+
/ Fe
2+

E
0
(V) + 0,15 + 0,34 + 0,77
Câu VIII : ( 1,5 điểm )

Hỗn hợp A gồm Na
2
CO
3
; MgCO
3
; BaCO
3
; FeCO
3
. Chỉ dùng một hoá chất và các phương pháp cần thiết
trình bày cách điều chế từng kim loại từ hỗn hợp trên ?

Bài I : ( 2 điểm )


F có công thức dạng ( CH
2
Cl)n


Vì mỗi nguyên tử Cl tương ứng với 1 nguyên tử H nên ta có
3n ≤ 2n+2 => n ≤ 2
Khi n = 1 : CH
2
Cl ( loại )
Khi n=2 : C
2
H
4

Cl
2
=> D có công thức phân tử là C
2
H
4
O
2
. D sinh ra từ
phản ứng thuỷ phân este do đó trong D phải có nhóm chức -OH .

Vì D + H
2
E CH
2
Cl- CH
2
Cl
=> CTCT của D là HO- CH
2
- CHO ; CTCT của E là : HO-CH
2
- CH
2
- OH
Muối B có phản ứng tráng gương , suy ra B là : HCOONa .
A + NaOH HCOONa + HO- CH
2
- CHO
Nên A có công thức cấu tạo là :

HCOOCH
2
- CHO
Các phương trình phản ứng :
1) HCOOCH
2
CHO + NaOH HCOONa + HO- CH
2
- CHO
2) HCOONa + 2[Ag(NH
3
)
2
OH] NH
4
NaCO
3
+ 2 Ag + 3 NH
3
+ H
2
O
3) 2NH
4
NaCO
3
+ 2H
2
SO
4

(NH
4
)
2
SO
4
+ Na
2
SO
4
+ 2CO
2
+ 2 H
2
O

Ni, t
0

4) HO- CH
2
CHO + H
2
HO- CH
2
- CH
2
- OH
5) HO- CH
2

- CH
2
- OH + 2HCl Cl- CH
2
- CH
2
- Cl + 2 H
2
O






Câu II : ( 3 điểm ) 1 ( 2 điểm ) ; 2 ( 1 điểm )

1. Có thể dùng dung dịch HCl để nhận ra từng dung dịch CH
3
COONa ,
C
6
H
5
ONa , C
2
H
5
ONa , Na
2

CO
3
, NaNO
3
, C
6
H
5
NH
3
Cl . Hiện tượng xảy
ra như sau :
Khi cho axit HCl lần lượt vào các mẫu thử của các dung dịch trên nhận thấy
:
- Nếu có mùi giấm bốc ra là CH
3
COONa do tạo thành axit axetic .
PTPƯ :
- Nếu dung dịch hoá đục rồi phân lớp là C
6
H
5
ONa do tạo thành phenol
C
6
H
5
OH ít tan trong nước , để lâu lắng xuống phía dưới tạo mặt phân cách .
PTPƯ :
- Nếu có mùi rượu bốc ra khi đun nóng là C

2
H
5
ONa do phản ứng tạo ra
C
2
H
5
OH
PTPƯ :
- Nếu có khí bay ra là Na
2
CO
3

PTPƯ :
Hai dung dịch còn lại không có hiện tượng gì là NaNO
3
và C
6
H
5
NH
3
Cl
Cho dung dịch C
2
H
5
ONa vào hai mẫu thử của hai dung dịch trên , nếu dung

dịch vẩn đục là C
6
H
5
NH
3
Cl do tạo ra C
6
H
5
NH
2
ít tan . Giải thích C
2
H
5
ONa có
môi trường kiềm mạnh do phản ứng thuỷ phân :
C
2
H
5
ONa + H
2
O C
2
H
5
OH + NaOH
Khi cho vào dung dịch C

6
H
5
NH
3
Cl có phản ứng :
C
6
H
5
NH
3
Cl + C
2
H
5
ONa + H
2
O C
6
H
5
NH
2
+ NaCl + C
2
H
5
OH
2.

a. FeCl
3
Fe
3+
+ 3Cl
-


Fe
3+
+ H
2
O Fe(OH)
2+
+ H
+


[ Fe(OH)
2+
] [H
+
]
K = = 4,0 . 10
- 3

( 0,25 đ)





( 0, 25 đ)


(0,25 đ)


( 1,25 đ)












( 0,25 đ)



( 0,25 đ)

( 0,25 đ)

( 0,25 đ)


(0,25 đ)



(0,25 đ)

(0,25 đ)

( 0,25đ)





( 0,5 đ)
[ Fe
3+
]
K khá nhỏ nên lượng ion Fe
3+
bị thuỷ phân rất nhỏ so với lượng ion Fe
3+
ban

đầu nên ta có :
[ H
+
]
2
[ H
+
]
2

K= = = 4,0 .10
- 3

[Fe
3+
] 0,05
[ H
+
]
2
= 4,0.10
-3
. 0 ,05 = 2. 10
- 4

[ H
+
] = 0,01414 => pH = 1,85

b. pH mà dung dịch phải có để 95% muối sắt (III) không bị thuỷ phân

[ Fe(OH)
2+
] 5
=
[ Fe
3+
] 95
5
K = [ H
+
] = 4,0 .10
- 3
=> [ H
+
] = 7,7. 10
-2
(M) => pH = 1,1 .
95

Câu III ( 2 điểm )
Hỗn hợp X gồm Mg , Al, Zn , Fe tác dụng với H
2
SO
4
loãng tạo ra 67,84 gam
muối , theo các phương trình phản ứng
Tạo ra các muối MgSO
4
, Al
2

(SO
4
)
3
, ZnSO
4
, FeSO
4

Theo định luật bảo toàn khối lượng : m
SO4
2-
= 67,84 - 16 = 51,84
n
SO4
2-
= 0,54 mol = n
H2



Chất khử là Mg , Al , Zn , Fe với số mol lần lượt là x , y , z ,t :
Mg Mg
2+
+ 2 e Tổng số mol e nhường là :2x + 3y + 2z + 2t
Al Al
3+
+ 3e
Zn Zn
2+

+ 2e
Fe Fe
2+
+ 2 e
Chất oxi hoá là H
+

2H
+
+ 2 e H
2
Vậy số mol e nhận là 1,08
áp dụng định luật bảo toàn e ta có : 2x+ 3y + 2z + 2t = 1,08 (1)

Hỗn hợp X tác dụng với HNO
3
loãng tạo ra các muối nitrat : Mg(NO
3
)
2
,
Al(NO
3
)
3
, Zn(NO
3
)
2
, Fe(NO

3
)
3

Theo định luật bảo toàn khối lượng : m
NO3
_
= 89,16 - 16 = 73,16
=> n
NO3
-
= 2x + 3y + 2z + 3t = 1,18 (2)
Lấy (2) -(1) ta có : t = 0,1
= > m
Fe
= 0,1 . 56 = 5,6 gam

Câu IV : ( 3,5 đ) H
2
O

A + dd KOH dd X K
2
CO
3


Y

CO

2
, H
2
O
Xác định CO
2
có trong 38 gam ( CO
2
và H
2
O ) .
CO
2
+ Ca(OH)
2
CaCO
3
+ H
2
O

0,7 mol 0,7 ( mol )
=> m
CO2
= 0,7 . 44 = 30,8 (g)
m
H2O
= 38- 30,8 = 7,2 (g)
Ta lại có n
K

( trong KOH ) = n
K
( trong K
2
CO
3
) = 2. (13,8 : 138) = 0,2 mol
=> n
KOH
= 0,2 mol , m
KOH
= 0,2 . 56 = 11,2 gam

m
dd KOH
= 11,2 . (100 : 11,666) = 96 gam
=> m
H2O
( trong KOH ) = 96 - 11,2 = 84,8 gam









( 0,5 đ )

( 0,5 )









( 0,75đ)



( 0,75 đ)

( 0,25 đ)







(0,25 đ)








Theo bài ra khối lượng H
2
O sau phản ứng là 86,6 gam

=> m
H2O
sinh ra do A phản ứng với KOH là 86,6 - 84,8 = 1,8 gam

A + KOH rắn Y + H
2
O

11,2 g 23 g 1,8 g

Theo định luật bảo toàn khối lượng: m
A
= 23 + 1,8 - 11,2 = 13,6 g

m
C
( trong A ) = m
C
trong CO
2
+ m
C
trong K
2
CO
3

m
C
= 0,7 .12 + 0,1 .12 = 9,6 g

m
H
trong A + m
H
trong KOH = m
H
trong Y + m

H
trong H
2
O
m
H
trong A + 0,2 .1 = 2. (7,2 : 18) + 2( 1,8 :18) = 1 g
=> m
H
trong A = 0,8 gam
m
O
trong A = m
A
- m
H
- m
C
= 13,6 - 9,6 - 0,8 = 3,2 gam

Gọi công thức của A là C
X
H
Y
O
Z


x : y : z = (9,6 :12) : (0,8 :1) : (3,2 : 16 ) = 4 : 4 :1

Vậy công thức đơn giản của A là ( C
4
H
4
O )n

Vì A tác dụng với KOH chỉ thu được muối và H
2
O , mặt khác A đơn chức
nên n = 2

CTPT của A là C
8
H
8
O
2


n
A
= 13,6 : 136 = 0,1 mol . Ta có tỉ lệ : n
A
: n
KOH
= 1 :2
A không thể là axit đơn chức => A là este loại phenolat .


A có thể có các cấu tạo sau :

CH
3
- COO - C
6
H
5
(1) HCOO- C
6
H
5
- p- CH
3
(2)

HCOO- C
6
H
5
- m- CH
3
(3) HCOO- C
6
H
5
- o- CH
3
(4)

Câu V : (1,5 đ)
M
khí
= 1,586 . 29 = 46 .Vậy khí đó là NO
2

n
NO2
= 0,15 mol .
Fe
X
S
Y
+ ( 6x + 6y ) HNO
3
xFe(NO
3
)
3
+ ( 3x + 6y) NO
2

+
+ y H
2
SO
4
+ ( 3x + 2y) H
2
O (1)
Dung dịch A có chứa : H
2
SO
4
, Fe(NO
3
)
3
.
Cho A phản ứng với dung dịch Ba(OH)
2
dư có các phản ứng :
H
2
SO
4
+ Ba(OH)
2
BaSO
4
↓ + 2 H
2

O
(2) 2 Fe(NO
3
)
3
+ 3 Ba(OH)
2
2Fe(OH)
3
↓+ 3 Ba(NO
3
)
2

(3)

Theo (1) n
Fe(NO3)
= 0,15x : ( 3x + 6y )
Theo (2) n
H2SO4
= 0,15y : ( 3x+6y)

( 0,5 đ)



(0,25 đ)

(0,25 đ)

( 0,5 đ)




(0,25đ)




(0,25 )

(0,5 đ)



( 0,5 đ)






( 0,5 đ )

( 0,5 đ)




( 0,5 đ )

=> n
Ba SO4
= 0,15 y : ( 3x + 6 y)
n
Fe(OH)3
= 0,15x : ( 3x + 6y )
Kết tủa thu được có khối lượng 5,73 gam , nên ta có phương trình :
[0,15.107x : ( 3x+6y)] + [ 0,15 .233 y : ( 3x+ 6y) ] = 5,73
=>(3x + 6y ) : ( 107 x + 233 y) = 0,15 : 5,73
=> x = 2y . Công thức phân tử của hợp chất là FeS

2



Câu VI : ( 4điểm ) 1 .1điểm 2. 3điểm

1 . Thứ tự tăng dần tính bazơ là :
CO ( NH
2
)
2
< p- NO
2
- C
6
H
4
- NH
2
< C
6
H
5
NH
2
< p- CH
3
- C
6
H

4
- NH
2
<
CH
2
=CH- CH
2
- NH
2
< CH
3
- CH
2
- CH
2
- NH
2
.
Giải thích : Những nhóm thế hút e làm giảm tính bazơ , nhóm thế đẩy e làm
tăng tính bazơ
Nhóm - C- liên kết trực tiếp với nguyên tử N có tác dụng hút e mạnh

O
giảm tính bazơ . Gốc phenyl có tác dụng hút electron , do đó mật độ e tự do
trên nguyên tử N giảm , tính bazơ giảm ; mặt khác khi nhóm thế hút e như -
NO
2
liên kết với nhân thơm càng có tác dụng làm giảm tính bazơ , nhóm thế
đẩy e như - CH

3
làm tăng tính bazơ . Gốc không no như CH
2
= CH- CH
2
- có
tác dụng hút e nhưng yếu hơn so với gốc phenyl , gốc CH
3
- CH
2
- CH
2
- có tác
dụng đẩy e do đó tính bazơ mạnh nhất .
2.
Cumen : C
6
H
5
CH(CH
3
)
2
; ancolbezylic : C
6
H
5
CH
2
OH ; anizol : C

6
H
5
OCH
3

C
6
H
5
CHO ; axit benzoic : C
6
H
5
COOH .
a) Nhiệt độ sôi , nhiệt độ nóng chảy tăng theo thứ tự sau :
Cumen < anizol < benzanđehit < ancolbenzylic < axit benzoic .
Giải thích : Nhiệt độ sôi nhiệt độ nóng chảy phụ thuộc vào lực hút liên phân
tử như : lực hút lưỡng cực , liên kết hiđro
Axit benzoic và ancol bezylic có liên kết hiđro giữa các phân tử do đó có
nhiệt độ sôi lớn , tuy nhiên liên kết hiđro giữa các phân tử axit benzoic mạnh
hơn trong ancol do đó nhiệt độ sôi lớn hơn .
Phân tử benzanđehit có nhóm - CO phân cực mạnh hơn nhóm - O- trong
anizol , do đó nhiệt độ sôi lớn hơn . Phân tử cumen không phân cực do đó có
nhiệt độ sôi thấp nhất .
b) Điều chế các chất :
Cumen :
1500
0
C , lln

1) 2 CH
4
C
2
H
2

C , 600
0
C
2) 3 C
2
H
2
C
6
H
6

CuCl , NH
4
Cl
3) 2C
2
H
2
C
4
H
4

Ni, t
0

4) C
4
H
4
+ 3H
2
C
4
H
10

Crackinh
5) C
4
H
10
CH
4
+ C
3
H
6

Xúc tác

( 0,5 đ)






( 0,5 đ)










( 0,5 đ)






( 0,25 đ)

( 0,5 đ)

( 2,25 đ)
Mỗi
phương
trình sai -
0,25 điểm ,
thiếu điều
kiện - 0,25
đ.











6) C
6
H
6

+ CH
2
=CH- CH
3
C
6
H
5
CH(CH
3
)
2

Anizol : 100
0
C
7C
6
H
5
CH(CH
3
)
2
+ O
2
+ H
2
O C
6

H
5
OH + CH
3
COCH
3


8) C
6
H
5
OH + NaOH C
6
H
5
ONa + H
2
O
Askt
9) CH
4
+ Br
2
CH
3
Br + HBr
10) C
6
H

5
ONa + CH
3
Br C
6
H
5
OCH
3
+ NaBr .

Ancolbezylic :

11) C
6
H
6
+ CH
3
Br AlCl
3
C
6
H
5
CH
3
+ HBr
Askt
12) C

6
H
5
CH
3
+ Cl
2
C
6
H
5
CH
2
Cl + HCl
13) C
6
H
5
CH
2
Cl + NaOH C
6
H
5
CH
2
OH + NaCl
Benzanđehit
t
0

14) C
6
H
5
CH
2
OH + CuO C
6
H
5
CHO + Cu + H
2
O
Axit benzoic :
O
2
, Mn
2+

15)2C
6
H
5
CHO + O
2
2 C
6
H
5

COOH

Câu VII : 2. điểm . Câu1 : 1,5 đ Câu 2 . 0,5 đ
Câu 1 :
Có thể dùng các chất sau :
KHSO
3
; FeCl
3
; Al
2
(SO
4
)
3
; NH
4
NO
3
để điều chế Al(OH)
3
từ dung dịch
KAlO
2

1) KHSO
3
+ KAlO
2
+ H

2
O K
2
SO
3
+ Al(OH)
3

2) FeCl
3
+ 3KAlO
2
+ 6H
2
O 3KCl + 3Al(OH)
3
+ Fe(OH)
3

3) Al
2
(SO
4
)
3
+ 6KAlO
2
+ 12H
2
O 8 Al(OH)

3
+ 3K
2
SO
4

4) NH
4
NO
3
+ KAlO
2
+ H
2
O NH
3
+ KNO
3
+ Al(OH)
3

Câu 2 :
Phản ứng (1) xảy ra theo chiều thuận vì E
0
của Cu
2+
/Cu < Fe
3+
/ Fe do đó ion
Fe

3+
có thể oxi hoá Cu thành Cu
2+
và Fe
2+
theo quy tắc anpha ỏ
Phản ứng ( 2 ) xảy ra theo chiều thuận vì E
0
của Sn
4+
/Sn
2+
< Fe
3+
/Fe
2+
do đó
ion Fe
3+
có thể oxi hoá Sn
2+
thành Sn
4+
và Fe
2+
.

Câu VIII ( 2 điểm ) :
Cho dung dịch HCl dư vào hỗn hợp trên , ta thu được dung dịch chứa : NaCl ,
MgCl

2
, BaCl
2
, FeCl
2
và khí CO
2
.
Viết phương trình phản ứng .
Điện phân dung dịch cho đến khi có khí thoát ra ở catot thì dừng lại , khi đó
ion Fe
2+
bị khử hết . Phương trình điện phân :
FeCl
2
Fe + Cl
2
thu được Fe ở catôt .
Dung dịch còn lại gồm NaCl , MgCl
2
, BaCl
2
. Cô cạn rồi điện phân nóng
chảy thu được hỗn hợp 3 kim loại Na , Ba , Mg . Cho ba kim loại trên vào
H
2
O , tách được Mg ( không phản ứng với H
2
O )
Viết phương trình phản ứng .

Dung dịch thu được là hỗn hợp Ba(OH)
2
và NaOH , sục khí CO
2
thu được ở
trên vào dung dịch thu được BaCO
3
kết tủa .
Viết phương trình phản ứng .

( 0,5 đ)

( 1 đ)






( 0,5 điểm )






( 0,5 đ)




( 0,5 đ)



( 0,5 đ)

( 0,5 đ)
Hoà tan kết tủa bằng dung dịch axit HCl , dung dịch thu được cô cạn rồi điện
phân nóng chảy thu được kim loại Ba .
Viết phương trình phản ứng .
Cho axit HCl dư vào dung dịch Na
2
CO
3
hoặc NaHCO
3
ở trên , dung dịch thu
được cô cạn rồi điện phân nóng chảy thu được kim loại Na .
( thiếu phương trình phản ứng - 0, 25).