đề thi HSG cấp trường- có đáp án

Sở GD&ĐT Hoà Bình Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 12 tHPT
Trờng thpt nguyễn tr iã Năm học 2010-2011
Đề chính thức Môn: hoá học
Ngày thi: 25/11/2010
(Thời gian làm bài 180 phút, không kể thời gian giao đề)
(Đề thi gồm có 02 trang, 05 câu)
i. ma trận đề
Chủ đề
Nhận biết Thông hiểu Vận dụng ở
mức độ thấp
Vận dụng ở
mức độ cao
Tổng
1. Xác định
công thức
phân tử hợp
chất hữu cơ
3 3
7điểm
2. Xác định
m, H, pH,
C
M
1 3 4
9điểm
3. Chuỗi
phản ứng,
nhận biết
1
1
2

4điểm
Tổng câu
Tổng điểm
2
4
7
16
9
20điểm
ii. đề bài
Câu I (5 điểm)
1. Hai este đơn chức no A, B là đồng phân của nhau. Xà phòng hóa hoàn toàn
66,6 gam hỗn hợp hai este trên cần vừa đủ 900 ml dung dịch NaOH 1M. Cô cạn
dung dịch sau phản ứng thu đợc 65,4 gam hỗn hợp hai muối khan.
Tìm công thức cấu tạo và tính khối lợng của A và B trong hỗn hợp ban đầu?
2. Chất hữu cơ A chứa C, H, O mạch hở. Phân tử chỉ chứa những loại chức có
hiđro linh động (OH, COOH). Lấy cùng số mol của A cho phản ứng với dung
dịch NaHCO
3
d hay với Na d thì số mol CO
2
, số mol H
2
thu đợc bằng nhau và
bằng số mol A đem phản ứng. Tỉ khối của A so với H
2
bằng 45. Khi oxi hoá A
bằng CuO đun nóng thu đợc sản phẩm B cho phản ứng tráng gơng. Xác định
công thức cấu tạo của A ?
Câu II (4 điểm)

1. Hoà tan hoàn toàn một ít oxit Fe
x
O
y
bằng H
2
SO
4
đặc, nóng thu đợc 2,24 lít
SO
2
(đktc) ; phần dung dịch đem cô cạn đợc 120 gam muối khan.
Xác định công thức của oxit sắt ?
2. Hoà tan 8,1 gam bột kim loại hoá trị III vào 2,5 lít dung dịch HNO
3
0,5M (D
= 12,5 g/ml). Sau khi phản ứng kết thúc thu đợc 2,8 lít khí (đktc) hỗn hợp NO và
N
2
. Biết tỉ khối hơi của hỗn hợp khí trên so với heli là 7,2. Xác định kim loại và
nồng độ phần trăm của dung dịch HNO
3
?
Câu III: (4 điểm)
1. Cho sơ đồ điều chế sau :
2 6 2 4 2 4 2
C H O C H O C H O

C
2

H
4
X đa chức
C
2
H
4
Br
2
C
2
H
4
(OH)
2
Viết phơng trình hoàn thành chuỗi phản ứng trên?
2. Chỉ đợc dùng thêm một thuốc nêu cách nhận biết đợc các dung dịch mất nhãn
sau :NH
4
HSO
4
, Ba(OH)
2
, BaCl
2
, HCl, NaCl, H
2
SO
4
?

Câu IV: (4 điểm)
1. Lấy 40ml dung dịch NaOH 0,09M rồi pha thêm H
2
O để thành 100ml và thêm
tiếp vào 30ml dung dịch HCl 0,1M. Tính pH của dung dịch mới ?
2. Trộn 10,8 gam bột nhôm với 34,8 gam bột Fe
3
O
4
rồi tiến hành phản ứng nhiệt
nhôm. Giả sử lúc đó chỉ xảy ra phản ứng khử Fe
3
O
4
thành Fe. Hoà tan hoàn toàn
hỗn hợp chất rắn sau phản ứng bằng dung dịch H
2
SO
4
20% (D = 1,14 g/ml) thì
thu đợc 10,752 lít H
2
. Xác định hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm và thể tích tối
thiểu của dung dịch H
2
SO
4
đã dùng?
Câu V: (3 điểm)
Hoà tan 91,2 gam FeSO

4
vào 200 gam dung dịch HCl 3,285% thu đợc dung dịch
A. Lấy 1/3 dung dịch này đem điện phân với điện cực trơ có màng ngăn với cờng
độ dòng điện I = 1,34 ampe trong 2 giờ. Biết hiệu suất điện phân là 100%. Hãy
xác định khối lợng kim loại thoát ra ở catôt và thể tích khí (đktc) thoát ra ở anot?
Cho nguyên tử khối Ag: 108; Fe: 56 ; S: 32 ; Cu: 64 ; Ba: 137; N: 14 ;
C: 12 ; H: 1 ; Na: 23; O: 16
Hết
đáp án:
Câu 1:
1. (3 điểm)
Phản ứng xà phòng hoá este :
RCOOR' NaOH RCOONa R'OH
+ +
Theo trên và đề :
n
este
= n
NaOH
= n
muối
= 1. 0,9 = 0,9 (mol)

este
66,6
M
0,9
= =
74 (g)
Gọi C

n
H
2n
O
2
là công thức phân tử của A, B, theo kết quả trên ta có :
14n + 32 = 74 n = 3
Vậy công thức phân tử của A, B là C
3
H
6
O
2
Công thức cấu tạo của A, B :
2 3
||
A : H C O CH CH
O

3 3
||
B : CH C OCH
O

Phản ứng xà phòng hoá của A, B :
HCOOC
2
H
5
+ NaOH HCOONa + C

2
H
5
OH
CH
3
COOCH
3
+ NaOH CH
3
COONa + CH
3
OH
Đặt
2 5
HCOOC H
n x=
3 3
CH COOCH
n y=
Theo trên và đề :
x y 0,9
68x 82y 65,4
+ =


+ =

Giải hệ phơng trình đợc :
x = 0,6

2 5
HCOOC H
m
= 74 0,6 = 44,4 (gam)
y = 0,3
3 3
CH COOCH
m
= 74 0,3 = 22,2 (gam)
2. (2 điểm)
Đặt công thức phân tử của A là R(OH)
n
(COOH)
m
Phản ứng của A :
R(OH)
n
(COOH)
m
+ NaHCO
3
R(OH)
n
(COONa)
m
+ mCO
2
+ mH
2
O

R(OH)
n
(COOH)
m
+ (n + m)Na R(ONa)
n
(COONa)
m
+
2
(n m)
H
2
+
Đặt a là số mol của A, từ trên ta có :
2
CO
n ma
=
2
H
n m
n a
2
+

=
ữ

Theo đề đợc :

n m
ma .a a
2
+
= =

nghiệm hợp lí là n = 1 ; m = 1.
Vậy A là R(OH)(COOH)
Cũng theo đề : M
A
= 45. 2 = 90 (g)
Suy ra : M
R
+ 17 + 45 = 90 M
R
= 28 (g)
hay R là C
2
H
4
Công thức của A : C
2
H
4
(OH)(COOH)
Theo đề cho biết : Oxi hoá A bằng CuO cho B, tác dụng đợc với dung dịch
AgNO
3
/ NH
3

nên A là rợu bậc một, do đó công thức cấu tạo của A là :
HOCH
2
CH
2
COOH
Câu II:
1. (2 điểm)
Phản ứng hoà tan oxit sắt :
o
t
x y 2 4 2 4 3 2 2
2Fe O (6x 2y)H SO đ xFe (SO ) (3x 2y)SO (6x 2y)H O+ + +
2
SO
2,24
n 0,2 (mol)
22,4
= =
2 4 3
Fe (SO )
120
n 0,3 (mol)
400
= =
Theo trên ta có :
(3x 2y) . 0,3 = 0,1 . x 0,8x = 0,6y

x 0,6 3
y 0,8 4

= =
Vậy công thức của oxit sắt là Fe
3
O
4
.
2. (2 điểm)
Gọi M là kim loại hoá trị III.
M + 4HNO
3
M(NO
3
)
3
+ NO
+ 2H
2
O
mol : 0,05 0,2 0,05
10M + 36HNO
3
10M(NO
3
)
3
+ 3N
2
+ 18H
2
O

mol : 0,25 0,9 0,075
Đặt a là số mol khí NO có trong hỗn hợp
b là số mol khí N
2
trong hỗn hợp
Theo đề ta có :
2,8
a b 0,125
22,4
+ = =
(1)
Khối lợng trung bình của hỗn hợp khí = 4. d
= 4. 7,2 = 28,8

30a 28b
28,8
a b
+
=
+
30a + 28b = 28,8 . 0,125 (2)
Giải hệ phơng trình (1), (2) đợc : a = 0,05 mol
b = 0,075 mol
Tổng số mol kim loại M là : n
M
= 0,05 + 0,25 = 0,3 (mol)
Vậy
m 8,1
M 27
n 0,3

= = =
(g) Kim loại M là Al.
Số mol HNO
3
phản ứng : 0,2 + 0,9 = 1,1 (mol)
Số mol HNO
3
ban đầu : 2,5 . 0,5 = 1,25 (mol)
Số mol HNO
3
d : 1,25 1,1 = 0,15 (mol)
3
ddHNO
m
ban đầu : 2500 . 1,25 = 3125 (gam)
m
dd
sau phản ứng =
( )
3 2
ddHNO Al NO N
m m m m
+ +
= 3125 + 8,1 (30. 0,05 + 28 .
0,075)
= 3129,5 (gam)
Vậy nồng độ ddHNO
3
d =
0,15.63.100%

0,3%
3129,5
=
Câu III:
1. (2 điểm)

o
2 4
H SO , t
2 2 2 3 2
CH CH H O CH CH OH
= +
o
CuO, t
3 2 3 2
CH CH OH CH CHO H O Cu
+ +
2 3
o
Ag O / NH
3 3
t
CH CHO CH COOH 2Ag
+
2 2 2 2 2
CH CH Br (dd) CH Br CH Br= +
o
t
2 2 2 2
CH Br CH Br 2NaOH CH OH CH OH 2NaBr

+ +
o
2 4
3 3
2 H SO t
3 2
2
3 3
(X)
CH COO CH
CH OH
| 2CH COOH | 2H O
CH OH
CH COO CH


+ +




2. (2 điểm)
Dùng thêm quỳ tím :
Dung dịch làm quỳ tím chuyển sang màu xanh, đó là Ba(OH)
2
.
Dung dịch làm quỳ tím chuyển sang màu hồng, đó là HCl, H
2
SO
4

và
NH
4
HSO
4
.
Dung dịch không làm chuyển màu quỳ là BaCl
2
, NaCl.
Lấy Ba(OH)
2
cho vào 3 dung dịch HCl, H
2
SO
4
, NH
4
HSO
4
. Chất nào tạo ra kết
tủa trắng là H
2
SO
4
; chất nào tạo ra khí mùi khai và kết tủa trắng là NH
4
HSO
4
;
và dung dịch nào không có hiện tợng gì là HCl, vì

Ba(OH)
2
+ H
2
SO
4
BaSO
4
+ 2H
2
O
Ba(OH)
2
+ NH
4
HSO
4
NH
3
+ BaSO
4
+ 2H
2
O
Lấy dung dịch H
2
SO
4
nhận biết dung dịch BaCl
2

và NaCl : chất nào cho kết tủa
trắng là BaCl
2
, vì
H
2
SO
4
+ BaCl
2
BaSO
4
+ 2HCl
Chất còn lại là NaCl.
Câu iv:
1. (2 điểm)
Phản ứng trung hoà :
NaOH + HCl NaCl + H
2
O
mol : 0,003 0,03 . 0,10
n
NaOH
ban đầu = 0,09 . 0,04 = 0,0036 (mol)
Theo phơng trình phản ứng trên, thì n
NaOH
phản ứng là 0,003
n
NaOH
d = 0,0036 0,0030 = 0,0006 (mol)

Nh vậy dung dịch mới d NaOH và có thể tích là 130 ml
Do đó nồng độ
3
0,0006
OH 4,6 .10
0,13

= =
pOH = lg[OH

] lg4,6 . 10

3
= 2,34
Vậy pH = 14 pOH = 14 2,34 = 11,66
2. (2 điểm)
Các phản ứng, với
Al
10,8
n 0,4
27
= =
(mol)
3 4
Fe O
34,8
n 0,15
232
= =
(mol)

2
H
10,752
n 0,48
22,4
= =
(mol)
và x là số mol Al tham gia phản ứng
8Al + 3Fe
3
O
4
9Fe + 4Al
2
O
3
(1)
mol : x
3
x
8

9
x
8

1
x
2
Fe + H

2
SO
4
FeSO
4
+ H
2
(2)
mol :
9
x
8

9
x
8

9
x
8
2Al + 3H
2
SO
4
Al
2
(SO
4
)
3

+ 3H
2
(3)
mol : 0,3 x
( )
3
0,4 x
2


( )
3
0,4 x
2

Fe
3
O
4
+ 4H
2
SO
4
FeSO
4
+ Fe
2
(SO
4
)

3
+ 4H
2
O (4)
mol : 0,15
3
x
8

3
4 0,15 x
8


ữ

Al
2
O
3
+ 3H
2
SO
4
Al
2
(SO
4
)
3

+ 3H
2
O
(5)
mol :
1
x
2

1
3 x
2
Tính hiệu suất phản ứng theo Al (có thể tính theo Fe
3
O
4
) :
Theo các phản ứng (2), (3) và đề, ta có :
2
H
9 3
x .(0,4 x) n 0,48
8 2
+ = =
x = 0,32.
Vậy hiệu suất
0,32 .100
h 80%
0,4
= =

Theo (2), (3), (4), (5) :
2 4
H SO
9 3 3 1
n x (0,4 x) 4 0,15 x 3 x
8 2 8 2


= + + +
ữ ữ ữ ữ
ữ


= 1,08 (mol)
Vậy
2 4
ddH SO
V
đã dùng =
1,08. 98.100
464,21
20 .1,14
=
(ml)
Câu v:(3 điểm)
Phơng trình điện li :
2 2
4 4
FeSO Fe SO
+

+
HCl H
+
+ Cl

ở anot (+) ở
catot ()
2Cl

2e Cl
2
(1) 2H
+
+ 2e H
2
(3)
2H
2
O 4e O
2
+ 4H
+
(2) Fe
2+
+ 2e Fe (4)
Từ (1), (3) :
2HCl H
2
+ Cl
2

0,06 0,03
Thời gian để hoàn thành quá trình (1), (3) theo công thức Faraday
1 A
m . .It
F n
=

là :
1 36,5
0,06 .36,5 . .1,34. t
26,8 1
=
t = 1 giờ 12 phút
Từ (2) và (4) ta có :
đpdd
4 2 2 2 4
2FeSO 2H O 2Fe O 2H SO
+ + +
Gọi a là số mol chất rắn bám ở catot, theo (5) và cũng theo công thức Faraday đ-
ợc :
1 56
56 . a . . 1,34 . 0,8
26,8 2
=
a = 0,02 mol
Vậy :
m
Fe
= 56 . 0,02 = 1,12 (gam)
V khÝ ë anot =

2 2
Cl O
V V=
= 22,4 (0,03 + 0,01) = 0,896 (lit)
.