Đề và đáp án thi HSG trường môn Hóa 11

Trêng ptth cÈm b×nh §Ị THI CHäN HSG TR¦êng 2011
Mơn: HĨA HỌC 11 Thời gian làm bài: 180 phút
Câu I (4điểm):
1. Dung dịch X chứa HCl 4M và HNO
3
aM. Cho từ từ Mg vào 100 ml dung dịch X cho tới khi khí ngừng
thốt ra thấy tốn hết b gam Mg, thu được dung dịch B chỉ chứa các muối của Mg và thốt ra 17,92 lít hỗn hợp
khí Y gồm 3 khí. Cho Y qua dung dịch NaOH dư thấy còn lại 5,6 lít hỗn hợp khí Z thốt ra có
2
Z H
d
/
=3,8. Các
phản ứng xảy ra hồn tồn. Thể tích các khí đều đo ở đktc. Tính a, b?
2. Cho 5,8 gam FeCO
3
tác dụng với dung dịch HNO
3
vừa đủ thu được dung dịch X và hỗn hợp Y
gồm CO
2
, NO. Cho dung dịch HCl dư vào dung dịch X được dung dịch Y. Dung dịch Y hồ tan tối đa m gam
Cu tạo ra sản phẩm khử NO duy nhất. Tính m?
Câu II : ( 3 điểm )
Độ tan của H
2
S trong dung dịch HClO
4
0,003M là 0,1 mol / lit . Nếu thêm vào dung dịch này các ion
Mn
2+

và Cu
2+
sao cho nồng độ của chúng bằng 2.10
-4
M thì ion nào sẽ kết tủa dưới dạng sunfat ?
Biết T
MnS
= 3.10
-14
, T
CuS
= 8.10
-37
;
2
21
1,3.10
H S
K
−
=
Câu III : ( 2 điểm )
Hai hiđrocacbon A và B đều ở dạng mạch hở. Trong phân tử A có 5 liên kết xích ma và 4 liên kết
π
. Trong phân tử B
có 7 liên kết xích ma và 3 liên kết
π
. Xác định cơng thức cấu tạo của A và B.
Câu IV : (3 điểm )
Cho các đơn chất A, B, C . Thực hiện phản ứng :

A + B X
X + H
2
O NaOH + B
B + C Y
Y + NaOH
1 : 1
→
Z + H
2
O
Cho 2,688 lit khí Y ( đkc ) qua dung dịch NaOH thì khối lượng chất tan tằng 2,22 gam .
Lập luận xác định A, B, C và hồn thành phản ứng .
Câu V (4 điểm):
Hỗn hợp khí X gồm 2 hydrocacbon A, B mạch thẳng. Khối lượng phân tử của A nhỏ hơn khối lượng
phân tử của B. Trong hỗn hợp X, A chiếm 75% theo thể tích.
Đốt cháy hoàn toàn X cho sản phẩm hấp thụ qua bình chứa dung dòch Ba(OH)
2
dư, sau thí nghiệm khối
lượng dung dòch trong bình giảm 12,78 gam đồng thời thu được 19,7 gam kết tủa.
Tìm công thức phân tử của A, B. Biết tỷ khối hơi của X đối với H
2
là 18,5 và A, B cùng dãy đồng
đẳng.
Câu VI (3,5 điểm):
Có hỗn hợp X gồm NH
3
và H
2
. Cho hỗn hợp X qua ống đựng 8 gam bột CuO nung nóng, sau phản ứng thu

được hỗn hợp khí và hơi Y, chất rắn Z. Cho Y đi qua đi qua dung dịch H
2
SO
4
đặc, dư thì thấy khối lượng
bình tăng 35,12 gam. Khí đi ra khỏi bình H
2
SO
4
đặc có khối lượng 1,48 gam, ở nhiệt độ 27
o
C và áp suất 0,9
atm có thể tích là 13,14 lít.
1/ Trong chất rắn Z còn CuO khơng?
2/ Tính thành phần phần trăm của hỗn hợp khí X.
Câu VII (3,5 điểm):
Cho m
1
(g) hçn hỵp Al vµ Mg vµo m
2
(g) dung dÞch HNO
3
24%. Ph¶n øng xong thu ®ỵc dung dÞch A (chØ
chøa mi nitrat cđa c¸c kim lo¹i) vµ tho¸t ra 8,96 lÝt hçn hỵp khÝ X gåm NO, N
2
O, N
2
. Thªm 1 lỵng
O
2

võa ®đ vµo X, sau ph¶n øng thu ®ỵc hçn hỵp khÝ Y. DÉn Y tõ tõ qua dung dÞch NaOH 2M d thÊy
cã 4,48 lÝt hçn hỵp khÝ Z tho¸t ra. Tû khèi cđa Z so víi H
2
lµ 20. NÕu cho NaOH 2M vµo A th× kÕt tđa
lín nhÊt thu ®ỵc lµ 62,2g. Cho c¸c thĨ tÝch khÝ ®o ë ®ktc.
1. T×m m
1
, m
2
.
2. T×m nång ®é phÇn tr¨m c¸c chÊt trong dung dÞch A.
3. T×m thĨ tÝch dung dÞch NaOH ®· thªm vµo A ®Ĩ ®ỵc kÕt tđa lµ lín nhÊt.
Hết
ĐÁP ÁN ĐỀ THI HSG CẤP TRƯỜNG MÔN HÓA KHỐI 11 NH 2010-2011
Câu I :
1. n
Y
= 0,8 mol; n
Z
= 0,25 mol
→
2
0 55
NO
n mol,=
Vì khi qua dung dịch NaOH chỉ có khí NO
2
hấp thụ nên Z phải chứa khí H
2
và khí A

7 6
Z
M( , )=
.
Ta có
2
1
0 2
2
H HCl
n n ,= =
mol
→
n
A
= 0,05 mol.
0 2 2 0 05
7 6
0 25
A
Z
M
M
, . , .
,
,
+
= =
→
M

A
= 30
→
A là NO.
Gọi n
Mg
phản ứng là x mol.
Quá trình oxi hóa: Quá trình khử:
Mg
→
Mg
+2
+ 2e 2H
+
+ 2e
→
H
2

x 2x 0,4 mol 0,2 mol
N
+5
+ 1e
→
N
+4

0,55 mol 0,55 mol
N
+5

+ 3e
→
N
+2

0,15 mol 0,05 mol
Áp dụng bảo toàn electron ta có: 2x = 0,4 + 0,55 + 0,15
→
x = 0,55 mol.
→
b = 0,55.24 = 13,2 gam.
3
3 3
HNO pu
NO NO
n n pu n muoi
( )
( ) ( )
− −
= +
= 0,55 + 0,05 + 2 (0,55 – 0,2) = 1,3 mol.
→
[ ]
3
1 3
13
0 1
HNO M
,
,

= =
→
a = 13M.
2. (2 điểm):
3 3
3
3
0 05 3 0 15
FeCO
Fe NO Fe
n n mol n n mol, ; ,
+ − +
= = = =
3Cu + 8H
+
+ 2NO
3
-

→
3Cu
2+
+ 2NO + 4H
2
O
0 15 3
2
mol
, .
0,15 mol

Cu + 2Fe
3+

→
Cu
2+
+ 2Fe
2+

0,025 mol 0,05 mol
Vậy m = 64 (
0 15 3
2
, .
+0,025) = 16 gam.
Câu II :
Trong dung dịch HClO
4
0,003 M [H
+
]=0,003 M
H
2
S 2H
+
+ S
2-

[ ]
( )

2
2
2
21
2 17
2
2
1,3.10 .0,1
1,4.10
0,003
H S
H S
K S
H S
+ −
−
− −
   
   
 
= → = =
 
2 2 4 17 21
2.10 .1,4.10 2,8.10
MnS
Mn S T
+ − − − −
   
= = <
   

=> MnS không kết tủa.
2 2 4 17 21
2.10 .1,4.10 2,8.10
CuS
Cu S T
+ − − − −
   
= = >
   
=> CuS kết tủa.
Câu III :
/ Đặt C.T.P.T của chất A là C
n
H
2n+2-2k
(với k là số liên kết
π
).
Trong phân tử có (n – 1) liên kết xích ma C – C và (2n + 2 – 2k) liên kết C – H
 (n – 1) + (2n + 2 – 2k) = 5; thay k = 4 (g.t) ta có n = 4. Vậy A là C
4
H
2
; công thức cấu tạo của A là
CH
≡
C – C
≡
CH
Đặt C.T.P.T của B là C

m
H
2m+2-2k’
(với k’ là số liên kết
π
).
Trong phân tử có (m – 1) liên kết xích ma C – C và (2m + 2 – 2k’) liên kết C – H
 (m – 1) + (2m + 2 – 2k’) = 7; thay k’ = 3 (g.t) ta có m = 4. Vậy B là C
4
H
4
; công thức cấu tạo của B là
CH2 = CH – C
≡
CH
Câu IV :
A : Na ; B : H
2
; X : NaH
B + C Y ⇒ C là phi kim, Y là axít
1:1
2
Y NaOH Z H O+ → +
1mol Y phản ứng khối lượng chất tan tăng ( Y - 18 )g
2,688
0,12 2,22
22,4
mol g=
( )
18 1

36,5
2,22 0,12
:
Y
Y
C Clo
−
= ⇒ =
⇒
Viết phương trình phản ứng
Câu V
1 Câu 5 : ( 4 điểm )
Chất tương đương 2 hydrocacbon A, B :
x y
C H
( )
2 2 2
2 2 3 2
2
19,7
0,1
197
x y
y
C H O x CO H O
a ax
CO Ba OH BaCO H O
ax ax
ax mol
+ → +

+ → +
= =
Gọi m dung dòch ban đầu là m :
( )
44 18 19,7 12,78
2
44 18 6,92 1
2
ay
ax m m
ay
ax
+ + − = −
⇒ + =
thế
ax
vào ( 1) =>
2 2
0,14
2
, :
H O CO
ay
n n A B Ankan
=
⇒ > ⇒

( )
( )
(14 2)75 (14 2)25

37
100
3 10 4
; 3,3
X
n m
M
n m m
n m n
+ + +
= =
⇒ + = ≤
< <
n 1 2 3
m 7( loại ) 4 1( loại )
=> A : C
2
H
6
B : C
4
H
10
C©u VI: 1) - Viết phương trình giữa NH3 và H2 với CuO đúng
Tính ra số mol và Mtb của hỗn hợp khí sau khi ra khỏi bình đựng H
2
SO
4
là 0,48 và 3,08  trong hỗn hợp khí còn
lại N

2
và H
2
.
- Vì hỗn hợp khí sau phản ứng còn dư H
2
nên CuO đã phản ứng hết.
2) Tìm ra số mol khí N
2
và H
2
trong hỗn hợp khí ra khỏi bình đựng H
2
SO
4
là 0,02 và 0,46.
- Trong hai phản ứng số mol CuO = số mol H
2
O = 0,1 mol.
 khối lượng H
2
O làm tăng bình đựng H2SO4 là 1,8 gam. Thực tế bình đựng H
2
SO
4
tăng 35,12 gam, chứng tỏ còn khí
NH
3
dư đã phản ứng với H
2

SO
4
 số mol NH
3
dư = 1,96 mol.
- Số mol NH
3
đã p/ư = 2. số mol N
2
sinh ra = 0,04 mol.
Vậy tổng số mol NH3 trong hốn hợp đầu = 1,96 + 0,04 = 2,00 (mol).
- Số mol H
2
O sinh ra ở phản ứng tạo N
2
= 3 lần số mol N
2
= 0,06 mol.
A : C
n
H
2n+2
; B : C
m
H
2m+2
+ HNO
3
S mol H
2

tham gia p/ = 0,1 0,06 = 0,04 mol.
Tng s mol H
2
trong hn hp u l 0,46 + 0,04 = 0,05 (mol).
%NH
3
= 80 %; %H
2
= 20%.
- Tỡm K.L mol T.B ca hn hp khớ l 4,35/0,075 = 58 M
NO2
= 46 < 58 ch cú M
SO2
= 64 > 58 l phự hp, vy khớ
D l SO
2
.
Gi s mol NO
2
, SO
2
ln lt l x v y x + y = 0,075 v 46x + 64y = 4,35
x = 0,025; y = 0,05.
- t M l kim loi tng ng ca hn hp ó cho.Vit P.T.P. ca M vi hai axit: M + 2nHNO
3
M(NO
3
)
n
+

nNO2 + nH
2
O.
M + 2nH
2
SO
4
M
2
(SO
4
)
n
+ nSO
2
+ nH
2
O.
m
mui khan
= m
cation
+ m
NO3
- + m
SO
4
2
.
Vỡ s mol SO

2
= S mol SO
4
2-
to ra s mol SO
4
2-
= 0,05 mol.
V s mol NO
2
= s mol NO
3
-
to ra s mol NO
3
-
= 0,025 mol.
m
mui khan
= 5,9 + 0,025.62 + 0,05.96 = 12,25 (gam).
Câu VII:
+) Sơ đồ phản ứng:
Al dd A: Al(NO
3
)
3
, Mg(NO
3
)
2

+

NaOH
Kết tủa cực đại 62,2g
Mg Khí X: NO, N
2
O, N
2

+

2
O
hh Y: NO
2
, N
2
O, N
2

+


2
NaOH
NO
hh Z: N
2
O, N

2
+) Xét hỗn hợp khí X, gọi
2 2
NO N O N X
8,96
n a; n b; n c n a b c 0,4 mol
22,4
= = = = + + = =
(1)
- Phản ứng: 2NO + O
2
2NO
2
2NO
2
+ 2NaOH NaNO
3
+ NaNO
2
+ H
2
O
- Hỗn hợp Z gồm N
2
O và N
2
. Ta có các phơng trình.

Z
Z

4,48
n b c 0,2 mol (2)
22,4
44b 28c
M 2.20 40 (3)
b c
= + = =
+
= = =
+

- Từ (1); (2); (3) ta có a=0,2 mol; b=0,15 mol; c=0,05 mol.
Vậy hỗn hợp X có 0,2 mol NO, 0,15 mol N
2
O, 0,05 mol N
2
+) Gọi n
Al
= x mol; n
Mg
= y mol. Theo định luật bảo toàn electron ta có.
Al Al
3+
+ 3e 4H
+
+ NO
3
-
+ 3e NO + 2H
2

O
mol x x 3x mol 0,6 0,2
Mg Mg
2+
+ 2e 10H
+
+ 2NO
3
-
+ 8e N
2
O + 5H
2
O
mol y y 2y mol 1,2 0,15
12H
+
+ 2NO
3
-
+ 10e N
2
+ 6H
2
O
mol 0,5 0,05

e
n

(nhờng) = 3x + 2y
e
n

(nhận)= 0,6 + 1,2 + 0,5= 2,3 mol
Phơng trình: 3x + 2y= 2,3 (4)
+) Dung dịch A gồm Al
3+
(x mol); Mg
2+
(y mol).
Cho A tác dụng với NaOH, thì xảy ra các phản ứng:
Al
3+
+ 3OH
-
Al(OH)
3
(I)
mol x 3x x
Mg
2+
+ 2OH
-
Mg(OH)
2
(II)
mol y 2y y
Al(OH)
3

+ OH
-
AlO
2
-
+ H
2
O (III)
Để thu đợc kết tủa lớn nhất thì các phản ứng (I); (II) xảy ra vừa đủ, phản ứng (III) không xảy ra. Kết
tủa thu đợc gồm Al(OH)
3
và Mg(OH)
2
.
Ta có m= 78x + 58y = 62,2 (5).
Giải hệ (4) và (5) x= 0,5 mol; y= 0,4 mol
1. m
1
= 27.0,5 + 24. 0,4 = 23,1g
m
2
=
100
2,9. 63. 761,25 (g)
24
=
2. Các chất trong A gồm: Al(NO
3
)
3

0,5 mol; Mg(NO
3
)
2
0,4 mol.
+) m
A
= m
1
+ m
2
m
X
= 23,1 + 761,25 (30. 0,2 + 44. 0,15 + 28. 0,05)= 770,35g.
+) Vậy:
3 3
Al(NO )
213. 0,5
C% .100 13,82%
770,35
= =

3 2
Mg(NO )
148. 0,4
C% .100 7,68%
770,35
= =

3. Khi tạo kết tủa lớn nhất, số mol NaOH đã dùng là: 3.0,5 + 2.0,4= 2,3 mol

A
2,30
V 1,15 (lít)
2
= =