ĐỀ thi học sinh giỏi chính thức năm 2014 môn hóa đề (2)

Sở Giáo dục và đào tạo
thanh hoá
CHNH THC
Kỳ thi học sinh giỏi CP tỉnh
Nm hc: 2013-2014
Mụn thi: HểA HC
Lp 12 B tỳc-THPT
Ngy thi: 21/03/2014
Thi gian: 180 phỳt (khụng k thi gian giao )
thi ny cú 10 cõu, gm 02 trang
Cõu 1: (2,0 im)
1. Ion X
+
, Y
-
v nguyờn t Z cú cựng cu hỡnh electron 1s
2
2s
2
2p
6
. Cho bit tờn ca Z v
vit cu hỡnh electron nguyờn t ca cỏc nguyờn t X v Y.
2. Nờu tớnh cht húa hc c trng ca cỏc n cht X; Y v vit phng trỡnh húa hc
minh ha.
Cõu 2: (2,0 im)
Vit phng trỡnh húa hc dng phõn t v ion thu gn khi cho cỏc dung dch (mi
dung dch u cha 1 mol cht tan) tỏc dng vi nhau theo tng cp sau: BaCl
2
v NaHSO
4

;
Ba(HCO
3
)
2
v KHSO
4
; Ca(H
2
PO
4
)
2
v KOH; Ca(OH)
2
v NaHCO
3
.
Cõu 3: (2,0 im)
Nhit phõn MgCO
3
mt thi gian ngi ta thu c cht rn A v khớ B. Hp th hon
ton B vo dung dch NaOH thu c dung dch C. Dung dch C tỏc dng c vi BaCl
2
v
KOH. Khi cho cht rn A tỏc dng vi HCl d li cú khớ B bay ra. Xỏc nh cỏc cht trong A,
B, C v vit cỏc phng trỡnh hoỏ hc xy ra.
Cõu 4: (2,0 im)
1. Hóy vit tờn v cụng thc ca 5 loi qung st quan trng trong t nhiờn.
2. Hũa tan hon ton FeS

2
vo cc cha axit HNO
3
thu c dung dch A v ch cú mt
khớ bay ra. Thờm bt Cu d v H
2
SO
4
vo A, thy dung dch chuyn thnh mu xanh m
nhng khụng cú khớ thoỏt ra. Vit cỏc phng trỡnh húa hc xy ra.
Cõu 5: (2,0 im)
Mt hn hp rn gm Fe
2
O
3
, Al
2
O
3
, BaO v CuO. Nờu cỏch tỏch riờng hn hp cỏc cht
rn trờn (cỏc cht phi trng thỏi nguyờn cht, khi lng khụng thay i so vi trong hn
hp u). Vit cỏc phng trỡnh húa hc xy ra.
Cõu 6: (2,0 im)
1. t chỏy hon ton 2,58 gam cht hu c X cn 0,96 gam oxi v thu c mt hn
hp gm CO
2
; H
2
O v Cl
2

. Thnh phn hn hp ny theo s mol l: 50% CO
2
; 25% H
2
O v
25% Cl
2
. Tỡm cụng thc n gin ca X.
2. ụt chay hoan toan 0,2 mol hirocacbon no Y. Hõp thu toan bụ san phõm chay vao
nc vụi trong c 40 gam kờt tua. Loc bo kờt tua rụi un nong phõn nc loc lai co 10 gam
kờt tua na. Xỏc nh cụng thc phõn t, cụng thc cu to v gi tờn Y.
Cõu 7: (2,0 im)
1. t chỏy hon ton 8,9 gam aminoaxit X (cha mt nhúm cacboxyl) thỡ thu c 0,3
mol CO
2
; 0,35 mol H
2
O v 1,12 lit (ktc) khớ N
2
.
a. Xỏc nh cụng thc cu to, gi tờn X. Vit phng trỡnh to polime ca X.
b. Gii thớch vỡ sao X l cht rn nhit thng v d tan trong nc.
Trang 1
S bỏo danh
.
2. Các chất A, B, C, D có cùng công thức phân tử C
4
H
6
O

4
đều phản ứng với NaOH theo
tỉ lệ mol 1:2. Trong đó:
- A, B đều tạo ra một muối, một ancol.
- C, D đều tạo ra một muối, một ancol và nước.
Biết rằng khi đốt cháy muối do A, C tạo ra thì trong sản phẩm không có nước. Xác định A, B,
C, D và viết phương trình hóa học biểu diễn phản ứng xảy ra với NaOH.
Câu 8: (2,0 điểm)
Nung nóng AgNO
3
được chất rắn A và khí B, dẫn B vào một cốc nước được dung dịch
C (nồng độ loãng). Cho toàn bộ A vào C.
Nung nóng Fe(NO
3
)
2
trong bình kín không có oxi, được chất rắn A
1
và khí B
1
. Dẫn B
1
vào cốc nước dư được dung dịch C
1
. Cho toàn bộ A
1
vào C
1
. Tính thành phần % khối lượng
của A không tan vào C và của A

1
không tan vào C
1
. Biết rằng các phản ứng xảy ra hoàn toàn.
Câu 9: (2,0 điểm)
1. Từ khí metan, các hóa chất vô cơ và điều kiện cần thiết coi như có sẵn. Viết các
phương trình hóa học xảy ra để điều chế:
a) 1,3 - điclobenzen.
b) Cao su buna-S.
2. Chia 7,1 gam hỗn hợp X gồm hai andehit đơn chức thành hai phần bằng nhau:
- Phần 1 đốt cháy hoàn toàn thu được 7,7 gam CO
2
và 2,25 gam H
2
O.
- Phần 2 cho tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO
3
trong NH
3
thu được 21,6 gam
bạc.
Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo và gọi tên hai andehit trên?
Câu 10: (2,0 điểm)
Hãy cho biết tên của các dụng cụ, cách lắp ghép (bằng hình vẽ) và hóa chất cần lấy,
cách tiến hành thí nghiệm tổng hợp khí NH
3
trong phòng thí nghiệm.
HẾT
Chú ý: Thí sinh không được sử dụng bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học
Cho: Ca = 40; Na = 23; H =1; O = 16; C = 12; Cl = 35,5; Al = 27; Mg = 24; Cu = 64; N =

14; Fe = 56; K = 39; Ba = 137; Ag = 108; S = 32
O(Z=8); F(Z=9); Ne(Z=10); Na(Z=11); Mg(Z=12); Al(Z=13)
Trang 2
Së Gi¸o dôc vµ ®µo t¹o
thanh ho¸
ĐỀ CH NH THÍ ỨC
HƯỚNG DẪN CHẤM KỲ THI HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH
Năm học: 2013-2014
Môn thi: HÓA HỌC
Lớp 12 Bổ túc-THPT
Ngày thi: 21/03/2014
Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề)
Hướng dẫn này có 10 câu, gồm 02 trang
Câu Ý Nội dung Điểm
1 1 - Z là Ne (neon)
- Cấu hình e của X: 1s
2
2s
2
2p
6
3s
1
- Cấu hình e của Y: 1s
2
2s
2
2p
5
0,5đ

0,5đ
2
- Tính chất hóa học đặc trưng của Na : tính khử mạnh Na
→
Na
+
+1e
VD: 2Na + Cl
2

→
2NaCl
- Tính chất hóa học đặc trưng của F: tính oxi hóa mạnh F + 1e
→
F
-
VD: S + 3F
2

→
SF
6
0,5đ
0,5đ
2
BaCl
2
+ NaHSO
4
→

BaSO
4
↓
+NaCl + HCl
Ba
2+
+ SO
2
2-
→
BaSO
4
↓
Ba(HCO
3
)
2
+ KHSO
4
→
BaSO
4
↓
+ KHCO
3
+ CO
2
↑
+ H
2

O
Ba
2+
+ HCO
3
-
+ HSO
4
2-
→
BaSO
4
↓
+ CO
2
↑
+ H
2
O
Ca(H
2
PO
4
)
2
+ KOH
→
CaHPO
4
↓

+ KH
2
PO
4
+ H
2
O
Ca
2+
+ H
2
PO
4
-
+ OH
-
→
CaHPO
4
↓
+ H
2
O
Ca(OH)
2
+ NaHCO
3

→
CaCO

3
↓
+ NaOH + H
2
O
Ca
2+
+ OH
-
+ HCO
3
-
→
CaCO
3
↓
+ H
2
O
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
3
A: CaCO
3
, CaO; B: CO
2
; C: NaHCO
3

, Na
2
CO
3
CaCO
3
→
0
t
CaO + CO
2


CO
2
+ NaOH → NaHCO
3

CO
2
+ 2NaOH →Na
2
CO
3
+ H
2
O
Na
2
CO

3
+ BaCl
2
→ BaCO
3
+ 2HCl
2NaHCO
3
+ 2KOH → K
2
CO
3
+ Na
2
CO
3
+2H
2
O
CaCO
3
+ 2HCl → CaCl
2
+ CO
2
+ H
2
O
CaO + 2HCl → CaCl
2

+ H
2
O
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
4 1 Quặng hematit đỏ chứa Fe
2
O
3
khan
Quặng hematit nâu chứa Fe
2
O
3
.nH
2
O
Quặng manhetit chứa Fe
3
O
4
Quặng xiđerit chứa FeCO
3
Quặng pirit sắt chứa FeS
2
0,5đ
2 - Thêm Cu vào dd A thấy dd có màu xanh đậm, vậy có quá trình
Cu → Cu

2+
+2e, nhưng không có khí bay ra chứng tỏ dd A không còn ion NO
3
-
. Vậy
Cu đã khử Fe
3+
trong A theo phương trình: Cu + 2Fe
3+
→ Cu
2+
+ 2Fe
2+
- Các phương trình hóa học:
+ Tạo NO
2
:
0,5đ
Trang 3
2FeS
2
+ 30HNO
3
→ 30NO
2
+ Fe
2
(SO
4
)

3
+ H
2
SO
4
+14H
2
O
+ Tạo NO:
2FeS
2
+ 10HNO
3
→ 10NO + Fe
2
(SO
4
)
3
+ H
2
SO
4
+ 4H
2
O
+ Tạo N
2
O:
8FeS

2
+ 30HNO
3
→ 15N
2
O + 4Fe
2
(SO
4
)
3
+ 4H
2
SO
4
+ 11H
2
O
+ Tạo N
2
:
2FeS
2
+ 6HNO
3
→ 3N
2
+ Fe
2
(SO

4
)
3
+ H
2
SO
4
+ 2H
2
O
0,5đ
0,5đ
5 - Cho hỗn hợp rắn vào dung dịch HCl đặc dư. Cả 4 oxit đều tan trong HCl.
Fe
2
O
3
+ 6HCl → 2FeCl
3
+ 3H
2
O
Al
2
O
3
+ 6HCl → 2AlCl
3
+ 3H
2

O
BaO + 2HCl → BaCl
2
+ H
2
O
CuO + 2HCl → CuCl
2
+ H
2
O
- Cho tiếp dung dịch NH
3
dư vào, phần dung dịch thu được sau khi lọc gồm: BaCl
2
,
[Cu(NH
3
)
4
](OH)
2
, NH
4
Cl, NH
3
dư.
Phần kết tủa gồm:Al(OH)
3
và Fe(OH)

3
. Do các phản ứng xảy ra
NH
3
+ HCl → NH
4
Cl
AlCl
3
+ 3NH
3
+ 3H
2
O → Al(OH)
3
+ 3NH
4
Cl
FeCl
3
+ 3NH
3
+ 3H
2
O → Fe(OH)
3
+ 3NH
4
Cl
Cu

2+
+ 4NH
3
→ [Cu(NH
3
)
4
]
2+
- Cho phần kết tủa vào dung dịch NaOH dư, chỉ có Al(OH)
3
bị hòa tan
Al(OH)
3
+ NaOH → Na[Al(OH)
4
]
Lọc lấy phần không tan là Fe(OH)
3
đem sấy khô rồi nung ở nhiệt độ cao đến khối
lượng không đổi, thu được Fe
2
O
3
.
2Fe(OH)
3
→ Fe
2
O

3
+ 3H
2
O
- Phần nước lọc gồm Na[Al(OH)
4
] và NaOH dư, tiếp tục sục khí CO
2
dư vào:
CO
2
+ NaOH → NaHCO
3
CO
2
+ Na[Al(OH)
4
] → Al(OH)
3
+ NaHCO
3
Lọc lấy kết tủa Al(OH)
3
đem sấy khô rồi nung ở nhiệt độ cao đến khối lượng không
đổi, thu được Al
2
O
3
.
2Al(OH)

3
→ Al
2
O
3
+ 3H
2
O
- Phần nước lọc gồm: BaCl
2
, [Cu(NH
3
)
4
](OH)
2
, NH
4
Cl, NH
3
dư.
Đem đun nhẹ, lọc lấy kết tủa là Cu(OH)
2
rồi sấy khô và nung đến khối lượng không
đổi. Thu được CuO
[Cu(NH
3
)
4
](OH)

2
→ Cu(OH)
2
+ 4NH
3
Cu(OH)
2
→ CuO + H
2
O
- Cho dung dịch Na
2
CO
3
dư vào dung dịch sau khi lọc chứa: BaCl
2
, NH
4
Cl, NH
3
dư.
Chỉ có BaCl
2
bị kết tủa bởi Na
2
CO
3
.
BaCl
2

+ Na
2
CO
3
→ BaCO
3
+ 2NaCl
Lọc lấy kết tủa BaCO
3
nung ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi, thu được BaO.
BaCO
3
→ BaO + CO
2
.
Chú ý:
+ Thí sinh có thể trình bày theo cách khác nhưng đúng thì vẫn cho điểm tối đa.
+ Tách được một chất hợp lý cho 0,5 điểm.
0,5đ
0,5đ
0,5đ
0,5đ
6
1 - Gọi x là số mol của Cl
2
trong hỗn hợp sản phẩm → số mol của CO
2
và H
2
O lần lượt là

2x và x mol.
- Theo bảo toàn khối lượng ta có :
X
m
+
2
O
m
=
2
CO
m
+
OH
m
2
+
2
Cl
m
↔ 2,58 + 0,96 =
2
CO
m
+
OH
m
2
+
2

Cl
m
↔ 3,54 = 88x + 18x +71x → x = 0,02 mol
- Theo định luật bảo toàn nguyên tố oxi , dễ dàng tìm được n
O trong X
= 0,04
Gọi CTTQ của X có dạng : CxHyOzClt. Ta có :
x : y : z : t = 0,04 : 0,04 : 0,04 : 0,04 = 1 : 1 : 1 : 1
Vậy CTĐGN của X là CHOCl
0,5đ
0,5đ
2 CxHy + O
2
→ xCO
2
+ y/2H
2
O
0,2 0,2x
CO
2
+ Ca(OH)
2
→ CaCO
3
↓ + H
2
O
Trang 4
0,4 0,4

2CO
2
+ Ca(OH)
2
→ Ca(HCO
3
)
2
0,2 0,1
Ca(HCO
3
)
2
→ CaCO
3
↓ + CO
2
+ H
2
O
0,1 0,1
Suy ra 0,2x = 0,6 → x = 3 mà X là hidrocacbon no nên X có CTPT là
C
3
H
8
và CTCT là CH
3
– CH
2

– CH
3
: propan
C
3
H
6
và CTCT là : xiclopropan
0,5đ
0,5đ
7
1 a. Trong 8,9 gam A có : 0,3 mol C, 0,7 mol H, 0,1 mol N, 0,2 mol O
Đặt công thức của A là C
x
H
y
O
z
N
t
.
x: y : z : t = 0,3 : 0,7 : 0,2 : 0,1
= 3 : 7 : 2 : 1
- Vì là axit đơn chức nên A là C
3
H
7
O
2
N

- CTCT:
H
2
N-CH
2
-CH
2
-COOH: axit 3-aminopropanoic hoặc axit
β
-aminopropionic
CH
3
-CH(NH
2
)-COOH: axit 2-aminopropanoic; axit
α
-aminopropionic hoặc alanin.
- Phản ứng tạo polime
n H
2
N – (CH
2
)
2
– COOH
0
t
→
(-NH-CH
2

-CH
2
-CO-)
n
+ n H
2
O
n H
2
N – CH(CH
3
) – COOH
0
t
→
(-NH-CH(CH
3
)-CO-)
n
+ n H
2
O
b. Giải thích:
- A là aminoaxit, chúng tồn tại chủ yếu ở dạng ion lưỡng cực (hay muối nội) theo cân
bằng: H
2
NRCOOH
→
¬ 
+

H
3
NRCOO
-
, do đó chúng kết tinh ở dạng rắn ở điều kiện
thường.
- Nước là dung môi phân cực nên dễ hòa tan A.
0,5đ
0,5đ
2 - A, B tác dụng với NaOH theo tỉ lệ mol 1: 2 tạo ra một muối và một ancol suy ra A, B
là 2 este 2 chức.
H
3
COOC-COOCH
3
+ 2NaOH → NaOOC-COONa + 2CH
3
OH
(A)
HCOOCH
2
-CH
2
OOCH + 2NaOH → 2HCOONa + HOCH
2
-CH
2
OH
(B)
- C, D tác dụng với NaOH theo tỉ lệ mol 1 : 2 tạo ra muối, ancol và nước nên C, D chứa

cả chức este và chức axit. Muối do C tạo ra cháy không tạo ra nước do đó C là:
HOOC-COOC
2
H
5
, còn D là HOOC-CH
2
-COOCH
3
.
HOOC-COOC
2
H
5
+ 2NaOH → NaOOC-COONa + C
2
H
5
OH + H
2
O
HOOC-CH
2
-COOCH
3
+ 2NaOH → NaOOC-CH
2
-COONa + CH
3
OH + H

2
O
0,5đ
0,5đ
8 * Nhiệt phân AgNO
3
:
2AgNO
3
→ 2Ag + 2NO
2
+ O
2

x x x 0,5x
A là Ag, B là hỗn hợp NO
2
, O
2
.
4NO
2
+ 2H
2
O + O
2
→ 4HNO
3
x 0,25x x
C là dd HNO

3
loãng:
3Ag + 4HNO
3
→ 3AgNO
3
+ NO + 2H
2
O
3x/4 x
Số mol HNO
3
thiếu. Số mol Ag trong A bị tan là 3x/4 vậy Ag không tan là x/4. %Ag
không tan = 100%.0,25x/x = 25%
* Nhiệt phân Fe(NO
3
)
2
:
2Fe(NO
3
)
2
→ Fe
2
O
3
+ 4NO
2
+ 1/2O

2
y 0,5y 4y 0,5y
4NO
2
+ H
2
O + O
2
→ 4HNO
3
2y 0,5y 2y
Số mol O
2
thiếu nên số mol HNO
3
là 2y
0,5đ
0,5đ
Trang 5
3NO
2
+ H
2
O→ 2HNO
3
+ NO
2y 4y/3
Tổng số nol HNO
3
trong C

1
là 2y + 4y/3 = 10y/3.
Hòa tan A
1
vào C
1
:
Fe
2
O
3
+ 6HNO
3
→ 2Fe
2
(SO
4
)
3
+ 3H
2
O
10y/3.6 10y/3
Số mol Fe
2
O
3
dư không tan = y-5y/9 = 4y/9
% Fe
2

O
3
không tan = 100.4y/9/y = 44,44%
0,5đ
0,5đ
9 1 - Các phản ứng hóa học xảy ra
2CH
4

 →
CLLNHQ
0
1500,,
C
2
H
2
+ 3H
2

3C
2
H
2

 →
CC
0
600,
C

6
H
6

a) Điều chế 1,3-điclobenzen
C
6
H
6
+ HNO
3

 →
0
42
,tSOH
C
6
H
5
NO
2
+ H
2
O
C
6
H
5
NO

2
+ HNO
3

 →
0
42
,tSOH
C
6
H
4
(NO
2
)
2
+ H
2
O
1,3-đinitrobenzen
C
6
H
4
(NO
2
)
2
+ 12H
 →

+HClZn
C
6
H
4
(NH
2
)
2
+ 4H
2
O
1,3-điaminobenzen
C
6
H
4
(NH
2
)
2
+ 2HNO
2
+ 2HCl
 →
− C
0
50
C
6

H
4
(N
2
Cl)
2
+ 4H
2
O
1,3-điazonicloruabenzen
C
6
H
4
(N
2
Cl)
2

→
0
t
C
6
H
4
Cl
2
+ 2N
2

1,3-điclobenzen
b) Điều chế Cao su Buna – S.
C
2
H
2
+ HCl
 →
− C
0
200120
CH
2
=CH-Cl
C
6
H
6
+ CH
2
=CH-Cl
 →
0
3
,tAlCl
C
6
H
5

-CH=CH
2
+ HCl
2C
2
H
2

 →
CClNHCuCl
0
4
100,,
CH
2
=CH-C≡CH
CH
2
=CH-C≡CH + H
2

 →
1:1,,
0
tPd
CH
2
=CH-CH=CH
2

nCH
2
=CH-CH=CH
2
+nC
6
H
5
-CH=CH
2
 →
trunghop
(-CH
2
-CH=CH-CH
2
-CH(C
6
H
5
)-CH
2
-)
n

Cao su buna – S
0,5đ
0,5đ
2
* Khối lượng mỗi phần là:

7,1
3,55
2
gam
=
* Phần 1: Đốt cháy

2 2
7,7 2,25
0,175 ; 0,125
44 18
CO H O
n mol n mol= = = =
Áp dụng bảo toàn nguyên tố:
2 2
3,55 12. 2. 3,55 12.0,175 2.0,125 1,2
O CO H O
m n n gam
⇒ = − − = − − =
⇒
1,2
0,075
16
O
n n mol
= = =
2andehit trong mçiphÇn
* Phần 2:
21,6
0,2

108
Ag
n mol= =

⇒

0,2 8
2
0,075 3
Ag
n
n
= = >
2andehit trongmçiphÇn
⇒
phải có một andehit là HCHO andehit fomic (metanal)
Đặt CT của andehit còn lại là:
n m
C H CHO

Trong mỗi phần gồm: x mol HCHO và y mol
n m
C H CHO
Ta có :
3 3 3 3
/ /
2 1 2
4 ; 2
4 2
AgNO NH AgNO NH

m m k
HCHO Ag C H CHO Ag
x mol x mol y mol y mol
+ −
→ →
⇒
0,075 0,025
4 2 0,2 0,05
x y x
x y y
+ = =
 
⇒
 
+ = =
 

Bảo toàn nguyên tố C và H ta có:
0,5đ
Trang 6
( 1) 0,175
0,025 0,05( 1) 0,175 2
2 ( 1) 2.0,125 0,025.2 0,05( 1) 0,25 3
n m
n m
C HCHO C H CHO
H HCHO C H CHO
n n n n
n n
n n m n m m

= + + =

+ + = =
 

⇒ ⇒
  
= + + = + + = =
 


⇒
CTCT của andehit còn lại là : CH
2
=CH-CHO andehit acrylic hay propenal
0,5đ
10 * Dụng cụ thí nghiệm và hóa chất
* Tiến hành thí nghiệm
1đ
1đ
Chú ý: Học sinh làm cách khác nếu đúng vẫn cho điểm tối đa.
Trang 7
Dụng cụ thí nghiệm
- Giá sắt
- Ống nghiệm
- Đèn cồn
- Dây dẫn khí
- Bình làm khô
Hóa chất
- NH

4
Cl và Ca(OH)
2
hoặc dung dịch
NH
3
- Chất làm khô CaO