DE THI CHON HOC SINH GIOI CAP TINH BAC NINH NAM HOC 2009 2010 MON THI HOA HOC LOP 12THPT

UBND TỈNH BẮC NINH

ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

NĂM HỌC 2009 – 2010
MÔN THI : HĨA HỌC-LỚP 12-THPT

ĐỀ CHÍNH THỨC

Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề)
Ngày thi: 14 tháng 4 năm 2010
===========

Bài 1(3,0 điểm):
1. Công thức đơn giản nhất của axit cacboxylic A mạch hở, không nhánh là (CHO) n. Biết
rằng cứ 1,0 mol A tác dụng hết với NaHCO3 giải phóng ra 2,0 mol CO2; dùng P2O5 tách nước
từ một phân tử A tạo ra chất B có cấu tạo mạch vịng. Viết cơng thức cấu tạo của A, B, gọi
tên của A và viết phản ứng tạo ra B.
2. Có những loại hợp chất nào, mạch hở chứa một loại nhóm chức có cơng thức C nH2n-2O2?
Viết các loại hợp chất đó dưới dạng cơng thức tổng quát chứa nhóm chức.
3. Với n bằng bao nhiêu thì có được hợp chất X có cơng thức phân tử C nH2n-2O2 mà khi đun
nóng với dung dịch NaOH được hợp chất A (chứa C, H, O, Na) thoả mãn sơ đồ sau: A
⃗
[ O]ư B

⃗
+ NaOH D

⃗

+ NaOH CH4

Viết công thức cấu tạo của A, B, D.
Bài 2 (2,0 điểm): Cho m gam hỗn hợp gồm NaBr, NaI phản ứng với dung dịch H 2SO4 đặc
nóng thu được hỗn hợp khí A (ở đktc). Ở điều kiện thích hợp A phản ứng vừa đủ với nhau
tạo chất rắn có màu vàng và một chất lỏng khơng chuyển màu quỳ tím. Cho Na dư vào phần
lỏng được dung dịch B. Dung dịch B hấp thụ vừa đủ với 2,24 lít CO 2 (ở đktc) được 9,5 gam
muối. Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra và tính m.
Bài 3 (2,0 điểm): Có 5 chất hữu cơ X, Y, Z, T, H mạch hở, thành phần chứa C, H, O và đều
có phân tử khối bằng 60 đvC. Đem trộn từng cặp chất với nhau theo tỉ lệ 1:1 về khối lượng
được các hỗn hợp sau: hỗn hợp A 1 gồm X và Y; hỗn hợp A2 gồm Y và Z; hỗn hợp A3 gồm T
và H; hỗn hợp A4 gồm X và H. Biết rằng khi lấy cùng một khối lượng các hỗn hợp A 1, A2,
A3, A4 lần lượt cho tác dụng với lượng dư kim loại Na và NaOH thì cho kết quả sau:
– Số mol hiđro sinh ra trong phản ứng của các hỗn hợp trên với Na phản ứng có tỉ lệ tương
ứng là: 2:1:1:1
– Số mol NaOH phản ứng với từng hỗn hợp trên có tỉ lệ tương ứng là: 1:1:0:1
Hãy xác định công thức cấu tạo của 5 chất trên.
Bài 4 (2,0 điểm):


+¿

1. Dung dịch X có chứa các ion sau: Na+, NH ¿4 , NO−3 , S 2 − . Hãy nhận ra sự có mặt của
từng ion trong hỗn hợp X. Viết các phương trình hóa học xảy ra (nếu có) trong q trình
nhận biết.
2. Giải thích q trình hình thành hang động và quá trình hình thành thạch nhũ trong các núi
đá vôi.
Bài 5 (4,0 điểm): Hỗn hợp X gồm Fe và một kim loại R có hố trị khơng đổi. Hồ tan hồn
tồn 3,3 gam X trong dung dịch HCl dư thu được 2,9568 lít khí ở 27,3oC, 1 atm. Mặt khác,
hoà tan hoàn toàn cũng 3,3 gam X trong dung dịch HNO 3 1,0M (lấy dư 10%) thì thu được

896 ml hỗn hợp khí Y gồm N2O, NO (ở đktc) có tỉ khối so với hỗn hợp gồm NO, C 2H6 là
1,35 và dung dịch Z.
a) Xác định kim loại R và tính phần trăm khối lượng của các kim loại trong X.
b) Cho dung dịch Z tác dụng với 400 ml dung dịch NaOH thấy xuất hiện 4,77 gam kết tủa.
Tính nồng độ mol của dung dịch NaOH, biết Fe(OH)3 kết tủa hoàn toàn.
Bài 6 (4,0 điểm): Đốt cháy hoàn toàn 4,3 gam một chất hữu cơ X thu được hỗn hợp khí
CO2, H2O. HCl. Dẫn hỗn hợp này vào bình đựng dung dịch AgNO 3 dư có mặt HNO3 ở 0oC
thu được 5,74 gam kết tủa và khối lượng bình dung dịch AgNO 3 tăng thêm 2,54 gam. Khí
thốt ra khỏi bình dung dịch AgNO3 dẫn vào 5 lít dung dịch Ca(OH)2 0,02M thấy xuất hiện
kết tủa, lọc tách kết tủa, dung dịch còn lại cho tác dụng với dung dịch Ba(OH) 2 dư lại thấy
xuất hiện thêm kết tủa, tổng khối lượng kết tủa ở 2 thí nghiệm là 13,94 gam.
a) Tìm CTPT của X biết Mx < 230 g/mol.
b) A, B, D là các đồng phân của X thỏa mãn các điều kiện sau:
* 43,0 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 A1 + CH3COONa + NaCl + H2O
Tìm cơng thức cấu tạo của A, B, D và viết các phương trình phản ứng xảy ra.
Bài 7 (3,0 điểm): Cho 88,2 g hỗn hợp A gồm FeCO 3, FeS2 cùng lượng khơng khí (lấy dư
10% so với lượng cần thiết để đốt cháy hết A) vào bình kín dung tích khơng đổi. Nung bình
một thời gian để xảy ra phản ứng, sau đó đưa bình về nhiệt độ trước khi nung, trong bình có
khí B và chất rắn C (gồm Fe2O3, FeCO3, FeS2). Khí B gây ra áp suất lớn hơn 1,45% so với áp
suất khí trong bình đó trước khi nung. Hịa tan chất rắn C trong lượng dư H 2SO4 lỗng, được
khí D (đã làm khơ); các chất cịn lại trong bình cho tác dụng với lượng dư dung dịch KOH
thu được chất rắn E. Để E ngồi khơng khí cho đến khi khối lượng không đổi, được chất rắn
F. Biết rằng: Trong hỗn hợp A một muối có số mol gấp 1,5 lần số mol của muối còn lại; giả


thiết hai muối trong A có khả năng như nhau trong các phản ứng; khơng khí chứa 20% oxi và
80% nitơ về thể tích.
a) Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra.

b) Tính phần trăm khối lượng của các chất trong hỗn hợp F.
c) Tính tỉ khối của khí D so với khí B.
============== Hết ==============
Thí sinh được phép mang bảng tuần hồn các ngun tố hóa học vào phịng thi.
Họ và tên thí sinh ......................................................................... SBD ............................
Chữ kí giám thị 1 .............................

Chữ kí giám thị 2 ........

HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHỌN HSG CẤP TỈNH MÔN HỐ 12 NĂM 2010
Câu
1

Ý

NỘI DUNG

Điểm
3,0

1.

‒ Vì 1 mol A tác dụng được với NaHCO 3 giải phóng 2 mol CO 2  A là
một axit 2 nấc  CTPT của A phải là C4H4O4 hay C2H2(COOH)2. Ứng
với mạch thẳng có 2 đồng phân cis-trans là:
HOOC

H
C

H

H

C

H
C

COOH

HOOC

C
COOH

axit trans-butenđioic

axit cis-

butenđioic

0,5
(axit fumaric)

(axit maleic)

‒ Chỉ có đồng phân cis mới có khả năng tách nước tạo anhiđrit:
O
C

C

P2O5

O

C

C
H

C

H

COOH

H

COOH

H

+H2O

C
O

2.

‒ Số liên kết pi trong hợp chất trên là (2n+2)-(2n-2)/2 = 2  hợp chất có
thể là:
* Axit khơng no (có 1 nối đơi C=C), đơn chức: Cn-1H2n-3COOH (n ≥ 2)
* Ancol hai chức, không no (chứa 2 liên kết pi): CnH2n-4(OH)2 (n ≥ 4)
* Anđehit hoặc xeton no hai chức: Cn-2H2n-4(CHO)2 (n≥ 2)
* Este đơn chức, không no (có 1 nối đơi C=C): C n-1-xH2n-yCOOCxHy (x≥
1, ...)

0,5
1,0


3.

‒ Từ dữ kiện  B là CH3COONa hoặc CH2(COONa)2, C có chứa chức
axit, A có chứa chức ancol hoặc anđehit. Mặt khác, công thức phân tử
của X là CnH2n-2O2 và X tác dụng NaOH  X là axit không no có 1 nối
đơi hoặc X là este vịng no. Để thoả mãn hố tính của A, B, D thì X là
este vịng có cấu tạo là:
CH2

C

CH2

O

O

0,5
(ứng với n = 3)

‒ Công thức cấu tạo của A, B, D là:
(A) HO-CH2-CH2-COONa ;
CH2(COONa)2

(B) HOOC-CH2-COONa; (D)

2

0,5
2,0

‒ Vì A ở điều kiện thích hợp thu được rắn màu vàng  A gồm SO2 và
H2S, mà NaBr có tính khử yếu hơn NaI nên các phản ứng xảy ra là:
2NaBr + 2H2SO4 đ ⃗t o Na2SO4 + Br2 + SO2 + 2H2O
0,15

(1)

0,075

8NaI + 5H2SO4đ

⃗
to

4Na2SO4 + 4I2 + H2S + 4H2O

1,2

(2)

0,15

Ở đktc, Br2 ở thể lỏng và I2 ở thể rắn, nên A chỉ có H2S và SO2:
2H2S + SO2 → 2H2O + 3S
0,15 0,075

(3)

0,15

 Chất lỏng là H2O: Na + H2O → NaOH + 1/2H2
0,15

(4)

0,15

 dung dịch B là NaOH:
CO2 + NaOH = NaHCO3
CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O

(5)
(6)

‒ Gọi x, y lần lượt là số mol hai muối NaHCO3 và Na2CO3, ta có hệ:
¿

84 x +106 y=9,5
x + y=0,1
⇒ x= y=0 , 05
¿{
¿

1,0

 nNaOH = 0,15

‒ Theo các phương trình (4), (3), (2), (1) ta có khối lượng hai muối ban
đầu là:
m = 0,15.103 + 150.1,2 = 195,45 g

1,0


3

2,0
‒ Xác định CTCT có thể có của các hợp chất X, Y, Z, T, H:
Gọi công thức là CnHmOz, ta có: 12n + m + 16z = 60.
+ Nếu z = 1  12n + m = 44  n = 3, m = 6. CTPT là C3H8O, ứng với
cơng thức này chỉ có thể là ancol C3H7-OH hoặc ete CH3-O-C2H5.
+ Nếu z = 2  12n + m = 28  n = 2, m = 4  CTPT là C2H4O2, CTCT
có thể là
CH3-COOH, HCOO-CH3, HOCH2-CHO

1,0

+ z = 3 khơng có cơng thức thỏa mãn.
‒ Biện luận tìm các chất X, Y, Z, T, H:
+ Khi cho các hỗn hợp tác dụng với Na và NaOH:
Hỗn hợp :

X,Y Y,Z T,H X,H

Na

2

NaOH

1

1

1

1

1

0

1

1,0

 X là axit : CH3COOH; Y và T là C3H7OH hoặc HO-CH2-CHO ;

Z là este : HCOO-CH3 ; H là ete : CH3-O-C2H5
4
1.

+

‒ Nhận ra ion Na bằng cách đốt, cho ngọn lửa vàng tươi.

2,0
1,0

‒ Nhận ra ion S2‒ bằng dung dịch chứa ion Pb2+ hoặc Ag+ hoặc Cu2+, .. ví
du:
S2‒ + Pb2+ → PbS↓ đen
‒ Nhận ra ion NH4+ bằng OH‒/t0 và giấy quì ẩm:
NH4+ + OH‒ ⃗t o H2O + NH3↑ quỳ tím ẩm → xanh
‒ Nhận ra ion NO−3 : axit hóa dung dịch bằng H2SO4 đun nhẹ để loại bỏ
ion sunfua, sau đó cho Cu vào:
2.

S2‒ + 2H+ → H2S↑

3Cu + 2NO3‒ + 8H+ → 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O
‒ Quá trình hình thành hang động là do sự hịa tan đá vơi bởi nước mưa
có hịa tan khí cacbonic:

1,0

CaCO3 + CO2 + H2O → Ca2+ + 2HCO3‒

‒ Quá trình hình thành thạch nhũ trong hang động là do sự phân hủy của
canxi hiđrocacbonat tạo thành CaCO3 : Ca2+ + 2HCO3‒ → CaCO3↓ +
CO2↑ + H2O
5

4,0
a)

‒ Các pthh:
+ X tác dụng với HCl:
2R + 2nHCl → 2RCln + nH2

(1)


Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

(2)

+ X tác dụng với HNO3
Fe → Fe3+ + 3e;

Q trình oxi hóa:
Q trình khử:

R → Rn+ + ne

2NO3‒ + 10H+ + 8e → N2O + 5H2O
NO3‒ + 4H+ +3e → NO + 2H2O

0,5

‒ Gọi x, y lần lượt là số mol N2O và NO trong hỗn hợp Y, ta có:
¿
0 , 896
x + y=
22 , 4
44 x +30 y=30 . 1 ,35( x+ y )
⇒
¿ x=0 , 03
y=0 , 01
¿{
¿

0,5

Gọi a, b lần lượt là số mol của R và Fe trong 3,3 gam hỗn hợp X. Theo
dữ kiện đề cho và các phương trình, ta có hệ:
aR+56 b=3,3

¿

0,5

2 , 9568
0 , 082(273+27 , 3)
an+ 3 b=0 ,03 . 8+0 , 01 .3
⇒
¿ b=0 ,03
an=0 , 18

R=9 n
⇒
¿ n=3⇒ R=27 (Al)
a=0 , 06
b=0 , 03
¿ {{
¿
an+ 2b=2 .

b)

0,5

 trong X có %Al = 49%; %Fe = 51%
‒ Dung dịch Z gồm: Al3+ (0,06 mol); Fe3+(0,03 mol); NO3‒
10

H+ dư: 100 (3.0,06 + 3.0,03 + 0,03.2 + 0,01) =
0,034 mol

0,5

‒ Cho NaOH vào dung dịch Z thì:
H+ + OH‒ → H2O

(3)

Fe3+ + 3OH‒ → Fe(OH)3 (4)
Al3+ + 3OH‒ → Al(OH)3 (5)
Al(OH)3 + OH‒ → [Al(OH)4]‒ + 2H2O

(6)

Ta có khối lượng kết tủa Fe(OH)3 là 0,03.107 = 3,21 gam

0,5


4 , 77 −3 , 21

 số mol của Al(OH)3 là 78

=0 , 02 (mol) < số mol Al3+

 Xét hai trường hợp:
* TH (1): NaOH không đủ để kết tủa hết Al3+:
Số mol OH‒ cần dùng là: (0,034 + 0,02.3 + 0,03.3) = 0,184 mol
 Nồng độ của dung dịch NaOH là: CM = 0,184/0,4 = 0,46 M
* TH (2): Al3+ phản ứng sinh ra cả Al(OH)3 và [Al(OH)4]‒

0,5

Số mol NaOH = 0,034 + 0,03.3 + 0,06.3 + (0,06 – 0,02) = 0,344 mol
 Nồng độ: CM(NaOH) 0,344/0,4 = 0,86 M

0,5
4,0

6
a)

‒ Tìm CTPT của X:
+ Đốt X tạo ra CO2, H2O, HCl  X có C, H, Cl, có thể có O.
+ Cho hỗn hợp CO2, H2O, HCl qua dung dịch AgNO3 thì HCl, H2O bị
giữ lại.
AgNO3 + HCl → AgCl↓ + HNO3

(1)

5 , 74

nHCl = nAgCl = 143 ,5 =0 , 04 mol  nH2O = 0,06 mol

0,5

+ Khí thốt ra khỏi bình là CO2 cho tác dụng với dung dịch Ca(OH)2:
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O (2)
2CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2

(3)

Dung dịch nước lọc tác dụng với Ba(OH)2
Ca(HCO3)2 + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + CaCO3↓ + 2H2O (4)
Gọi a, b lần lượt là số mol Ca(OH) 2 tham gia (2) và (3), theo các pthh

(2), (3), (4) ta có:

¿
a+b=0 , 02. 5
100 a+(100+197)b=13 , 94

⇒
¿ a=0 , 08
b=0 , 02
¿{
¿

 CO2: 0,12 mol

Vậy trong 4,3 gam X có: nC = 0,12 mol; nH = 2.0,06 + 0,04 = 0,16 mol;
nCl = 0,04 mol; nO = (4,3 – 0,12.12 – 0,16 – 0,04.35,5)/16 = 0,08 mol.
 nC : nH : nO : nCl = 0,12: 0,16: 0,08: 0,04 = 3:4:1:2  CTPT của X
dạng:
(C3H4O2Cl)n ≤ 230  n = 1 (loại); n = 2 có CTPT là C6H8O4Cl2.

0,5

0,5
0,5


b)

‒ Lập luận tìm cơng thức cấu tạo của A, B, D và viết các phương trình
phản ứng xảy ra.
+ Tìm A:

C6H8O4Cl2 + NaOH dư → C2H4(OH)2 + muối A1 + NaCl
0,2 mol

0,2 mol

0,4 mol

1,0

 A có thể là: ClCH2-COO-CH2-CH2-OOC-CH2Cl
hoặc ClCH2-COO-CH2-COO-CH2-CH2Cl
Phương trình:
ClCH2-COO-CH2-CH2-OOC-CH2Cl + 4NaOH→C2H4(OH)2 + 2HOCH2COONa + 2NaCl

0,5

ClCH2-COO-CH2-COO-CH2-CH2Cl+ 4NaOH→C2H4(OH)2 + 2HOCH2COONa + 2NaCl
+ Tìm B: B + NaOH dư → Muối B1 + CH3CHO + NaCl + H2O
 B là: CH3-CHCl-OOC-COO-CHCl-CH3

0,5

CH3-CHCl-OOC-COO-CHCl-CH3 + 4NaOH→Na2C2O4+ 2CH3CHO +
2NaCl + 2H2O
+ Tìm D: D + NaOH dư → Muối A1 + CH3COONa + NaCl + H2O
 D là: CH3-COO-CH2-COO-CCl2-CH3
CH3COO-CH2COO-CCl2-CH3+5NaOH→2CH3-COONa+
HOCH2COONa+2NaCl+ 2H2O
7

3,0
a)

- Pthh của các phản ứng xảy ra

4FeCO3 + O2 → 2Fe2O3 + 4CO2

(1)

4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2

(2)

0,5

+ Khí B gồm: CO2, SO2, O2, N2; chất rắn C gồm: Fe2O3, FeCO3, FeS2.
+ C phản ứng với dung dịch H2SO4 loãng:
Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O

(3)

FeCO3 + H2SO4 → FeSO4 + H2O + CO2 (4)
FeS2 + H2SO4 → FeSO4 + S↓ + H2S

0,5

(5)

+ Khí D gồm: CO2 và H2S; các chất cịn lại gồm:FeSO4, Fe2(SO4)3,
H2SO4 dư và S, khi tác dụng với KOH dư:
2KOH + H2SO4 → K2SO4 + 2H2O

(6)

2KOH + FeSO4 → Fe(OH)2↓

(7)

6KOH + Fe2(SO4)3 → 2Fe(OH)3↓

+ K2SO4
+ 3K2SO4

(8)

+ Kết tủa E gồm Fe(OH)2, Fe(OH)3 và S, khi để ra khơng khí thì chỉ có


phản ứng:

0,5

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3
b)

(9)

Vậy F gồm Fe(OH)3 và S
- Nhận xét: So sánh hệ số các chất khí trong (1) và (2) ta thấy: áp suất
khí sau phản ứng tăng lên chứng tỏ lương FeCO 3 có trong hỗn hợp A
nhiều hơn FeS2.
Gọi a là số mol của FeS2  số mol của FeCO3 là 1,5a, ta có:
116.1,5a + 120a = 88,2  a = 0,3.
+ Vậy trong A gồm : FeS2 (0,3 mol), FeCO3 (0,45 mol).

0,5

+ Nếu A cháy hồn tồn thì cần lượng O 2 là : (0,45/4 + 11.0,3/4) =
1,03125 mol  số mol N2 là 4.1,03125 = 4,125 mol ; số mol khơng khí
là (1,03125 + 4,125) = 5,15625 mol.
- Vì hai muối trong A có khả năng như nhau trong các phản ứng nên gọi
x là số mol FeS2 tham gia phản ứng (1) thì số mol FeCO 3 tham gia phản
ứng (2) là 1,5x.
+ Theo (1), (2) và theo đề cho ta có : nB = (5,15625 + 0,375x)

0,5

+ Vì áp suất sau phản ứng tăng 1,45% so với áp suất trước khi nung, ta
có :
(5,15625 + 0,375x) = 5,15625. 101,45/100  x = 0,2
- Theo các phản ứng (1), ...(9) ta có chất rắn F gồm : Fe(OH)3 (0,75 mol)
c)

và S (0,1 mol). Vậy trong F có %Fe(OH)3 = 96,17% ; %S = 3,83%
- B gồm: N2 (4,125 mol), O2 (0,40625 mol), CO2 (0,3 mol), SO2 (0,4
mol)  MB = 32.
- Khí D gồm CO2 (0,15 mol), H2S (0,1 mol)  MD = 40. Vậy dD/B = 1,25

Lưu ý: Nếu thí sinh làm cách khác đúng, cho điểm tối đa tương ứng.
===============================

0,5