Bồi dưỡng và luyện thi vào lớp 10 chuyên hĩa – Lê Tuấn Anh – 0982.270.373 1 mkết tủa 2CO n BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI ---------------------------------- CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ------------------------------ ĐỀ THI TUYỂN SINH VÀO TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THƠNG CHUYÊN NĂM 2017 Mơn thi: Hĩa học (dùng riêng cho thí sinh thi vào lớp 10 chuyên Hĩa học) Thời gian làm bài 120 phút Câu I: (2,0 điểm) 1. Cho hỗn hợp X gồm Cu, Ag, Fe, Al tác dụng với oxi dư, đun nĩng được chất rắn Y. Cho Y vào dung dịch HCl dư, khuấy kĩ, sau đĩ lấy dung dịch thu được cho tác dụng với dung dung dịch NaOH lỗng, dư. Lọc lấy kết tủa tạo thành, đem nung trong khơng khí đến khối lượng khơng đổi, thu được chất rắn Z. Biết các phản ứng xảy ra hồn tồn. Viết các phương trình phản ứng và cho biết chất rắn Z chứa những chất nào? 2. Cho 10,8 gam hỗn hợp A gồm Cu và kim loại M (khối lượng của M lớn hơn khối lượng của Cu) tác dụng hết với dung dịch HCl dư, thu được 2,912 lít khí (đktc). Nếu cho hỗn hợp A này tác dụng hết với dung dịch H2SO4 đặc, đun nĩng thì thu được 5,6 lít (đktc) khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất). Mặt khác, nếu cho 5,4 gam hỗn hợp A tác dụng với 160 ml dung dịch AgNO3 1M thì thu được m gam chất rắn. Biết các phản ứng xảy ra hồn tồn, kim loại M khơng cĩ hĩa trị (I) trong các hợp chất. Xác định giá trị của m. Câu II: (2,0 điểm) 1. Cho hỗn hợp muối gồm K2CO3, MgCO3 và BaCO3. Trình bày phương pháp điều chế các kim loại riêng biệt (các hĩa chất và điều kiện cần thiết coi như cĩ đủ). 2. Dẫn từ từ khí CO2 vào V ml dung dịch hỗn hợp NaOH 0,2M và Ba(OH)2 0,1M. Đồ thị biểu diễn khối lượng kết tủa theo số mol CO2 như sau: 0,03 0,13 Xác định giá trị của V. Câu III: (2,0 điểm) 1. Đun nĩng 48,2 gam hỗn hợp X gồm KMnO4 và KClO3, sau một thời gian thu được 43,4 gam hỗn hợp chất rắn Y. Cho Y tác dụng hồn tồn với dung dịch HCl đặc, đun nĩng, sau phản ứng thu được 15,12 lít Cl2 (đktc) và dung dịch Z gồm các chất tan MnCl2, KCl và HCl dư. Tính thành phần % về khối lượng của các chất trong hỗn hợp X. 2. Cho m gam bột Cu vào 400 ml dung dịch AgNO3 0,2M, sau một thời gian phản ứng thu được 7,76 gam hỗn hợp chất rắn X và dung dịch Y. Lọc tách X, rồi thêm 5,85 gam bột Zn vào Y, sau khi phản ứng xảy ra hồn tồn thu được 10,53 gam chất rắn Z. Xác định giá trị của m. Bồi dưỡng và luyện thi vào lớp 10 chuyên hĩa – Lê Tuấn Anh – 0982.270.373 2 Câu IV: (2,0 điểm) 1. Hỗn hợp A gồm các khí metan, etilen và axetilen. Dẫn từ từ 2,8 lít hỗn hợp A (đktc) qua bình chứa dung dịch brom, thấy bình brom bị nhạt màu và cĩ 20 gam brom tham gia phản ứng. Mặt khác, đốt cháy hồn tồn 5,6 lít A (đktc) rồi cho tồn bộ sản phẩm cháy qua bình đựng 180 gam dung dịch NaOH 20%, sau thí nghiệm thu được dung dịch chứa NaOH với nồng độ 2,75%. Tính thành phần % theo thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp A. 2. Hĩa hơi 8,64 gam hỗn hợp B gồm một axit no, đơn chức, mạch hở X và một axit no, đa chức Y (cĩ mạch cacbon hở, khơng phân nhánh) thu được một thể tích hơi bằng thể tích của 2,8 gam N2 (đo ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất). Mặt khác, đốt cháy hồn tồn 8,64 gam hỗn hợp B trên thu được 11,44 gam CO2. Tìm cơng thức phân tử, cơng thức cấu tạo của hai axit. Câu V: (2,0 điểm) Hỗn hợp X chứa 3 este đều mạch hở và khơng phân nhánh (khơng chứa nhĩm chức khác). Để phản ứng với 41,24 gam X cần dùng 280 ml dung dịch NaOH 2M (đun nĩng), thu được hỗn hợp muối Y và hỗn hợp Z chứa 3 ancol no. Trộn hỗn hợp Y với vơi tơi xút dư, đun nĩng, thu được 11,2 lít (đktc) một chất khí duy nhất là hiđrocacbon no đơn giản nhất. Mặt khác, để đốt cháy 41,24 gam X cần dùng 42,784 lít O2 (đktc). Tính thành phần % về khối lượng của các ancol cĩ trong hỗn hợp Z. --------------------------------Hết-------------------------------- HƯỚNG DẪN GIẢI Câu I: 1. Các phản ứng đều xảy ra hồn tồn nên chất rắn Y gồm: CuO, Ag, Fe2O3, Al2O3 2Cu + O2 t0 → 2CuO Ag + O2 t0 → khơng xảy ra 4Fe + 3O2 t0 → 2Fe2O3 4Al + 3O2 t0 → 2Al2O3 Cho chất rắn Y vào dung dịch HCl dư, xảy ra các phản ứng: CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O Cho dung dịch thu được tác dụng với dung dịch NaOH lỗng dư, xảy ra các phản ứng: HCl dư + NaOH → NaCl + H2O FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3↓ + 3NaCl CuCl2 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ + 2NaCl AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3↓ + 3NaCl Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O Kết tủa gồm Cu(OH)2 và Fe(OH)3, nung trong khơng khí đến khối lượng khơng đổi, xảy ra phản ứng: Bồi dưỡng và luyện thi vào lớp 10 chuyên hĩa – Lê Tuấn Anh – 0982.270.373 3 Cu(OH)2 t0 → CuO + H2O Fe(OH)3 t0 → Fe2O3 + H2O → Chất rắn Z chứa 2 oxit: CuO và Fe2O3 2. Gọi hĩa trị của M trong muối clorua và muối sunfat lần lượt là a và b. Cho hỗn hợp A tác dụng với dung dịch HCl dư, xảy ra phản ứng: a 22M 2aHCl 2MCl aH (1) 0,26 2,912 mol 0,13 mol a 22,4 Đặt: Cun x (mol) → 2h A 0,26M m 64x 10,8 (gam) (*) a Khi cho hỗn hợp A tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nĩng, xảy ra phản ứng: ot 2 4 4 2 2Cu 2H SO CuSO SO 2H O (2) x x (mol) ot 2 4 2 4 b 2 22M 2bH SO M (SO ) bSO 2bH O (3) 0,26 0,13b (mol) a a 2SO 0,13b 5,6 n x 0,25 (mol) (**) a 22,4 Từ (*) và (**), ta cĩ: 0,26M 64x 10,8 0,13b 0,26Ma 64 0,25 10,8 M 32b 20a 0,13b 5,6 a a x 0,25 a 22,4 Nếu M là kim loại cĩ hĩa trị khơng đổi a b 1 M 12a a 2; M 24 (Mg) . Mg Cu Mg 0,26.24 m 3,21(gam) m 7,68 (gam) m 2 (loại trường hợp này) Vậy M là kim loại cĩ hĩa trị thay đổi a b 1 a 2; b 3; M 56 (Fe) Fe Cu Fe 0,26.56 m 7,28 (gam) m 3,52 (gam) m 2 (thỏa mãn) → Vậy kim loại M cần tìm là sắt (Fe). Trong 5,4 gam hỗn hợp A chứa: Fe Cu 0,13.5,4 n 0,065 (mol) 10,8 n 0,0275 (mol) 3AgNO n 0,16 (mol) Bồi dưỡng và luyện thi vào lớp 10 chuyên hĩa – Lê Tuấn Anh – 0982.270.373 4 Khi cho hỗn hợp kim loại A vào dung dịch AgNO3, xảy ra phản ứng: 3 3 2 3 3 2 Fe 2AgNO Fe(NO ) 2Ag (4) 0,065 0,13 0,13 (mol) Cu 2AgNO Cu(NO ) 2Ag (5) 0,015 0,03 0,03 (mol) Chất rắn gồm Ag và Cu dư. Khối lượng chất rắn thu được là: m chất rắn = 0,16.108 64(0,0275 0,015) 18,08 (gam) Câu II: 1. Ta cĩ sơ đồ tách chất sau: Các phản ứng xảy ra: K2CO3 + 2HCl → 2KCl + CO2↑ + H2O 2KCl điện phân nĩng chảy → 2K + Cl2↑ MgCO3 nhiệt phân → MgO + CO2↑ BaCO3 nhiệt phân → BaO + CO2↑ BaO + H2O → Ba(OH)2 MgO + 2HCl → MgCl2 + H2O MgCl2 điện phân nĩng chảy → Mg + Cl2↑ Ba(OH)2 + 2HCl → BaCl2 + 2H2O BaCl2 điện phân nĩng chảy → Ba + Cl2↑ 2. Ta cĩ thể chia quá trình phản ứng thành các giai đoạn sau: Bồi dưỡng và luyện thi vào lớp 10 chuyên hĩa – Lê Tuấn Anh – 0982.270.373 5 0,03 0,13 Kết tủa bắt đầu bị hịa tan Kết tủa cực đại Giai đoạn 2 Giai đoạn 1 Giai đoạn 2 Giai đoạn 1 là lúc đang hình thành kết tủa. Phản ứng xảy ra: CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + H2O Giai đoạn 2 là lúc tạo muối trung hịa Na2CO3 rồi đến muối axit NaHCO3. Phản ứng xảy ra: CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O CO2 + Na2CO3 + H2O → 2NaHCO3 Giai đoạn 3 là lúc kết tủa bị hịa tan dần. Phản ứng xảy ra: CO2 + BaCO3 + H2O → Ba(HCO3)2 Từ các giai đoạn trên, ta cĩ: ˗ Số mol CO2 tạo kết tủa tối đa: 2 3 2CO BaCO (max) Ba(OH) n n n 0,0001V (mol) ˗ Số mol CO2 hịa tan kết tủa: 2 3CO BaCO (tan) n n (0,0001V 0,03) mol ˗ Số mol khí CO2 tạo ra NaHCO3: 2CO NaOH n n 0,0002V (mol) ˗ Tổng số mol CO2 đã dùng: 2CO n 0,0002V 0,0001V (0,0001V 0,03) 0,13 V 400 ml Câu III: 1. Đặt: 4 (ban đầu) 3 (ban đầu) KMnO hỗn hợp X KClO n x m 158x 122,5y 48,2 (gam) (I) n y Các phản ứng xảy ra: o t 4 2 4 2 2 2KMnO K MnO MnO O (1) a 0,5a 0,5a 0,5a (mol) o t 3 2 2KClO 2KCl 3O (2) b b 1,5b (mol) Vì phản ứng nhiệt phân khơng hồn tồn nên chất rắn Y chứa: Bồi dưỡng và luyện thi vào lớp 10 chuyên hĩa – Lê Tuấn Anh – 0982.270.373 6 KMnO4 dư (x – a mol), KClO3 dư (y – b mol), K2MnO4 (0,5a mol), KCl, MnO2 (0,5a mol). Theo phương trình (1) và (2), ta cĩ: 2 X Y O m m 48,2 43,4 n 0,5a 1,5b 0,15 (mol) (II) 32 32 Hịa tan hỗn hợp Y trong HCl đặc, nĩng dư xảy ra phản ứng: 4 (dư) 2 2 2 2 4 2 2 2 2 2 2 2 3 2 2 2KMnO 16HCl 2KCl 2MnCl 5Cl 8H O (3) 5 (x a) (x a) (mol) 2 K MnO 8HCl 2KCl MnCl 2Cl 4H O (4) 0,5a a (mol) MnO 4HCl MnCl Cl 2H O (5) 0,5a 0,5a (mol) KClO 6HCl KCl 3Cl 3H O (6) (y b) 3(y b) (mol) 2 Cl 5 15,12 n (x a) a 0,5a 3(y b) 2,5x 3y (a 3b) 0,675 mol 2 22,4 2,5x 3y 0,975 (III) Từ (I) và (III), ta cĩ: 4 3 %KMnO 49,17%158x 122,5y 48,2 x 0,15 %KClO 50,83%2,5x 3y 0,975 y 0,2 2. Đặt: Cu (phản ứng) n x (mol) ; 3 AgNO ban đầu n 0,08 (mol) 3 3 2 Cu 2AgNO Cu(NO ) 2Ag (1) x 2x 2x 2x (mol) Chất rắn X gồm: Cu (dư) X Ag m (m 64x) gam m m 64x 108.2x m 152x 7,76 gam n 2x (mol) Dung dịch Y gồm: 3 2 3 Cu(NO ) AgNO (dư) n x (mol) n 0,08 2x (mol) Khi cho Zn vào dung dịch Y, xảy ra phản ứng: 3 3 2 Zn 2AgNO Zn(NO ) 2Ag (2) 0,04 x 0,08 2x 0,08 2x (mol) 3 2 3 2 Zn + Cu(NO ) Zn(NO ) Cu (3) x x x (mol) Bồi dưỡng và luyện thi vào lớp 10 chuyên hĩa – Lê Tuấn Anh – 0982.270.373 7 Zn (phản ứng) Zn (ban đầu) Zn (dư) 5,85 n 0,04 x x 0,04 (mol) n 0,09 (mol) 65 n 0,05 (mol) Chất rắn Z gồm: Zn (dư) Ag Cu n 0,05 (mol) n 0,08 2x (mol) n x (mol) Z m 65.0,05 108(0,08 2x) 64x 10,53 (gam) 152x 1,36 m 6,4 (gam) Câu IV: 1. Gọi số mol CH4, C2H4 và C2H2 trong 2,8 lít hỗn hợp A lần lượt là x (mol), y (mol) và z (mol). A 2,8 n x y z 0,125 (mol) (I) 22,4 Dẫn từ từ hỗn hợp A vào bình chứa brom dư, xảy ra phản ứng: 2 2 4 2 2 2 4 2 2 4 2 Br C H C H 2 2 2 2 2 4 C H Br C H Br 20 n n 2n y 2z 0,125 (mol) (II) 160C H 2Br C H Br Trong 5,6 lít hỗn hợp A chứa: 4 2 4 2 2 CH C H C H n 2x (mol) n 2y (mol) n 2z (mol) Áp dụng bảo tồn nguyên tố C và H, ta cĩ: 2 2 4 2 2 CO 2 4 2 2 H O 2 2 2 2 CH CO 2H O 2x 2x 4x (mol) n 2x 4y 4z (mol) C H 2CO 2H O n 4x 4y 2z (mol)2y 4y 4y (mol) C H 2CO H O 2z 4z 2z (mol) Cho hỗn hợp CO2 và hơi nước qua bình đựng dung dịch NaOH, xảy ra phản ứng: 2 2 3 2 CO 2NaOH Na CO H O 2 NaOH (dư) CO m 180.20% 40.2n 36 80(2x 4y 4z) (gam) 2 2 2 2 CO H O d sau phản ứng d NaOH m m m m 180 44(2x 4y 4z) 18(4x 4y 2z) 180 160x 248y 212z (gam) Bồi dưỡng và luyện thi vào lớp 10 chuyên hĩa – Lê Tuấn Anh – 0982.270.373 8 NaOH (dư) 36 80(2x 4y 4z) C% 100% 2,75% 180 160x 248y 212z 36 160x 320y 320z 4,95 4,4x 6,82y 5,83z 164,4x 326,82y 325,83z 31,05 (III) Từ (I), (II) và (III), ta cĩ hệ phương trình: 4 2 4 2 2 CH C H C H x 0,06 %V 48% x y z 0,125 y 2z 0,125 y 0,005 %V 4% 164,4x 326,82y 325,83z 31,05 z 0,06 %V 48% 2. Vì B là axit no, đa chức, mạch cacbon hở và khơng phân nhánh nên B cĩ 2 nhĩm chức axit – COOH. CTPT của A và B lần lượt là: n 2n 2 C H O (x mol) và m 2m 2 4 C H O (y mol) 2 N axit m 2,8 n x y 0,1(mol) (I) 28 28 axit m x(14n 32) y(14m 62) 8,64 (gam) (II) Áp dụng bảo tồn nguyên tố cho C, ta cĩ: 2 n 2n 2 2 CO n 2n 2 4 2 C H O nCO x xn (mol) 11,44 n xm ym 0,26 (mol) (III) 44C H O mCO y ym (mol) Từ (I), (II) và (III), ta cĩ: x y 0,1 x y 0,1 x(14n 32) y(14m 62) 8,64 14(xn ym) 32x 62y 8,64 xm ym 0,26 xm ym 0,26 x y 0,1 x 0,04 32x 62y 5 y 0,06 0,04n 0,06m 0,26 2n 3m 13 n 2; m 3 Vậy CTPT của 2 axit A và B lần lượt là: C2H4O2 và C3H4O4 CTCT của 2 axit A và B lần lượt là: CH3 – COOH; HOOC – CH2 – COOH Câu V: Vì các este trong hỗn hợp X ban đầu đều mạch hở, khơng phân nhánh → khơng cĩ este nào cĩ số chức lớn hơn 2 → axit và ancol tạo nên các este đều mạch hở và cĩ tối đa là 2 nhĩm chức). Hỗn hợp muối Y khi nung với vơi tơi xút thu được CH4 nên hỗn hợp muối Y gồm CH3COONa và CH2(COONa)2. Đặt: 3 2 2 CH COONa CH (COONa) n x (mol) n y (mol) Bồi dưỡng và luyện thi vào lớp 10 chuyên hĩa – Lê Tuấn Anh – 0982.270.373 9 Nung hỗn hợp Y xảy ra phản ứng: o o 4 t 3 4 2 3CaO CH t 2 2 4 2 3CaO CH COONa NaOH CH Na CO x x (mol) 11,2 n x y 0,5 (mol) (I) 22,4 CH (COONa) 2NaOH CH 2Na CO y y (mol) Áp dụng bảo tồn nguyên tố Na, ta cĩ: 3 2 2 Na (NaOH) Na (CH COONa) Na (CH (COONa) ) n n n x 2y 0,28.2 0,56 (mol) (II) Từ (I) và (II), ta cĩ: x y 0,5 x 0,44 x 2y 0,56 y 0,06 Đốt cháy hồn tồn hỗn hợp este X trong oxi, ta cĩ: o t 2 2 2 X O CO H O a b (mol) 2 2 2 CO H O X O 42,784.32 m m m m 44a 18b 41,24 102,36 (gam) (III) 22,4 2 2 2 O (CO H O) O (X) O (O ) 42,784.2 n n n 2a b 0,44.2 0,06.4 4,94 (mol) (IV) 22,4 Từ (III) và (IV), ta cĩ: 44a 18b 102,36 a 1,68 2a b 4,94 b 1,58 3 este trong hỗn hợp X được tạo nên từ các ancol no mạch hở với 2 axit CH3COOH và CH2(COOH)2 nên cơng thức chung của các este cĩ dạng CnH2nO2 và CmH2m-2O4. → 2 2 este 2 chức CO H O n n n 1,68 1,58 0,1 (mol) Ta thấy số mol este 2 chức tạo nên từ axit CH2(COOH)2 là 0,06 mol < 0,1 mol, nên phải cĩ một este 2 chức khác được tạo nên từ axit CH3COOH. Vậy trong hỗn hợp X cĩ chứa 2 este 2 chức và 1 este đơn chức cĩ dạng: 3 2 2 2 3 (CH COO) R (0,04 mol) CH (COOR') (0,06 mol) CH COOR'' (0,36 mol) → Số nguyên tử C trung bình trong phân tử 3 este: 2 CO X n 1,68 C 3,65 n 0,36 0,06 0,04 → X cĩ este cĩ số nguyên tử cacbon nhỏ hơn 3,65 → CH3COOR’’ là CH3COOCH3 Bồi dưỡng và luyện thi vào lớp 10 chuyên hĩa – Lê Tuấn Anh – 0982.270.373 10 Trường hợp 1: Các este trong hỗn hợp X lần lượt là: 3 2 2 2 3 3 (CH COO) R (0,04 mol) CH (COOR') (0,06 mol) CH COOCH (0,36 mol) X m 0,04(118 R) 0,06(102 2R') 0,36.74 41,24 R 3R' 94 . Xét bảng sau: R 14 (CH2) 28 (C2H4) 42 (C3H6) 56 (C4H8) Loại vì khơng cĩ nghiệm thỏa mãn R’ 80 3 22 52 3 38 3 Trường hợp 2: Các este trong hỗn hợp X lần lượt là: 3 2 1 2 2 3 3 (CH COO) R (0,04 mol) R OOC CH COO R (0,06 mol) CH COOCH (0,36 mol) X 1 2 1 2 m 0,04(118 R) 0,06(102 R R ) 0,36.74 41,24 2R 3(R R ) 188 Xét bảng sau: R 14 (CH2) 28 (C2H4) 42 (C3H6) → R1 = 15 (CH3) và R2 = 29 (C2H5) R1 + R2 160 3 44 104 3 Vậy 3 este đã cho lần lượt là: (CH3COO)2C2H4, CH3OOC – CH2 – COOC2H5 và CH3COOCH3 CTPT các ancol trong hỗn hợp Z: C2H4(OH)2 (0,04 mol); C2H5OH (0,06 mol) và CH3OH (0,42 mol). Z m 62.0,04 32.0,42 46.0,06 18,68 (gam) Thành phần % khối lượng các ancol trong hỗn hợp Z: 3 2 5 2 4 2 %CH OH 71,9486% %C H OH 14,7752% %C H (OH) 13,2762%
Tài liệu đính kèm: