Kỳ thi chọn học sinh giỏi lớp 11 THPT năm học 2012 - 2013 đề thi môn: Hóa học

SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC
ĐỀ CHÍNH THỨC
KỲ THI CHỌN HSG LỚP 11 THPT NĂM HỌC 2012-2013
ĐỀ THI MễN: HểA HỌC
(Dành cho học sinh THPT khụng chuyờn)
Thời gian làm bài: 180 phỳt, khụng kể thời gian phỏt đề
Cõu 1.
1. Viết phương trỡnh húa học xảy ra khi:
a. Nhỏ dung dịch H2SO4 đặc vào đường saccarozơ.	b. Phản ứng nổ của thuốc nổ đen.
c. Sục khớ Cl2 dư vào dung dịch FeBr2.	d. Sục khớ Cl2 vào dung dịch KOH.
e. Cho Au vào nước cường thủy.
2. Hóy chọn cỏc chất thớch hợp và viết cỏc phương trỡnh phản ứng hoàn thành sơ đồ biến húa sau:
Cho biết: 	- Cỏc chất (A), (B), (D) là hợp chất của natri.
	- Cỏc chất (M), (N) là hợp chất của nhụm. 
	- Cỏc chất (P), (Q), (R) là hợp chất của bari.
	- Cỏc chất (N), (Q), (R) khụng tan trong nước.
	- (X) là chất khớ khụng mựi, làm đục dung dịch nước vụi trong.
	- (Y) là muối của natri, dung dịch (Y) làm đỏ quỳ tớm.
Cõu 2.
1. Khụng dựng thờm thuốc thử, hóy trỡnh bày cỏch phõn biệt 5 dung dịch sau: 
 NaCl, NaOH, NaHSO4, Ba(OH)2, Na2CO3.
2. Đốt chỏy hoàn toàn 0,1 mol chất hữu cơ D, sản phẩm chỉ gồm 4,48 lớt khớ CO2 (ở đktc) và 5,4 gam H2O. Viết cụng thức cấu tạo cỏc chất thỏa món tớnh chất trờn của D (chỉ xột cỏc nhúm chức trong chương trỡnh Húa phổ thụng).
Cõu 3. Cho 10,62 gam hỗn hợp gồm Fe, Zn vào 800 ml dung dịch hỗn hợp X gồm NaNO3 0,45M và H2SO4 0,9M. Đun núng cho phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y và 3,584 lớt khớ NO (sản phẩm khử duy nhất, đo ở đktc). Dung dịch Y hũa tan được tối đa m1 gam bột Cu, sinh ra V lớt khớ NO (đktc, sản phẩm khử duy nhất của NO). 
1. Tớnh phần trăm về khối lượng từng kim loại trong hỗn hợp ban đầu. 
2. Tớnh giỏ trị của m1 và V.
3. Cho m2 gam Zn vào dung dịch Y (tạo khớ NO là sản phẩm khử duy nhất của NO), sau phản ứng thu được 3,36 gam chất rắn. Tớnh giỏ trị của m2. 
Cõu 4.
1. Hợp chất A cú dạng M3X2. Khi cho A vào nước, thu được kết tủa trắng B và khớ C là một chất độc. Kết tủa B tan được trong dung dịch NaOH và dung dịch NH3. Đốt chỏy hoàn toàn khớ C rồi cho sản phẩm vào nước dư, thu được dung dịch axit D. Cho từ từ D vào dung dịch KOH, phản ứng xong thu được dung dịch E chứa 2 muối. Dung dịch E phản ứng với dung dịch AgNO3 cho kết tủa màu vàng F tan trong axit mạnh.
Lập luận để chọn cụng thức húa học đỳng cho chất A. Viết cỏc phương trỡnh phản ứng xảy ra. Biết M và X đều là những đơn chất phổ biến.
2. Một loại xăng cú chứa 4 ankan với thành phần về số mol như sau: 10% heptan, 50% octan, 30% nonan và 10% đecan. Hóy tớnh xem một xe mỏy chạy 100 km tiờu thụ hết 2,0 kg loại xăng núi trờn thỡ đó tiờu thụ hết bao nhiờu lớt oxi khụng khớ, thải ra mụi trường bao nhiờu lớt khớ cacbonic và bao nhiờu nhiệt lượng, giả thiết rằng nhiệt đốt chỏy của xăng là 5337,8 kJ/mol, năng lượng giải phúng ra cú 80% chuyển thành cơ năng cũn 20% thải vào mụi trường, cỏc thể tớch khớ đo ở 27,30C và 1atm, cỏc phản ứng xảy ra hoàn toàn.
Cõu 5. Nung 9,28g hỗn hợp A gồm FeCO3 và một oxit sắt trong khụng khớ đến khối lượng khụng đổi. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 8 gam một oxit sắt duy nhất và khớ CO2. Hấp thụ hết lượng khớ CO2 vào 300 ml dung dịch Ba(OH)2 0,1M, kết thỳc phản ứng thu được 3,94 gam kết tủa. 
1. Tỡm cụng thức húa học của oxit sắt.
2. Cho 9,28 gam hỗn hợp A tỏc dụng với dung dịch HCl dư, sau khi cỏc phản ứng kết thỳc thu được dung dịch B. Dẫn 448 ml khớ Cl2 (đktc) vào B thu được dung dịch D. Hỏi D hũa tan được tối đa bao nhiờu gam Cu?
-------------Hết-----------
Thớ sinh khụng được sử dụng tài liệu. Cỏn bộ coi thi khụng giải thớch gỡ thờm.
Họ và tờn thớ sinh:.......; Số bỏo danh.
SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC
(Đỏp ỏn cú 04 trang)
KỲ THI CHỌN HSG LỚP 11 THPT NĂM HỌC 2012-2013
ĐÁP ÁN MễN: HểA HỌC
(Dành cho học sinh THPT khụng chuyờn)
I. LƯU í CHUNG:
- Hướng dẫn chấm chỉ trỡnh bày một cỏch giải với những ý cơ bản phải cú. Khi chấm bài học sinh làm theo cỏch khỏc nếu đỳng và đủ ý thỡ vẫn cho điểm tối đa.
- Điểm toàn bài tớnh đến 0,25 và khụng làm trũn.
II. ĐÁP ÁN:
Cõu
í
Nội dung trỡnh bày
Điểm
1
2,0 điểm
1
a. H2SO4(đặc) + C12H22O11 12C + H2SO4.11H2O 
 C + 2H2SO4(đặc) CO2 + 2SO2 + 2H2O 
b. 2 KNO3 + 3C + S K2S + N2 + 3CO2 
c. 3 Cl2 + 2 FeBr2 2 FeCl3 + 2 Br2 
 Có thờ̉ có: 5Cl2 + Br2 + 6H2O 10HCl + 2HBrO3
 Cl2 + H2O HCl + HClO
d. Cl2 + 2KOH KCl + KClO + H2O 
 3Cl2 + 6KOH 5 KCl + KClO3 + 3H2O 
e. Au + 3HCl + HNO3 AuCl3 + NO + 2H2O 
1,0
2
 – khớ X là CO2, muối Y là NaHSO4, A là NaOH; B là Na2CO3; D là NaHCO3; P là Ba(HCO3)2; R là BaSO4; Q là BaCO3; M là NaAlO2; N là Al(OH)3.
- Pthh:
 2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O
Na2CO3 + CO2 + H2O → 2NaHCO3
NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 + H2O
2NaOH + 2Al + 2 H2O → 2 NaAlO2 + 3H2
NaAlO2 + CO2 + 2 H2O → Al(OH)3 ↓ + NaHCO3
3Na2CO3 + 2AlCl3 + 3H2O → 2Al(OH)3 ↓ + 6NaCl + 3CO2
2NaHCO3 + Ba(OH)2 → BaCO3 + Na2CO3 + 2H2O
BaCO3 + 2NaHSO4 → BaSO4 + Na2SO4 + CO2 + H2O
Ba(HCO3)2 + 2NaHSO4 → BaSO4 + Na2SO4 + 2CO2 + 2H2O
Ba(HCO3)2 + Na2SO4 → BaSO4 + 2NaHCO3
1,0
2
2,0 điểm
1
 - Trụ̣n lõ̃n các cặp mõ̃u thử ta thu được hiợ̀n tượng như sau :
NaCl
NaOH
NaHSO4
Ba(OH)2
Na2CO3
NaCl
-
-
-
-
NaOH
-
-
-
-
NaHSO4
-
-
trắng
khụng màu
Ba(OH)2
-
-
trắng
trắng
Na2CO3
-
-
khụng màu
trắng
*Chú thích : - khụng hiợ̀n tượng
  : cú kết tủa ;  : cú khớ 
0,25
*Luọ̃n kờ́t quả :
Mõ̃u thử tạo kờ́t tủa với 2 trong 4 mõ̃u khỏc là Ba(OH)2 
2 mõ̃u tạo kờ́t tủa với Ba(OH)2 là Na2CO3, NaHSO4 (nhóm I)
Na2CO3 + Ba(OH)2 BaCO3 + 2 NaOH 
2NaHSO4 + Ba(OH)2 BaSO4+ Na2SO4 + 2H2O
2 mõ̃u khụng tạo kờ́t tủa với Ba(OH)2 là NaOH, NaCl (nhóm II)
0.25
- Lọc 2 kờ́t tủa ở trờn lõ̀n lượt cho vào 2 mõ̃u nhóm I : mõ̃u nào có sủi bọt khí là 
NaHSO4, còn mõ̃u khụng sinh khí là Na2CO3.
 2NaHSO4 + BaCO3 BaSO4 + Na2SO4 + CO2 + H2O
0.25
- Thờm ít giọt dung dịch NaHSO4 vào hai mõ̃u (dư) ở nhóm II, sau đó cho tiờ́p kờ́t tủa thu được ở trờn (BaCO3) vào. Nờ́u xuṍt hiợ̀n khí là mõ̃u NaCl, còn lại là NaOH khụng xuṍt hiợ̀n khí.
 NaOH + NaHSO4 Na2SO4 + H2O
 Do NaOH dư nờn =>NaHSO4 hờ́t nờn khụng tạo khí với BaCO3
0,25
2
Đặt cụng thức phõn tử tổng quỏt của D là CxHyOz. 
	CxHyOz + O2 đ x CO2 + H2O
 0,1 0,2 0,3
Cú:	nCO2 = 4,48 : 22,4 = 0,2 mol	;	nH2O = 5,4: 18 = 0,3 mol
Cú:	0,1x = 0,2; => x = 2	;	0,1y/2 = 0,3; => y = 6
Nếu z = 0, CTPT của D là C2H6, D cú một đồng phõn: CH3-CH3.
Nếu z = 1, CTPT của D là C2H6O, D cú hai đồng phõn: C2H5OH và CH3-O-CH3.
Nếu z = 2, CTPT của D là C2H6O2, D cú hai đồng phõn: HOCH2-CH2OH và CH3-O-CH2OH.
0,25
0,25
0,25
0,25
3
2,0 điểm
1
2
Số mol NaNO3 = 0,36 mol
số mol H2SO4 = 0,72 mol => số mol H+ = 1,44 mol
 Ta cú cỏc bỏn phản ứng:
 NO3- + 4H+ + 3e → NO + 2H2O (1)
(mol): 0,16 ← 0,64 ← 0,48 ← 0,16
Số mol NO = 0,16 mol => H+ và NO3- dư, kim loại phản ứng hết.
Số mol NO3- phản ứng = 0,16 mol; số mol H+ phản ứng = 0,64 mol
 Fe → Fe3+ + 3e (1)
 Zn → Zn2+ + 2e (2)
Gọi số mol Fe là x mol, số mol Zn là y mol
 Theo khối lượng hỗn hợp ban đầu ta cú phương trỡnh
 56 x + 65 y = 10,62 (I)
 Theo định luật bảo toàn electron ta cú phương trỡnh
 3x + 2y = 0,16.3 (II)
Giải hệ phương trỡnh (I), (II) ta cú: x = 0,12 và y = 0,06 mol 
mFe = 0,12.56 = 6,72 g => % mFe = 63,28% 
% mZn =100% - 63,28 % = 36,72 %
0.5
0,5
Dung dịch Y cú 0,2 mol NO3-; 0,8 mol H+; 0,12 mol Fe3+; 0,06 mol Zn2+, khi thờm bột Cu vào dung dịch Y:
 3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO + 4 H2O (3) 
(mol): 0,3 ← 0,8 ← 0,2 → 0,2
 2Fe3+ + Cu → 2Fe2+ + Cu2+ (4) 
 0,12 → 0,06
Từ phản ứng (3), (4) cú tổng số mol Cu = 0,36 mol
 m1 = 0,36.64 = 23,04 gam 
VNO = 4,48 lớt
0,5
3
Thờm m2 gam Zn vào dung dịch Y cú 0,2 mol NO3-; 0,8 mol H+; 0,12 mol Fe3+; 0,06 mol Zn2+:
Do khối lượng Fe3+ = 0,12.56 = 6,72 gam > khối lượng chất rắn bằng 3,36 gam. Nờn trong 3,36 gam chất rắn sau phản ứng chỉ cú Fe.
 nFe = 3,36/56 = 0,06 mol
3Zn + 8H+ + 2NO3- → 3Zn2+ + 2NO + 4 H2O 
(mol) 0,3 ← 0,8 ← 0,2
Zn + 2Fe3+ → Zn2+ + 2Fe2+
 (mol) 0,06 ← 0,12 → 0,12
Zn + Fe2+ → Zn2+ + Fe
(mol) 0,06 ← 0,06 ← 0,06
Tổng số mol Zn đó phản ứng bằng 0,3 + 0,12 = 0,42 mol 
=> mZn = 27,3 gam
0,5
4
2,0 điểm
1
M3X2 B(trắng) + C(độc)
B tan được trong dung dịch NaOH và dung dịch NH3, M là đơn chất phổ biến B là Zn(OH)2.
Kết tủa F màu vàng tan trong dung dịch axit mạnh F là Ag3PO4 X là P A là Zn3P2.
Phương trỡnh phản ứng:
Zn3P2 + 6H2O 3Zn(OH)2¯ + 2PH3ư
 (A)	 (B)	 (C)
Zn(OH)2 + 2NaOH Na2[Zn(OH)4]
Zn(OH)2 + 4NH3 [Zn(NH3)4](OH)2
2PH3 + 4O2 P2O5 + 3H2O
P2O5 + 3H2O 2H3PO4
	(D)
H3PO4 + 2KOH K2HPO4 + 2H2O
H3PO4 + 3KOH K3PO4 + 3H2O
ị Dung dịch E chứa: K2HPO4 và K3PO4
K3PO4 + 3AgNO3 Ag3PO4¯ + 3KNO3
 (F)
K2HPO4 + 2AgNO3 Ag2HPO4¯ + 2KNO3
0,25
0,75
2
Trong 1 mol xăng cú: 0,1 mol C7H16; 0,5 mol C8H18; 0,3 mol C9H20; 0,1 mol C10H22.
Đặt cụng thức chung cỏc ankan trong xăng: CaH2a+2 
Với a = 0,1.7 + 0,5.8 + 0,3.9 + 0,1.10 = 8,4; M = 14a +2 = 119,6
Số mol ankan cú trong 2 kg xăng = 16,7224 ( mol)
CaH2a+2 + ( 3a+1)/2 O2 → aCO2 + (a+1) H2O
Số mol O2 cần: 16,7224. (3.8,4+ 1)/2 = 219,063 ( mol)
VO2 cần = 5394,34 ( lớt)
Số mol CO2 thải ra khụng khớ = 8,4.16,7224 = 140,47 mol
VCO2 thải ra = 3459 ( lớt)
Nhiệt tạo thành khi đốt = 16,7224. 5337,8 = 89260,8 ( kJ)
Lượng nhiệt thải ra khớ quyển là: 17852,16 ( kJ)
1,0
5
2,0 điểm
1
Gọi cụng thức tổng quỏt của oxit sắt là FexOy (x,y N*)
Pthh: 4FeCO3 + O2 2Fe2O3 + 4CO2.
 2FexOy + O2 xFe2O3
Cho CO2 vào dung dịch Ba(OH)2 cú phản ứng:
 Ba(OH)2 + CO2 BaCO3 + H2O.
Cú thể cú phản ứng:
 Ba(OH)2 + 2CO2 Ba(HCO3)2
Xột 2 trường hợp
0,5
TH1: Chỉ cú phản ứng tạo kết tủa 
 Khụng cú cụng thức oxit sắt phự hợp.
0.5
TH2: phản ứng tạo ra hai muối.
 Oxit sắt phải tỡm là Fe3O4.
0.5
2
Hỗn hợp A cú FeCO3 (0,04 mol); Fe3O4 (0,06/3=0,02 mol).
FeCO3 + 2HCl FeCl2 + CO2 + H2O
 0,04 0,04
Fe3O4 + 8HCl 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O
 0,02 0,04 0,02
Dung dịch B tỏc dụng với 0,02 mol Cl2
2FeCl2 + Cl2 2FeCl3
0,06 0,02 0,04
Dung dịch D cú FeCl2 (0,02 mol); FeCl3 (0,08 mol) và HCl dư tỏc dụng với Cu
2FeCl3 + Cu 2FeCl2 + CuCl2
 0,08 0,04
 mCu = 0,04.64 = 2,56 gam.
0,5
---------- Hết ----------