Đề thi chọn Học sinh giỏi cụm – môn Hoá học

Đề thi chọn HSG cụm – môn hoá học
Thời gian: 180 phút làm bài
Câu 1: (3đ)
	1. Viết các phương trình hoá học có thể xảy ra khi cho:
	a) Sắt (II) sunfat tác dụng với dung dịch KMnO4 (có H2SO4)
	b) Cho bột magie vào dung dịch sắt (III) clorua
	c) Cho mẩu natri kim loại vào dung dịch nhôm sunfat
	2. Nhận biết 2 dung dịch riêng rẽ AlCl3 và KOH mà không được dùng thêm hoá chất.
	3. Một nguyên tố nằm ở phân nhóm chính của bảng hệ thống tuần hoàn tạo ra được 2 clorua và 2 oxit. Khi hoá trị của nguyên tố trong clorua và oxit như nhau thì tỉ số giữa các thành phần phần trăm của clo trong các clorua là 1 : 1,099 và oxi trong các oxit là 1 : 1,291. 
	a) Xác định nguyên tố 
	b) Xác định công thức phân tử và công thức cấu tạo của các oxit và clorua.
Câu 2: (3đ) 
	1. Viết các phương trình hoá học dưới dạng công thức cấu tạo thu gọn của các chất theo dãy chuyển hoá sau:
 Cao su isopren
CnH2n+2 đ A
	C5H8Br2 (A1, A2, A3)
	2. Một amin bậc 1 có công thức đơn giản nhất là CH4N. Xác định công thức phân tử và công thức cấu tạo có thể có của amin.
	3. Hãy sắp xếp các chất: amoniac, anilin, p-nitroanilin, p-aminotoluen, metylamin, đimetylamin theo trình tự tính bazơ tăng từ trái qua phải? Giải thích ngắn gọn?
Câu 3: (3đ)
	1. Điền hệ số để các cân bằng các phản ứng sau:
	a) K2SO3 + KMnO4 + KHSO4 đ K2SO4 + MnSO4 + H2O
	b) FexOy + HNO3 đ Fe(NO3)3 + H2O + NnOm
	2. Trộn 3 dung dịch H2SO4 0,1M; HNO3 0,2M; HCl 0,3M với những thể tích bằng nhau được dung dịch A. Lấy 300 ml dung dịch A cho tác dụng với dung dịch B gồm NaOH 0,2M và KOH 0,29M. Tính thể tích dung dịch B cần dùng để sau phản ứng được dung dịch C có pH = 2.
	3. Hãy điều chế các kim loại riêng biệt từ hỗn hợp Fe2O3, Na2CO3, Cu, BaCO3 bằng phương pháp hoá học sao cho khối lượng của chúng không thay đổi so với khối lượng có trong hỗn hợp ban đầu.
Câu 4: (3 điểm)
	1. Bằng phương pháp hoá học hãy nhận biết các dung dịch mất nhãn: glucozơ, fructozơ, axit axetic, glixerin, ancol etylic, metanol ?
	2. Một hiđrocacbon A tác dụng với brom trong điều kiện thích hợp chỉ thu được 1 dẫn xuất chứa brom có tỉ khối hơi so với metan là 9,4375. Xác định công thức cấu tạo của A. 
Câu 5: (4 điểm): Hỗn hợp X gồm Fe và kim loại R có hoá trị không đổi. Hoà tan hoàn toàn 3,3(g) X trong dung dịch HCl dư thu được 2,9568(l) khí ở 27,30C và 1atm.
	Mặt khác cũng hoà tan 3,3(g) X trong dung dịch HNO3 1M lấy dư 10% thu được 896ml hỗn hợp khí Y gồm N2O và NO (đktc) có tỉ khối đối với hỗn hợp Z gồm NO và C2H6 là 1,35 và dung dịch D.
	a) Xác định R và phần trăm khối lượng các chất có trong X
	b) Cho dung dịch D tác dụng với 400ml dung dịch NaOH thấy xuất hiện 4,77(g) kết tủa. Tính nồng độ mol của dung dịch NaOH; (biết Fe(OH)3 kết tủa hoàn toàn).
Câu 6: (4điểm): Cho m(g) este đơn chức A bay hơi trong một bình kín dung tích 6 lít ở 136,50C, khi este bay hơi hết thì áp suất trong bình là p. Nếu cho m(g) este A đun nóng với 200ml dung dịch NaOH, sau khi các phản ứng xong để trung hoà NaOH dư cần 100ml dung dịch HCl 1M. Chưng cất dung dịch sau trung hoà được 15,25g hỗn hợp muối khan và hơi rượu B. Dẫn toàn bộ hơi rượu B qua CuO dư nung nóng thu được anđehit E. Cho toàn bộ lượng E tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3 thu được 43,2g Ag. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn.
	1. Viết các phương trình hoá học xảy ra và xác định công thức cấu tạo của este A.
	2. Tính m, p
	3. Xác định nồng độ mol của dung dịch NaOH ban đầu.
- Hết -
Đáp án - thang điểm 
Câu
Điểm
Câu 1: (3đ)
1. (1đ)
a) 10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 đ 5 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O
b) Mg + 2FeCl3 đ MgCl2 + 2FeCl2 
 Mg + FeCl2 đ Mg + Fe
c) 2Na + 2H2O đ 2NaOH + H2
 6NaOH + Al2(SO4)3 đ 3Na2SO4 + 2Al(OH)3 
 NaOH + Al(OH)3 đ NaAlO2 + 2H2O
(Lưu ý: Nếu viết thiếu 1 phương trình mỗi ý thì cả ý đó không được điểm)
2. (0,75đ) 
- Lấy 1 dung dịch nhỏ từ từ đến dư vào dung dịch còn lại:
+ Nếu thấy kết tủa tạo ra và tan dần thì dung dịch đem nhỏ là KOH, dung dịch kia là AlCl3
+ Nếu kết tủa tạo ra và không tan thì dung dịch đem nhỏ là AlCl3, dung dịch kia là KOH
PTHH: 3KOH + AlCl3 đ Al(OH)3 + 3KCl KOH + Al(OH)3 đ KAlO2 + 2H2O
3. (1,25đ)
a) Gọi A là khối lượng nguyên tử của nguyên tố M cần tìm, x và y là hoá trị (A, x, y >0, x,y nguyên)
Các clorua là MClx và MCly ; Các oxit là MO0,5x và MO0,5y
Theo bài ra ta có:
 (1)
 (2)
Từ (1) và (2) ị A = 6,18y
Vậy M là photpho 
O
P
O
O
P
O
O
Cl
Cl
Cl
b) Công thức cấu tạo
O
P
O
O
P
Cl - P - Cl P - Cl 
 ù ù 
 Cl Cl
0,25
0,25
0,5
0,75
0,25
0.25
0,25
0,5
t0
xt
Câu 2: (3đ)
1. (1đ)
CH3 - CH - CH2 - CH3 đ CH2 = C - CH = CH2
 ù ù
t0
xt
 CH3 CH3 
n CH2 = C - CH = CH2 đ [-CH2 - C=CH-CH2 -]n
 ù ù 
 CH3 CH3 
CH2Br - C= CH - CH2Br 
 ù 
 CH3 
CH2 = C - CH = CH2 + Br2 
 ù 
 CH3 
CH2Br - CBr - CH = CH2 
 ù 
 CH3 
CH2 = C - CBr - CH2Br
 ù 
 CH3 
 + 1,2
 + 3,4
 + 1,4
2. (1đ): Gọi CTPT của amin là: (CH4N)n hay CnH4nNn . Vì là amin bậc 1 nên CTCT: CnH2n(NH2)n 
Ta có : 2n + n ≤ 2n + 2 đ n ≤ 2
+ n = 1 đ CH4N (không thoả mãn hoá trị)
+ n = 2 đ C2H8N2 
CTCT: NH2 -CH2-CH2-CH3 và CH3 - CH(NH2)2 
3. (1đ): Sắp xếp theo chiều tính bazơ tăng dần
p - NO2-C6H4-NH2 < C6H5 -NH2 < p - CH3-C6H4-NH2 < C6H5 -NH2 < NH3 < CH3-NH2 < (CH3)2NH
Giải thích: 
- Các gốc phenyl hút e làm tính bazơ giảm, gốc ankyl đẩy e làm tính bazơ tăng, nên tính bazơ của 
amin thơm < NH3 < amin no
- Nhóm CH3 - đẩy e, nhóm - NO2 hút e nên tính bazơ 
p - NO2-C6H4-NH2 < C6H5 -NH2 < p - CH3-C6H4-NH2 < C6H5 -NH2
- (CH3)2NH có 2 gốc đẩy e nên tính bazơ mạnh hơn CH3 NH2 
0,25
0,25
0,5
0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
0,5
Câu 3: (3đ)
1. (1đ): Điền hệ số
a) 5K2SO3 + 2KMnO4 + 6KHSO4 đ 9K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O
b) (5n-2m)FexOy + (18nx-6mx-2ny)HNO3 đ (5nx-2mx)Fe(NO3)3 + (9nx-3mx-yn)H2O + (3x-2y)NnOm
2. (1đ)
Theo bài ra, thể tích mỗi dung dịch là 100ml đ trong A có 
Gọi thể tích dung dịch B cần lấy là V(l) đ 
Cho A vào B có phản ứng : H+ + OH- đ H2O
 0,07 0,49
Sau phản ứng dung dịch có pH = 2 đ axit dư đ (dư) = 0,07-0,49 = 10-2 . (0,3+V)
đ V = 0,134 lít
3. (1đ): Hoà tan hỗn hợp vào nước dư, lọc tách chất không tan chứa Cu, Fe2O3, BaCO3 ; dung dịch thu được chứa Na2CO3
- Cho dung dịch Na2CO3 tác dụng với dung dịch HCl dư, sau đó cô cạn dung dịch thu NaCl, đem điện phân nóng chảy thu Na đpnc
 Na2CO3 + 2HCl đ 2 NaCl + H2O + CO2 NaCl đ Na + Cl2
- Đem chất rắn trên nhiệt phân hoàn toàn sau đó hoà tan vào nước dư 
 BaCO3 đ BaO + CO2 BaO + H2O đ Ba(OH)2
- Lọc tách chất không tan Cu và Fe2O3. Dung dịch thu được cho tác dụngvới dung dịch HCl dư, sau đó cô cạn dung dịch lấy BaCl2 đem điện phân nóng chảy thu Ba
 BaCO3 + 2HCl đ BaCl2 + H2O + CO2 BaCl2 đ Ba + Cl2
- Hoà tan 2 chất trên vào dung dịch HCl dư, lọc chất không tan là Cu
 Fe2O3 + HCl đ 
- Dung dịch thu được thêm kiềm dư, lọc tách kết tủa mang nhiệt phân hoàn toàn, chất rắn thu được đem khử bằng CO dư ở nhiệt độ cao thu Fe
 FeCl3 + 3NaOH đ Fe(OH)3 + 3NaCl
 2Fe(OH)3 đ Fe2O3 + 3H2O 
 Fe2O3 + 3CO đ Fe + 3CO2
(làm theo cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa, HS tách được mỗi chất cho 0,25đ)
0,5
0,5
0,25
0,25
0,25
0,25
Câu 4: (3đ)
1. (1,5đ)
- Dùng quỳ tím sẽ nhận ra axit axetic vì làm quỳ tím hoá đỏ
- Dùng dung dịch Br2 sẽ nhận ra glucozơ vì làm mất màu dung dịch brom
CH2OH-CHOH)4-CHO + Br2 + H2O đ CH2OH-CHOH)4-COOH + 2HBr
Fructozơ Glucozơ
OH-
- Nhận biết frructozơ bằng phản ứng tráng gương vì trong môi trường kiềm Fructozơ chuyển thành glucozơ theo cân bằng: 
 dd NH3
CH2OH-CHOH)4-CHO + Ag2O đ CH2OH-CHOH)4-COOH + 2Ag ¯
- Nhận biết glixerin bằng Cu(OH)2 vì tạo ra dung dịch màu xanh:
PTHH: 
- Còn 2 rượu đun nóng với H2SO4 ở 1700C rồi nhận biết sản phẩm tạo ra bằng dung dịch brom, ta sẽ nhận biết được C2H5OH do tạo ra C2H4 làm mất màu nước brom. 
 C2H5OH đ C2H4 + H2O C2H4 + Br2 đ C2H4Br2
- Chất còn lại là CH3OH
(Lưu ý: HS nhận biết được mỗi chất cho 0,25đ, nếu dùng phản ứng tráng gương để nhận biết glucozơ ngay từ đầu thì không cho điểm)
2. (1,5đ):
Phân tử khối của dẫn xuất brom là: 9,4375 . 16 =151
Gọi công thức của dẫn xuất là CxHyBrz (x,y, z nguyên dương)
 Có 12x + y + 80z = 151 đ z < 151/80 , mà z nguyên dương đ z = 1 
đ 12x + y = 151-80=71 đ nghiệm thoả mãn là: x = 5; y = 11
Công thức phân tử là của dẫn xuất là C5H11Br, công thức của hiđrocacbon là C5H12
 Theo bài ra chỉ thu được 1 dẫn xuất brom, nên CTCT đúng của hiđrocacbon là: (CH3)4C 
1,5đ
0,25
0,5
0,5
0,25
Câu 5: (4đ)
a) Xác định R và tính thành phần
Đặt số mol của NO là a, của N2O là b; của Fe là x, của R là y (a,b, x,y >0), 
 n là hoá trị của R (n: nguyên dương)
nY = 0,896/22,4 =0,04 mol; n(H2) = 2,9568.1/0,082.300,3 = 0,12(mol)
Ta có: (mol)
Cho X tác dụng với HCl có phản ứng:
Fe + 2HCl đ FeCl2 + H2
x x
R + nHCl đ RCln + n/2 H2
y yn/2
Ta có: 56x + Ry = 3,3 (1)
 x + ny/2 = 0,12 (2)
Cho X tác dụng với dung dịch HNO3 tạo thành 2 khí NO và N2O, ta có: 
4HNO3 + 3e đ NO + 3NO3- + 2H2O
 0,04 ,03 ơ 0,01
10HNO3 + 8e đ N2O + 8NO3- + 5H2O
 0,3 0,24 ơ 0,03 
Fe - 3e đ Fe3+
x 3x
R - ne đ Rn+
y ny
Theo ĐLBT e ta có 3x + ny = 0,03 +0,24 = 0,27 (3)
Từ (1), (2), (3) ta có: x= 0,03; ny = 0,18 đ y = 0,18/n
đ R = 1,62n/0,18 đ nghiệm thoả mãn là: n = 3; R = 27 (là Al)
đ y = 0,06 (mol)
 đ %mAl = 49,1%
b) Tính nồng độ mol của dung dịch NaOH
n(HNO3 phản ứng) = 0,34 đ n(HNO3) dư = 0,34.10/100= 0,034 = n(H+) dư
Cho NaOH vào Z có thể có phản ứng:
 H+ + OH- đ H2O
0,034 0,034
Fe3+ + 3OH- đ Fe(OH)3
0,03 0,09 0,03
Al3+ + 3OH- đ Al(OH)3 (4)
Al(OH)3 + OH- đ AlO2- + 2H2O (5)
n(Fe(OH)3) = 0,03.107 = 3,21 < 4,77 . Vậy có cả Al(OH)3 kết tủa.
n(Al(OH)3) = (4,77-3,21)/78 = 0,02mol < n(Al3+)=0,06 mol
Vậy có 2 trường hợp xảy ra:
+ Trường hợp 1: Không có phản ứng (5) 
n(OH-) ở (4) = 0,02.3 = 0,06 mol
Tổng n(OH-) = 0,06+0,034+0,09=0,184mol
đ CM(dd NaOH) = 0,184/0,4 = 0,46M
+ Trường hợp 2: Al3+ hết, có phản ứng (5)
n(OH-) ở (4) = 0,06.3 = 0,18 mol
n(OH-) ở (5) = 0,06 -0,02 = 0,04 mol
Tổng n(OH-) = 0,04+0,034+0,18+0,09=0,344 mol
đ CM(dd NaOH) = 0,344/0,4 = 0,86M
(HS có thể làm theo cách khác đúng vẫn cho điểm tối đa, không nhất thiết phải viết PTHH dạng phân tử)
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
0,25
0,5
0,5
Câu 4: (4đ)
Đặt CT este là RCOOR’ số mol là x; NaOH số mol là y (x, y>0); nHCl = 0,1mol
PTHH: RCOOR’ + NaOH đ RCOONa + R’OH
Phản ứng x x x x (mol)
nNaOH dư = y-x (mol) phản ứng với HCl
 NaOH + HCl đ NaCl + H2O
 y-x 0,1 0,1
đ y - x = 0,1 (1)
+ Lượng muối thu được gồm RCOONa (x mol); và NaCl (0,1 mol)
Vậy: (R+67)x + 58,5.0,1=15,25 đ (R+67)x = 9,4 (2)
+ Nếu rượu B có dạng R’’CH2OH (R’’ khác H): Có 
 R’’CH2OH + CuO đ R’’CHO + Cu + H2O
 R’’CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O đ R’’COONH4 + 2Ag + 2NH4NO3
đ nAg = 2x = 43,2/108 = 0,4 đ x = 0,2 ; Từ (2) đ R <0 (loại)
+ Khi R’ là H: (B là: CH3OH)
 CH3OH + CuO đ HCHO + Cu + H2O
 HCHO + 4AgNO3 + 6NH3 + 2H2O đ (NH4)2CO3 + 4Ag + 4NH4NO3
đ nAg = 4x = 0,4 đ x = 0,1
CH2 = CH - C
O
O - CH3
Từ (2) đ R = 27 (CH2 = CH - )
Vậy cấu tạo của A là: 
2. Tính m, p
m = 86.0,1=8,6g
n = PV/RT đ p = 0,1.0,082.(273+136.5)/6=0,56atm
3. Tính nồng độ dung dịch NaOH
Từ (1) : y - x = 0,1 đ y = 0,2
CMNaOH) = 0,2/0,2 = 1M
0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
0,25
0,25