Đề khảo sát chất lượng đội tuyển học sinh giỏi khối 11 môn Hóa

SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC
TRƯỜNG THPT YÊN LẠC 2
——————
ĐỀ KSCL ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI KHỐI 11
MÔN HÓA- NĂM HỌC 2015 - 2016
Thời gian làm bài 180 phút, không kể thời gian giao đề.
Đề thi gồm: 02 trang.
———————
Câu 1:(1,5 điểm)
 Nguyên tử của nguyên tố R ở trạng thái cơ bản có tổng số electron ở các phân lớp s là 7.
a. Viết cấu hình electron nguyên tử của R ở trạng thái cơ bản, xác định tên nguyên tố R.
b. Với R có phân lớp 3d đã bão hoà, hoà tan hoàn toàn m gam một oxit của R trong dung dịch H2SO4 đặc, nóng, dư sinh ra 0,56 lít (điều kiện tiêu chuẩn) khí SO2 là sản phẩm khử duy nhất. Toàn bộ lượng khí SO2 trên phản ứng vừa đủ với 2 lít dung dịch KMnO4 thu được dung dịch T (coi thể tích dung dịch không thay đổi).
- Viết các phương trình hoá học, tính m và tính nồng độ mol/l của dung dịch KMnO4 đã dùng.
- Tính pH của dung dịch T (bỏ qua sự thủy phân của các muối). 
Biết axit H2SO4 có Ka1 =+∞; Ka2 = 10-2.
Câu 2:(1 điểm)
 Một vài tính chất của một hợp chất vô cơ chưa biết A được liệt kê dưới đây:
-A là một chất rắn màu trắng hơi vàng, dễ chảy rữa và thăng hoa khi đun nóng. A có khối lượng phân tử là 266.
-A phản ứng mãnh liệt với nước để cho dung dịch B.
-Khi một dung dịch hỗn hợp gồm NH4OH và NH4Cl được thêm vào dung dịch B thì nhận được kết tủa keo màu trắng.
-Một mẫu dung dịch B phản ứng với dung dịch hỗn hợp nitric axit và bạc nitrat cho kết tủa vón cục màu trắng C. Kết tủa trắng này nhanh chóng tan đi khi thêm vào dung dịch NH4OH mặc dù khi ta cho dư NH4OH thì lại xuất hiện kết tủa trắng D.
-Kết tủa D được lọc và hoà tan trong NaOH thu được dung dịch trong suốt E.
-Khi cho khí CO2 lội qua dung dịch E thì lại sinh ra kết tủa D.
1. Xác định chất A.
2. Xác định các chất từ B đến E và viết tất cả các phương trình phản ứng xảy ra.
Câu 3:(1,5 điểm) 
Cho 20 gam hỗn hợp A gồm FeCO3, Fe, Cu, Al phản ứng với 60 ml dung dịch NaOH 2M được 2,688 lít hiđro. Thêm tiếp vào bình sau phản ứng 740 ml dung dịch HCl 1M và đun nóng đến khi ngừng thoát khí, được hỗn hợp khí B, lọc tách được cặn C (không chứa hợp chất của Al). Cho B hấp thụ từ từ vào dung dịch nước vôi trong dư được 10 gam kết tủa. Cho C phản ứng hết với HNO3 đặc nóng dư thu được dung dịch D và 1,12 lít một khí duy nhất. Cho D phản ứng với dung dịch NaOH dư được kết tủa E. Nung E đến khối lượng không đổi được m gam chất rắn. Tính khối lượng mỗi chất trong A, tính m, biết thể tích các khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn.
Câu 4:(1 điểm)
 Trong phòng thí nghiệm, bộ dụng cụ như hình vẽ dưới đây có thể dùng điều chế những chất khí nào trong số các khí sau: Cl2, O2, NO, NH3, SO2, CO2, H2, C2H4. Giải thích. 
Câu 5:(3 điểm)
1. Tìm các chất thích hợp ứng với các ký hiệu A1, A2, A3, A4, A5 trong sơ đồ sau và hoàn thành các phương trình phản ứng dưới dạng công thức cấu tạo?
2. Đốt cháy hoàn toàn 0,02 mol hỗn hợp X gồm 3 hiđrocacbon đồng phân A, B, C. Hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào 5,75 lít dung dịch Ca(OH)2 0,02M thu được kết tủa và khối lượng dung dịch tăng lên 5,08 gam. Cho Ba(OH)2 dư vào dung dịch thu được, kết tủa lại tăng thêm, tổng khối lượng kết tủa 2 lần là 24,305 gam.
a. Xác định công thức phân tử của 3 hiđrocacbon
b. Xác định công thức cấu tạo A, B, C biết:
- Cả 3 chất đều không làm mất màu dung dịch brom.
- Khi đun nóng với dung dịch KMnO4 loãng trong H2SO4 thì A và B đều cho cùng sản phẩm C9H6O6 còn C cho sản phẩm C8H6O4.
- Khi đun nóng với brom có mặt bột sắt A chỉ cho một sản phẩm monobrom. Còn chất B, C mỗi chất cho 2 sản phẩm monobrom
Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra
Câu 6:(2 điểm)
Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp 3 kim loại Zn, Cu, Ag vào 0,5 lít dung dịch HNO3 aM thu 1,344 lít khí (A) (đktc), hóa nâu trong không khí và dung dịch (B). 
1) Lấy ½ dung dịch (B) cho tác dụng với dung dịch NaCl dư thu được 2,1525 gam kết tủa và dung dịch (C). Cho dung dịch (C) tác dụng với NaOH dư, thu được kết tủa (D). Nung (D) ở t0C đến khối lượng không đổi thu đựợc 1,8 gam chất rắn. Tính khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp đầu. 
2) Nếu cho m gam bột Cu vào ½ dung dịch (B) khuấy đều đến phản ứng hoàn toàn thu 0,168 lít khí A (ở đktc); 1,99 gam chất rắn không tan và dung dịch E. Tính m, a và nồng độ mol/l các ion trong dung dịch (E). 
(Biết thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể)
........................................................................HẾT....................................................................
SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC
TRƯỜNG THPT YÊN LẠC 2
——————
ĐÁP ÁN ĐỀ KSCL ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI KHỐI 11
MÔN HÓA- NĂM HỌC 2015 - 2016
Thời gian làm bài 180 phút, không kể thời gian giao đề.
Đề thi gồm: 02 trang.
———————
Câu
ý
Nội dung
Điểm
I
a
Trong vỏ nguyên tử của nguyên tố R electron phân bố vào các phân lớp s theo thứ tự là: 1s2; 2s2; 3s2; 4s1 
=> Các cấu hình electron thỏa mãn là
1s22s22p63s23p64s1 => Z = 19 R là Kali
1s22s22p63s23p63d54s1 => Z = 24 R là Crom
1s22s22p63s23p63d104s1 => Z = 29 R là đồng
0,25
0,25
b
R có phân lớp 3d đã bão hòa→R là Cu.
Vì oxit của Cu tác dụng với dung dịch axit sunfuric đặc nóng tạo ra khí SO2 do đó là đồng (I) oxit (Cu2O) 
Cu2O + 3H2SO4 2CuSO4 + SO2 + 3H2O
 0,025 0,025 (mol)
=> m=144.0,025=3,6 (g)
5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O® 2H2SO4 + K2SO4 + 2MnSO4 
 0,025 0,01 0,01 (mol)
Nồng độ mol/l của dung dịch KMnO4 là 0,005 (M)
Phương trình điện li của axit sunfuric: ([H2SO4]=0,005M)
 H2SO4 H+ + HSO4- 
 0,005 0,005 0,005(M)
 HSO4- H+ + SO42- 
 C :0,005 0,005 0 (M)
[ ]: 0,005 - x 0,005+x x (M) 
=> => 
=> [H+]=0,005+2,81.10-3=7,81.10-3(M) => pH= 2,107
0,25
0,25
0,25
0,25
II
1
 Trong bước thứ ba của phép phân tích ta thu được kết tủa trắng keo, điều này chứng tỏ rằng dung dịch B có chứa Al3+ và dung dịch B cũng tạo kết tủa trắng với AgNO3, kết tủa này tan đi khi ta thêm NH4OH vào chứng tỏ rằng dung dịch B có chứa Cl-. Vậy chất A sẽ là Al2Cl6 (MA = 266).
0,5
2
 Các phản ứng xảy ra:
-	Al2Cl6 + 12H2O ® 2[Al(H2O)6]3+ + 6Cl- 
-	Al3+ + 3NH4OH ® Al(OH)3 + 3NH4+
-	6AgNO3 + 6Cl- ® 6AgCl + 6NO3-
	 (C)
	AgCl + 2NH4OH ® [Ag(NH3)2]+Cl- + H2O
 	Al3+ + 3NH4OH ® Al(OH)3 + 3NH4+
	 (D)
- Al(OH)3 + NaOH ® Na+[Al(OH)4-]
	 (E)
-	[Al(OH)4]- + CO2 ® Al(OH)3 + HCO3-
0,5
III
+ Khi A pư với NaOH thì nNaOH = 0,12 mol;n H2 = 0,12 mol. Suy ra NaOH dư
 Al + NaOH + H2O → NaAlO2 + 3/2 H2. 
Mol: 0,08 0,08	 0,08	0,12
ð Sau pư trên thì hỗn hợp có: FeCO3 + Fe + Cu + 0,04 mol NaOH dư + 0,08 mol NaAlO2.
+ Khi thêm vào 0,74 mol HCl vào thì:
	NaOH + HCl → NaCl + H2O
Mol: 0,04 0,04
	NaAlO2 + 4HCl + H2O → NaCl + AlCl3 + 3H2O
Mol: 0,08 0,32
ð Số mol HCl còn lại sau 2 pư trên là 0,38 mol. B là hh khí nên B phải có CO2 + H2. C chắc chắn có Cu, có thể có FeCO3 + Fe. Mặt khác C + HNO3 → NO2 là khí duy nhất nên C không thể chứa FeCO3 ð C có Cu và có thể có Fe (FeCO3 đã bị HCl hòa tan hết). 
TH1: Fe dư. Gọi x là số mol FeCO3; y là số mol Fe bị hòa tan; z là số mol Fe dư, t là số mol Cu ta có: 116x + 56(y + z) + 64t = 20 – 0,08.27 = 17,84 (I)
	FeCO3 + 2HCl → FeCl2 + CO2↑ + H2O
Mol: x 2x x x
	Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑
Mol: y 2y y y
ð Số mol HCl = 2x + 2y = 0,38 (II)
ð B có x mol CO2 + y mol hiđro. Dựa vào pư của B với nước vôi trong ð x = 0,1 mol (III)
ð C có z mol Fe dư + t mol Cu ð 3z + 2t = 1,12/22,4 (IV)
ð x = 0,1 mol; y = 0,09 mol; z = 0,01 mol và t = 0,01 mol.
Vậy A có: 0,1.116=11,6 gam FeCO3 + 0,1.56=5,6 gam Fe + 0,01.64=6,4 gam Cu + 0,08.27=2,16gam Al 
+ Tính tiếp ta được giá trị của m=mCuO+mFe2O3=0,01.80+0,01.160/2 = 1,6 gam. 
TH2: Fe hết ð C chỉ có Cu ð số molCu = ½ NO2 = 0,025 mol.
ð A có 0,1.116=11,6 gam FeCO3 + 0,025.64=1,6 gam Cu + 0,08.27=2,16gam Al+ (20-11,6-1,6-2,16=4,64)gam Fe 
ð tính được m =mCuO =0,025.80= 2 gam
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
4
Giải thích: Để điều chế được khí C như bộ dụng cụ vẽ thì khí C phải có đặc điểm: nặng hơn không khí (= 29) và không tác dụng với không khí ở điều kiện thường.
 => có thể điều chế được các khí: Cl2, SO2, CO2, O2.
(nêu đúng mỗi khí được0,25)
5
1
 * Các chất cần tìm:
A1: CH3-CH2-CH2-CH3
A2: CH3- CH=CH2
A3: C6H5-CH(CH3)2 (Cumen)
A4: CH3-CH(OH)-CH3
A5: CH3-CO-CH3
Mỗi phương trình và chất đúng được 0,2
2
a. nCa(OH)2 = 0,115 mol
CO2 + Ca(OH)2 (0,115mol) → 
 Nên 100x+(0,115-x)100+(0,115-x)197=24,305 → x= 0,05 → nCO2= 0,05+2(0,115-0,05)= 0,18
→ nH2O = (0,05.100+ 5,08-0,18.44)/18=0,12
- Gọi công thức phân tử của A là CxHy:
CxHy + O2 xCO2 + H2O
0,02 0,02x 0,01y
Ta có: 0,02x = 0,18 x = 9 và 0,01y = 0,12 y = 12
Công thức phân tử của A, B, C là C9H12, = 4.
b. Theo giả thiết thì A, B, C phải là dẫn xuất của benzen vì chúng không làm mất màu dung dịch Br2.
* A, B qua dung dịch KMnO4/H+ thu được C9H6O6 nên A, B phải có 3 nhánh CH3; C cho C8H6O4 nên C có 2 nhánh trên vòng benzen (1 nhánh –CH3 và 1 nhánh –C2H5).
- Khi đun nóng với Br2/Fe thì A cho 1 sản phẩm monobrom còn B, C cho 2 sản phẩm monobrom nên công thức cấu tạo của A, B, C là:
 (A) (B) (C)
Các phản ứng xẩy ra
5+ 18KMnO4 + 27H2SO4 5+9K2SO4+18KMnO4+42H2O.
5+18KMnO4+27H2SO4 5+ 9K2SO4+18KMnO4+42H2O.
5+18KMnO4+27H2SO4 5+5CO2+18MnSO4 + 9K2SO4 + 42H2O
 + Br2 + HBr
+ Br2 hoặc + HBr
+ Br2 hoặc + HBr
0,5
0,25
0,25
0,25
0,25
6
1
Phương trình phản ứng : 
3Zn 	+	8	+ 2® 	3	+	2NO	+ 4(1)
x mol	®	x	 
3Cu	+	8	+ 2 ® 3 +	 2NO	 +4(2)
y mol	 y	 
3Ag	+	4	+	 ® 3 +	 NO	 +	2 (3)
z mol	z	 
	23x+23y+23 z=0,06 (I)
½ dung dịch (B) : 
Ag+ + Cl- → AgCl
nAgCl = 2,1525143,5=0,015 →z2=0,015→z=0,03
Dung dịch (C) : 
Với NaOH dư :
H+ + OH- → H2O
Zn2+ + 2OH- → Zn(OH)2
Zn(OH)2 + 2OH- → ZnO22- + H2O
Cu2+ + 2OH- → Cu(OH)2
Cu(OH)2 t0 CuO + H2O
 y2
nchất rắn =0,0225 → y2=0,0225 →y=0,045
Từ (I) Þ x = 0,03 	Þ 	 = 0,03 . 65 = 1,98g	 
 	 = 0,045 . 64 = 2,88g	 
	 = 0,03 . 108 = 3,24g
0,25
0,25
0,25
0,25
2
3Cu + 8+	2	®	3	+	2NO	+	(4)
 0,01125 0,03	0,0075	 0,01125 ¬0,0075
Cu	+	®	+	2Ag
 0,0075	¬	0,015mol	®	0,0075	®	0,015
 = 108 . 0,015 = 1,62g	mCu dư = 1,99 – 1,62 = 0,37g
 = (0,0075 + 0,01125).64 + 0,37 = 1,57g	 12 dung dịch B: Zn(OH)2; Cu(OH)2; AgNO3; HNO3: t2mol
Từ (4) Þ = 0,03	Þ t = 0,06
Vậy nHNO3=0,3 mol→ a = 0,6 M	 
Sau phản ứng : 	,	(dd E)
	0,015mol	0,04125mol
Vì 
0,25
0,25
0,25
0,25
Bài làm có cách giải khác đúng, cho kết quả đúng vẫn được điểm tối đa.