Đề thi tuyển sinh vào trường trung học phố thông chuyên năm 2017 môn thi: Hóa học

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI TUYỂN SINH VÀO TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỐ THÔNG CHUYÊN NĂM 2017 Môn thi: HÓA HỌC (dùng riêng cho thí sinh thi vào lớp chuyên Hóa) Thời gian làm bài: 120 phút Câu 1: (2,0 điểm) 1. Cho hỗn hợp X gồm Cu, Ag, Fe, Al tác dụng với oxi dư, đun nóng thu được chất rắn Y. Cho Y vào dung dịch HCl dư, khuấy kỹ, sau đó lấy dung dịch thu được cho tác dụng với dung dịch NaOH loãng, dư. Lọc lấy kết tủa tạo thành, đem nung nóng trong không khí đến lượng không đổi, thu được chất rắn Z. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Viết các phương trình hóa học và cho biết chất rắn Z chứa những chất nào? 2. Cho 10,8 gam hỗn hợp A gồm Cu và kim loại M chưa biết (khối lượng của M lớn hơn khối lượng của Cu) tác dụng với dung dịch HCl dư, thu được 2,912 lít khí (đktc). Nếu cho hỗn hợp A tác dụng hết với dung dịch H2SO4 đặc, đun nóng thì thu được 5,6 lít khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất, đktc). 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 hoàn toàn, kim loại M không có hóa trị (I) trong các hợp chất. Xác định giá trị của m. Câu 2: (2,0 điểm) 1. Cho hỗn hợp muối gồm K2CO3, MgCO3 và BaCO3. Trình bày phương pháp điều chế các kim loại riêng biệt từ hỗn hợp (các hóa chất khác và điều kiện cần thiết coi như có 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: 0,13 0,03 Số mol CO2 Khối lượng kết tủa Xác định giá trị của V. Câu 3: (2,0 điểm) 1. Đun nóng 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 phản ứng hoàn toàn với dung dịch HCl đặc, đun nóng, sau phản ứng thoát ra 15,12 lít khí Cl2 (đktc) và thu được dung dịch Z chứa các chất tan: MnCl2, KCl và HCl dư. Tính thành phần phần trăm khối lượng các chất trong X. 2. Cho m gam bột Cu vào 400 ml dung dịch AgNO3 0,2M sau một thời gian thu được 7,76 gam hỗn hợp chất rắn A và dung dịch B. Lọc tách A rồi thêm 5,85 gam bột Zn vào dung dịch B, sau phản ứng hoàn toàn tách được 10,53 gam chất rắn D. Xác định giá trị của m. Câu 4: (2,0 điểm) 1. Hỗn hợp A gồm các khí metan, etilen và axetilen. Dẫn từ từ 2,8 lít hỗn hợp A (đktc) qu bình chứa dung dịch brom, thấy bình brom bị nhạt màu và có 20 gam brom tham gia phản ứng. Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn 5,6 lít A (đktc) rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy qua bình đựng 180 gam dung dịch NaOH 20%, sau thí nghiệm thu được dung dịch chứa 2,75% NaOH. Tính thành phần phần trăm theo thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp A. 2. Hóa hơi 8,64 gam hỗn hợp B gồm một axit hữu cơ no, đơn chức, mạch hở X và một axit hữu cơ no, đa chức Y (có mạch cacbon hở, không phân nhánh) thu được một thể tích hơi bằng thể tích của 2,8 gam khí nitơ (đo cùng nhiệt độ, áp suất). Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn 8,64 gam hỗn hợp B thu được 11,44 gam CO2. Tìm công thức phân tử và công thức cấu tạo thu gọn của hai axit. Câu 5: (2,0 điểm) Hỗn hợp X chứa 3 este đều mạch hở và mạch không phân nhánh (không chứa nhóm chức khác). Để phản ứng với 41,24 gam X cần 280 ml dung dịch NaOH 2M (đun nóng), thu được hỗn hợp muối Y và hỗn hợp Z chứa 3 ancol no. Trộn hỗn hợp Y với vôi tôi xút dư, đun nóng, thu được 11,2 lít (đktc) một chất khí duy nhất hyđrocacbon no đơn giản nhất. Mặt khác, đốt cháy 41,24 gam X cần dùng 42,784 lít O2 (đktc). Tính thành phần phần trăm khối lượng mỗi ancol trong Z. ----------------HẾT --------------- Chú ý: Học sinh được sử dụng bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học và máy tính cá nhân đơn giản theo quy định của Bộ Giáo dục và Đào tạo. Giám thị không giải thích gì thêm. HƯỚNG DẪN GIẢI Câu 1: (2,0 điểm) 1. Cho hỗn hợp X gồm Cu, Ag, Fe, Al tác dụng với oxi dư, đun nóng thu được chất rắn Y. Cho Y vào dung dịch HCl dư, khuấy kỹ, sau đó lấy dung dịch thu được cho tác dụng với dung dịch NaOH loãng, dư. Lọc lấy kết tủa tạo thành, đem nung nóng trong không khí đến lượng không đổi, thu được chất rắn Z. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Viết các phương trình hóa học và cho biết chất rắn Z chứa những chất nào? 2. Cho 10,8 gam hỗn hợp A gồm Cu và kim loại M chưa biết (khối lượng của M lớn hơn khối lượng của Cu) tác dụng với dung dịch HCl dư, thu được 2,912 lít khí (đktc). Nếu cho hỗn hợp A tác dụng hết với dung dịch H2SO4 đặc, đun nóng thì thu được 5,6 lít khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất, đktc). 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 hoàn toàn, kim loại M không có hóa trị (I) trong các hợp chất. Xác định giá trị của m. HDG. 1. 2Cu + O2 2CuO 4Fe + 3O2 2Fe2O3 4Al + 3O2 2Al2O3 Chất rắn Y chứa: Ag, CuO, Fe2O3, Al2O3. CuO + 2HCl ® CuCl2 + H2O Fe2O3 + 6HCl ® 2FeCl3 + 3H2O Fe2O3 + 6HCl ® 2FeCl3 + 3H2O NaOH + HCl ® NaCl + H2O CuCl2 + 2NaOH ® Cu(OH)2¯+ 2NaCl FeCl3 + 3NaOH ® Fe(OH)3¯+ 3NaCl AlCl3 + 4NaOH ® NaAlO2+ 3NaCl + 2H2O Cu(OH)2 CuO + H2O 2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O Chất rắn Z chứa: CuO + Fe2O3. 2. Số mol H2 = 0,13; SO2 = 0,25; AgNO3 = 0,16 ; Cu không tác dụng với HCl 2H+ + 2e ® H2­ S+6 + 2e ® S+4(SO2) Cu ® Cu2+ + 2e 0,26 0,13 0,5 0,25 Số mol M nhận khi phản ứng với HCl = 0,26; tổng số mol e nhận khi phản ứng với H2SO4 = 0,5 * Nếu M có hóa trị không đổi: số mol Cu = (0,5 – 0,26) : 2 = 0,12 ~ 7,68 gam Þ khối lượng M = 10,8 – 7,68 = 3,12 gam < 7,68 (trái gt) * Vậy M có hóa trị thay đổi (II) và (III): - Khi phản ứng với HCl ® M2+ Þ Số mol M = 0,13 - Khi phản ứng với H2SO4 đặc, nóng: M ® M3+ + 3e và Cu ® Cu2+ + 2e 0,13 0,39 Þ Số mol Cu == 0,055 Þ M = 10,8 – (0,055×64) = 7,28 gam Þ M = = 56 ~ Fe * 0,0275 mol Cu và 0,065 mol Fe phản ứng với 0,16 mol Ag+ : Fe ® Fe2+ + 2e Ag+ + e ® Ag¯ Cu ® Cu2+ + 2e 0,065 0,13 0,16 0,16 0,16 0,015 0,03 Do Fe phản ứng trước Þ Cu phản ứng = (0,16 – 0,13) : 2 = 0,015 mol; Cu dư = 0,0125 mol Chất rắn gồm Ag + Cu dư Þ m = (108×0,16) + (64×0,0125) = 18,08 gam Câu 2: (2,0 điểm) 1. Cho hỗn hợp muối gồm K2CO3, MgCO3 và BaCO3. Trình bày phương pháp điều chế các kim loại riêng biệt từ hỗn hợp (các hóa chất khác và điều kiện cần thiết coi như có 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: 0,13 0,03 Số mol CO2 Khối lượng kết tủa Xác định giá trị của V. HDG. 1. Hòa tan trong nước rồi lọc ® chất rắn (I) chứa MgCO3 và BaCO3. Nước lọc (I) chứa K2CO3 tan * Thêm axit HCl dư vào nước lọc (I), sau phản ứng cô cạn dung dịch và đem điện phân nóng chảy chất cặn: K2CO3 + 2HCl ® 2KCl + CO2­ + H2O 2KCl 2K + Cl2­ * Nung chất rắn (I) ở nhiệt độ cao đến hoàn toàn ® chất rắn (II): MgCO3 MgO + CO2­ BaCO3 BaO + CO2­ Sau phản ứng thêm nhiều nước và khuấy mạnh và lọc ® chất rắn (III) + nước lọc (III) BaO + H2O ® Ba(OH)2 - Thêm axit HCl dư vào nước lọc (III), sau phản ứng cô cạn dung dịch và đem điện phân nóng chảy chất cặn: Ba(OH)2 + 2HCl ® BaCl2 + 2H2O BaCl2 Ba + Cl2­ - Hòa tan chất rắn (III) bằng axit HCl dư, sau phản ứng cô cạn dung dịch và đem điện phân nóng chảy chất cặn: MgO + 2HCl ® MgCl2 + H2O MgCl2 Mg + Cl2­ 2. Số mol OH = 2×10-4 V + 2×10-4 V = 4×10-4 V CO2 + 2OH ® CO3 + H2O Ba + CO3 ® BaCO3¯ 0,06 0,03 0,03 0,03 Theo đồ thị: phần kết tủa tạo ra rồi lại tan đi tiêu tốn = 0,13 – 0,03 = 0,1 mol OH là do phản ứng: CO2 + OH ® HCO3 (tan) Þ tổng OH = 0,1 + 0,06 = 4×10-4 V Þ V = 400 Câu 3: (2,0 điểm) 1. Đun nóng 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 phản ứng hoàn toàn với dung dịch HCl đặc, đun nóng, sau phản ứng thoát ra 15,12 lít khí Cl2 (đktc) và thu được dung dịch Z chứa các chất tan: MnCl2, KCl và HCl dư. Tính thành phần phần trăm khối lượng các chất trong X. 2. Cho m gam bột Cu vào 400 ml dung dịch AgNO3 0,2M sau một thời gian thu được 7,76 gam hỗn hợp chất rắn A và dung dịch B. Lọc tách A rồi thêm 5,85 gam bột Zn vào dung dịch B, sau phản ứng hoàn toàn tách được 10,53 gam chất rắn D. Xác định giá trị của m. HDG. 1. Số mol O2 = = 0,15; Cl2 = 0,675 Quy đổi tác nhân oxi hóa – khử: Mn+7 ® Mn+6 + Mn+4 ® Mn+2 Þ Mn+7 ® Mn+2 Ta có: chất oxi hóa (Mn+7; Cl+5) và 2 chất khử (O-2; Cl-) Cl+5 + 6e ® Cl- ; Mn+7 + 5e ® Mn+2 ; 2O-2 ® O2 + 4e; 2Cl- ® Cl2 + 2e; a 6a b 5b 0,15´4 0,675´2 Thăng bằng số mol electron: 6a + 5b = (0,15´4) + (0,675´2) = 1,95 (I) Ghép với: 122,5a + 158b = 48,2 (II) cho a = 0,2; b = 0,15 Þ khối lượng KMnO4 = 158×0,15 = 23,7 gam ~ 49,17% và khối lượng KClO3 ~ 50,83% 2. Số mol AgNO3 = 0,08; Zn = 0,09 Cu + 2Ag+ ® Cu2+ + 2Ag¯ Þ chất rắn A gồm: Ag + Cu (dư) = 7,76 gam x 2x x 2x Zn + 2Ag+ ® Zn2+ + 2Ag¯ và Zn + Cu2+ ® Zn2+ + Cu¯ y 2y 2y x x x Þ2x + 2y = 0,08 (I) Þ Zn phản ứng = x + y = 0,04 mol Þ Zn dư = 0,05 mol Þ Ag + Cu = 10,53 – (0,05×65) = 7,28 gam Þ Ag + Cu (phản ứng) = 7,28 Þ Cu (m gam) + Ag (0,08 mol) = 7,76 + 7,28 = 15,04 gam Þ m = 15,04 – (0,08×108) = 6,4 gam Câu 4: (2,0 điểm) 1. Hỗn hợp A gồm các khí metan, etilen và axetilen. Dẫn từ từ 2,8 lít hỗn hợp A (đktc) qu bình chứa dung dịch brom, thấy bình brom bị nhạt màu và có 20 gam brom tham gia phản ứng. Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn 5,6 lít A (đktc) rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy qua bình đựng 180 gam dung dịch NaOH 20%, sau thí nghiệm thu được dung dịch chứa 2,75% NaOH. Tính thành phần phần trăm theo thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp A. 2. Hóa hơi 8,64 gam hỗn hợp B gồm một axit hữu cơ no, đơn chức, mạch hở X và một axit hữu cơ no, đa chức Y (có mạch cacbon hở, không phân nhánh) thu được một thể tích hơi bằng thể tích của 2,8 gam khí nitơ (đo cùng nhiệt độ, áp suất). Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn 8,64 gam hỗn hợp B thu được 11,44 gam CO2. Tìm công thức phân tử và công thức cấu tạo thu gọn của hai axit. HDG. 1. Số mol A = 0,125 và 0,25; Br2 = 0,125; NaOH = 0,9 C2H4 + Br2 ® C2H4Br2 C2H2 + 2Br2 ® C2H2Br4 Þ x + y + z = 0,25 (I) và y + 2z = 0,25 (II) Þ x = z Þ y + 2x = 0,25 (III) CH4 ® CO2 + 2H2O C2H4 ® 2CO2 + 2H2O C2H2 ® 2CO2 + H2O x x 2x y 2y 2y z 2z z CO2 + 2NaOH ® Na2CO3 + H2O Þ CO2 = x + 2y + 2z = 2y + 3x; H2O = 2x + 2y + z = 2y + 3x Þ số mol CO2 = H2O = a Ta có: = 0,0275 Þ a = 0,38 Þ 2y + 3x = 0,38 (IV) Þ x = z = 0,12; y = 0,01 Þ %CH4 = C2H2 = 48% và %C2H4 = 4% 2. Số mol B = 2,8 : 28 = 0,1; CO2 = 0,26 Þ số của 2 axit trong B = 0,26 : 0,1 = 2,6 Þ Công thức axit X có dạng CxH2xO2 (a mol) và axit Y có dạng CyH2y-2Oz (b mol) * Nếu X có số C < 2,6 Þ HCOOH và CH3COOH - Với X ~ HCOOH thì a + b = 0,1 ; a + yb = 0,26 Þ y ³ 3 Þ với mọi y đều cho z không nguyên. - Với X ~ CH3COOH thì a + b = 0,1 ; 2a + yb = 0,26 Þ y = 3 Þ a = 004; b = 0,06 Þ (14×3 – 2 + 16z)×0,06 = 8,64 – (60×0,04) Þ z = 4 Þ Công thức X: C2H4O2 (CH3COOH) và Y: C3H4O4 (HOOC-CH2-COOH) Với y > 3 luôn cho z không nguyên * Nếu X có số C > 2,6 Þ Y phải là HOOC-COOH (C2H2O4) Với các giá trị của x = 3, 4, 5đều cho khối lượng hỗn hợp B ¹ 8,64 gam Câu 5: (2,0 điểm) Hỗn hợp X chứa 3 este đều mạch hở và mạch không phân nhánh (không chứa nhóm chức khác). Để phản ứng với 41,24 gam X cần 280 ml dung dịch NaOH 2M (đun nóng), thu được hỗn hợp muối Y và hỗn hợp Z chứa 3 ancol no. Trộn hỗn hợp Y với vôi tôi xút dư, đun nóng, thu được 11,2 lít (đktc) một chất khí duy nhất hyđrocacbon no đơn giản nhất. Mặt khác, đốt cháy 41,24 gam X cần dùng 42,784 lít O2 (đktc). Tính thành phần phần trăm khối lượng mỗi ancol trong Z. HDG. Số mol NaOH = 0,56; hyđrocacbon duy nhất = 0,5; O2 = 1,91 * Hỗn hợp Y chứa CH3COONa và CH2(COONa)2 CH4 (duy nhất) CH3COONa + NaOH CH4 + Na2CO3 (hyđrocacbon đơn giản nhất là CH4) CH2(COONa)2 + 2NaOH CH4 + 2Na2CO3 Þ tổng số mol muối Y = 0,5 Hỗn hợp X chứa: CH3COOR; (CH3COO)2R1 và R1OOC-CH2-COOR CH3COOR + NaOH ® CH3COONa + ROH (CH3COO)2R1 + 2NaOH ® 2CH3COONa + R1(OH)2 (R1 > 24) R2OOC-CH2-COOR3 + 2NaOH ® CH2(COONa)2 + R2OH + R3OH (hỗn hợp 3 ancol: ROH, R1(OH)2 và R’OH trong đó R’ là (R2 hoặc R3) hay (R2 và R3) Theo PTHH: số mol 2 đieste = 0,56 – 0,5 = 0,06 Þ CH3COOR = 0,44 mol Số mol NaOH phản ứng với X = NaOH phản ứng với Y = 0,56 = số mol Na2CO3 tạo ra Bảo toàn khối lượng: mY = mX + mNaOH – mZ = m + m - mNaOH Þ khối lượng các ancol trong Z = 41,24 + 2×(0,56×40) – (0,5×16) – (0,56×106) = 18,68 gam * Do các ancol no nên các este trong X có dạng CxH2xO2 (0,44 mol) và CyH2y-2O4 (0,06 mol) CxH2xO2 + O2 ® xCO2 + xH2O và CyH2y-2O4 + O2 ® yCO2 + (y-1)H2O Nếu coi số mol CO2 = k thì số mol H2O = k – 0,06 Bảo toàn khối lượng: 44k + 18(k – 0,06) = 41,24 + (1,91×32) Þ k » 1,668 Số = 1,6684 : 0,5 = 3,3368 Þ R ~ CH3 để có số C < 3 mY = mX + mNaOH – mZ = 41,24 + (0,56×40) – 18,68 = 44,96 gam khối lượng CH3COONa = 0,44×82 = 36,08 gam Þ phần muối còn lại = 8,88 gam Þ a + b = 0,06 (I) ; 82×2a + 148b = 8,88 (II) Þ a = 0; b = 0,06