⇒ Mã đề: 006
⇒ Thời gian làm bài: 150 phút
⇒ Đề thi, đáp án và giải chi tiết:
Câu 1. (1,0 điểm)
(Xem giải) 1. Vận dụng kiến thức hoá học để giải thích các vấn đề thực tiễn dưới đây:
a. Muối sodium hydrogencarbonate được sử dụng để hỗ trợ chữa đau dạ dày khi có chứng thừa acid.
b. Khi bị côn trùng (kiến, ong,…) đốt bạn sẽ cảm thấy đau, rát và ngứa ở vết đốt. Một trong các nguyên nhân gây đau rát là do formic acid (HCOOH) có trong nọc côn trùng gây nên. Để giảm đau rát, người ta thường thoa nước vôi lên vết đốt.
(Xem giải) 2. Người bệnh thường được truyền dịch “đường” để cơ thể sớm hồi phục, thành phần chính của dịch truyền là chất hữu cơ A.
a. Viết công thức phân tử và gọi tên A.
b. Từ A viết các phương trình hóa học điều chế acetic acid (thành phần chính của giấm ăn).
Câu 2. (1,5 điểm)
(Xem giải) 1. Pin Lithium-ion (pin Li-ion) đang ngày càng phổ biến, được dùng nhiều trong các thiết bị như laptop, điện thoại di động, xe điện,… nhờ trọng lượng nhẹ, cung cấp năng lượng cao và khả năng sạc lại. Thành phần quan trọng của pin là kim loại lithium có số hiệu nguyên tử bằng 3, thuộc nhóm A.
a. Xác định vị trí của lithium trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học.
b. Viết sơ đồ mô tả sự hình thành liên kết ion trong phân tử LiCl. Biết chlorine có số hiệu nguyên tử là 17. Viết phương trình hóa học tạo thành LiCl từ lithium và chlorine.
(Xem giải) 2. Mẫu quặng X chứa 80% Fe3O4 về khối lượng (còn lại là tạp chất trơ) và mẫu quặng Y chứa 61% Fe2O3 về khối lượng (còn lại là tạp chất trơ). Trộn m1 tấn quặng X với m2 tấn quặng Y thu được 840 tấn hỗn hợp Z. Lấy toàn bộ Z đem luyện gang, sau đó toàn bộ lượng gang tạo thành đem luyện thép thì thu được 320 tấn thép (chứa 98,5% Fe về khối lượng, còn lại là carbon và tạp chất trơ).
Cho biết: Hiệu suất của cả quá trình là 65%, tạp chất trơ không chứa nguyên tố Fe; khi trộn quặng X và quặng Y không xảy ra phản ứng hoá học.
Tính giá trị của m1 và m2.
Câu 3. (2,0 điểm)
(Xem giải) 1. Hoa Cẩm tú cầu có màu sắc khác nhau tùy theo pH của đất. Khi đất có môi trường base, hoa có màu hồng. Ngược lại, khi đất có môi trường acid, hoa sẽ có màu lam.
a. Môi trường base có giá trị pH như thế nào?
b. Để chuyển đất có môi trường acid sang môi trường base, người ta bón vôi (CaO) cho đất thì màu của hoa Cẩm tú cầu sẽ thay đổi như thế nào? Giải thích và viết phương trình hóa học.
c. Để pha một mẫu nước cho việc điều chỉnh màu sắc của hoa, tiến hành pha dung dịch theo các bước sau:
– Bước 1: Cho 50 mL dung dịch HCl 0,01M vào cốc thủy tinh, thêm tiếp 2 – 3 giọt dung dịch phenolphthalein.
– Bước 2: Cho từ từ dung dịch Ca(OH)2 0,01M và lắc đều đến khi hết 40 mL thì dừng lại.
Dung dịch thu được trong cốc thủy tinh có màu gì? Giải thích bằng phương trình hóa học.
(Xem giải) 2. Nhôm (aluminium) là một kim loại nhẹ, bền có nhiều ứng dụng quan trọng. Trong công nghiệp, nhôm được tách khỏi aluminium oxide (Al2O3) theo sơ đồ như hình bên.
a. Cho biết tên phương pháp tách nhôm ra khỏi aluminium oxide theo sơ đồ trên và viết phương trình hóa học xảy ra.
b. Nhằm tiết kiệm năng lượng, đồng thời tạo ra chất lỏng vừa có tính dẫn điện tốt vừa có khối lượng riêng nhỏ ngăn cách Al lỏng với không khí người ta trộn Al2O3 cùng với chất X. Cho biết công thức và gọi tên chất X.
c. Gán các thông tin dưới đây với các chữ số có trên sơ đồ cho phù hợp.
+ Al nóng chảy;
+ Hỗn hợp Al2O3 và chất X nóng chảy;
+ Cực dương bằng than chì;
+ Cực âm bằng than chì.
Có thể bạn chưa xem: [2026 – 2027] Thi học sinh giỏi lớp 12 trường Lê Quý Đôn – Ninh Bình
Câu 4. (1,5 điểm)
(Xem giải) 1. Polyethylene (PE) và poly(vinyl chloride) (PVC) là 2 polymer có nhiều ứng dụng quan trọng trong sản xuất nhựa. Công thức cấu tạo như sau:
PE: (-CH2-CH2-)n
PVC: (-CH2-CHCl-)n
Trong công nghiệp một lượng PE và PVC được sản xuất từ ethylene (sản phẩm thu được từ quá trình chưng cất dầu mỏ) theo sơ đồ:
Viết các phương trình hoá học xảy ra theo sơ đồ trên.
(Xem giải) 2. Phân tích thành phần nguyên tố của một trong các chất hữu cơ X, Y, Z (chứa C, H, O và MX < MY < MZ < 100 g/mol) đều thu được phần trăm khối lượng nguyên tố C là 40%, nguyên tố H là 6,67%.
a. Xác định công thức phân tử của X, Y, Z.
b. Biết chất X không phản ứng với Na. Chất Y tác dụng với NaHCO3 tạo ra sản phẩm khí. Chất Z vừa tác dụng với NaHCO3, vừa tác dụng với chất Y trong điều kiện thích hợp tạo ra ester tương ứng.
Xác định công thức cấu tạo của X, Y, Z và viết phương trình hóa học.
Câu 5. (1,5 điểm)
(Xem giải) 1. Để xác định hàm lượng đồng (copper) có trong một mẫu quặng, người ta tiến hành thí nghiệm như sau: Nung 25,0 gam một mẫu quặng malachite có thành phần chính là Cu(OH)2.CuCO3 (còn lại là tạp chất trơ) trong không khí đến khối lượng không đổi. Cho toàn bộ lượng chất rắn thu được (gồm CuO và tạp chất trơ) vào cốc thủy tinh, thêm tiếp dung dịch H2SO4 19,6% từ từ vào cốc cho đến khi vừa tan hết thì dừng lại, lọc bỏ tạp chất trơ thu được dung dịch X. Làm lạnh dung dịch X được dung dịch Y bão hòa có nồng độ 14,16% và tách ra 25,0 gam tinh thể CuSO4.5H2O.
Tính phần trăm khối lượng của Cu trong 25,0 gam mẫu quặng malachite trên.
(Xem giải) 2. Phân tích nhiệt trọng là kĩ thuật phân tích để xác định thành phần các chất rắn bị phân hủy khi đun nóng. Sự thay đổi khối lượng được đo trong quá trình đun nóng sẽ cung cấp thông tin về thành phần của chất cần phân tích. Để phân tích hỗn hợp chỉ chứa calcium oxalate và magnesium oxalate, người ta đun nóng hỗn hợp đến 900°C. Trong quá trình này, khối lượng hỗn hợp được đo liên tục. Biết rằng có hai phản ứng phân hủy ở 500°C:
(1) MgC2O4(s) (t°) → MgO(s) + CO(g) + CO2(g)
(2) CaC2O4(s) (t°) → CaCO3(s) + CO(g)
Ở 900°C, có phản ứng phân hủy thứ ba (3).
a. Viết phương trình hóa học của phản ứng phân hủy thứ ba (3).
b. Sau các phản ứng, khối lượng mẫu thu được ở 500°C là 3,06 gam và ở 900°C là 2,03 gam. Tính phần trăm khối lượng của mỗi chất trong mẫu ban đầu. (Giả sử các phản ứng xảy ra hoàn toàn)
Câu 6. (1,5 điểm)
(Xem giải) 1. Mỗi năm một lượng dầu ăn phế thải từ các nhà hàng, quán ăn thải ra gây ô nhiễm môi trường. Xuất phát từ thực trạng đó, một nhóm nghiên cứu đã sử dụng dầu ăn phế thải để tổng hợp nhiên liệu sinh học biodiesel. Biodiesel được sản xuất thông qua phản ứng giữa chất béo và các alcohol mạch ngắn (thường là methanol CH3OH) với xúc tác kiềm (thường dùng NaOH), thu được biodiesel (dạng methyl ester) và glycerol.
Phản ứng tổng quát như sau: (RCOO)3C3H5 + 3CH3OH (NaOH) → 3RCOOCH3 + C3H5(OH)3
Nhóm học sinh đưa ra giả thuyết: “Xúc tác NaOH không gây phản ứng phụ trong quá trình sản xuất biodiesel, do đó dùng lượng xúc tác càng nhiều sẽ cho hiệu suất thu hồi biodiesel càng cao”.
Để kiểm chứng, nhóm này tiến hành phản ứng ở cùng điều kiện nhiệt độ và cố định tỷ lệ mol giữa dầu với methanol, chỉ thay đổi lượng xúc tác NaOH (từ 0,5 gam đến 2,5 gam). Kết quả được ghi lại như sau:
| Khối lượng NaOH (gam) | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 |
| Hiệu suất phản ứng tạo biodiesel (%) | 71,2 | 86,4 | 90,0 | 88,0 | 85,6 |
a. Từ kết quả thực nghiệm, giả thuyết ban đầu của nhóm học sinh đặt ra là đúng hay sai? Giải thích.
b. Một loại dầu ăn phế thải đã qua xử lý có chứa 60,2% chất béo về khối lượng (Mchất béo = 860 g/mol) còn lại là tạp chất trơ. Từ 500 kg dầu trên có khả năng chuyển hóa tối đa thành bao nhiêu kilogam (kg) biodiesel với hiệu suất 90%?
(Xem giải) 2. Quá trình lên men giấm là quá trình oxy hóa ethanol thành acetic acid nhờ vi khuẩn Acetobacter. Một nhóm học sinh dự đoán: “Độ cồn ban đầu càng cao thì nồng độ acetic acid thu được càng lớn”. Để kiểm chứng, nhóm học sinh tiến hành thí nghiệm như sau:
• Bước 1: Chuẩn bị 5 bình tam giác, mỗi bình chứa cùng thể tích dung dịch rượu (ethanol) với độ cồn lần lượt là 4%, 6%, 8%, 10% và 12%.
• Bước 2: Cấy vi khuẩn Acetobacter vào các bình với lượng men như nhau. Đậy bình bằng nút bông gòn và duy trì ổn định ở nhiệt độ 30°C trong thời gian 7 ngày.
• Bước 3: Sau thời gian lên men, lọc sạch và loại bỏ cặn (thể tích dung dịch coi như không đổi). Lần lượt lấy chính xác 10 mL mẫu ở mỗi bình đem chuẩn độ (phương pháp xác định nồng độ của một chất bằng một dung dịch chuẩn đã biết nồng độ) bằng dung dịch NaOH 0,1M với chỉ thị phenolphthalein.
Từ thể tích dung dịch NaOH phản ứng, nhóm học sinh đã xác định được nồng độ acetic acid sinh ra (tính theo đơn vị g/100mL) và lập được bảng số liệu sau:
Có thể bạn chưa xem: [2026 – 2027] Thi học sinh giỏi lớp 12 cụm trường Bắc Ninh
| Độ cồn ban đầu (%) | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 |
| Nồng độ acetic acid (g/100 mL) | 3,8 | 5,7 | 7,5 | 6,2 | 3,1 |
a. Từ kết quả thí nghiệm, cho biết giả thuyết ban đầu của nhóm học sinh là đúng hay sai? Giải thích.
b. Trong thí nghiệm này, độ cồn ban đầu tối ưu cho quá trình lên men là bao nhiêu?
c. Giải thích tác dụng của việc đậy bình bằng nút bông gòn?
d. Tính thể tích dung dịch NaOH 0,1M cần để phản ứng vừa đủ với lượng acetic acid có trong 10mL mẫu ở bình có độ cồn 8%.
(Xem giải) 3. Tartaric acid (C4H6O6) là chất chiếm khoảng 50 – 75% tổng lượng acid có trong quả nho và đóng vai trò quan trọng tạo hương vị, pH và sự ổn định của rượu vang. Công thức cấu tạo của tartaric acid được cho như hình bên.
a. Viết phương trình hoá học của tartaric acid tác dụng: với dung dịch potassium hydroxide tạo potassium hydrogentartrate; với ethanol (H2SO4 đặc, t°) tạo hợp chất có 2 nhóm chức ester (có công thức phân tử là C8H14O6).
b. Potassium hydrogentartrate là chất thường có trong rượu vang và có thể tạo thành dung dịch quá bão hòa, do đó chúng có thể kết tinh sau khi rượu đã được đóng chai rất lâu. Một loại rượu vang trắng có nồng độ bão hòa của potassium hydrogentartrate là 2,50 g/L ở 17°C. Để loại bớt một phần potassium hydrogentartrate trong rượu này trước khi đóng chai, người ta làm lạnh xuống 0°C, lọc bỏ phần kết tinh sau đó được gia nhiệt trở lại đến 17°C.
Giải thích cách làm trên và tính nồng độ mol của potassium hydrogentartrate còn lại trong rượu sau khi gia nhiệt. Giả sử rằng khối lượng riêng của rượu vang không đổi khi thay đổi nhiệt độ, độ tan của potassium hydrogentartrate ở 0°C là 1,13 g/L.
Câu 7. (1,0 điểm)
(Xem giải) 1. Nêu hiện tượng và viết phương trình hoá học xảy ra trong các thí nghiệm sau:
a. Sục khí propylene vào ống nghiệm đựng nước bromine.
b. Cho một nhúm bông vào cốc đựng dung dịch H2SO4 70%, đun nóng và đồng thời khuấy đều.
c. Cho một ít vỏ trứng vào cốc đựng lượng giấm ăn dư. (giả thiết vỏ trứng chỉ có CaCO3 và tạp chất trơ)
d. Cho một mẫu nhỏ kim loại sodium vào ống nghiệm chứa khoảng 2 mL ethanol.
(Xem giải) 2. Cho sơ đồ minh họa thí nghiệm điều chế khí SO2 trong phòng thí nghiệm như hình bên.
a. Trong các chất: H2SO4 đặc, Na2SO3, NaOH chất nào thỏa mãn X, Y, Z. Viết phương trình hoá học xảy ra (nếu có).
b. Ngoài cách thu khí bằng phương pháp đẩy không khí như thí nghiệm trên, ta có thể thu khí SO2 bằng phương pháp đẩy nước được không? Giải thích.