38 Đề thi chính thức vào 10 môn Hóa cực hay có lời giải chi tiết (Đề số 02)

a) Gọi CTPT của Y là C_xH_yO_z ( x, y, z  € N*)

Đốt cháy Y sản phẩm thu được gồm H₂O và CO₂. Khi cho sản phẩm qua H₂SO₄ đặc dư thì H₂O bị hấp thụ, tiếp tục cho qua KOH dư thì CO₂ bị hấp thụ

=> m_{B1 tăng} = m_H2O = 0,72 (g)  => n_H2O = 0,72/18 = 0,04 (mol)

m_{B2 tăng} = m_CO2 = 3,96 (g) => n_CO2 = 3,96/44 = 0,09 (mol)

BTKL: n_{O (trong A)} = (m_A – m_C – m_H )/16 = (1,48 – 0,09.12 – 0,04.2 )/16 = 0,02 (mol)

Ta có: x : y : z = n_C : n_H : n_O

 = 0,09 : 0,08 : 0,02

= 9 :8 : 2

CTPT trùng với CT ĐGN => CTPT củaY là: C₉H₈O₂

Độ bất bão hòa của Y: C₉H₈O₂: k = ( 9.2 + 2 – 8) /2 = 6

Y không tham gia phản ứng tráng bạc => Y không có cấu tạo nhóm – CHO trong phân tử

Y + KMnO₄ →  Y₁ ( M_Y1 = M_Y + 34 ) => Y có chứa liên kết đôi C=C khi phản ứng với KMnO₄ sẽ tạo thành C(OH)-C(OH)

n_Y = 1,48: 148 = 0,01 (mol) ; n_NaOH = 0,02 (mol)

n_Y : n_NaOH = 1: 2 và sản phẩm tạo thành 2 muối => Y là este của axit cacboxylic và phenol hoặc dẫn xuất của phenol

Vậy CTCT của Y thỏa mãn là: CH₂=CH-COOC₆H₅: phenyl acrylat

3CH₂=CH-COOC₆H₅ + 2KMnO₄ + 4H₂O → 3CH₂(OH)-CH(OH)-COOC₆H₅ + 2MnO₂↓ + 2KOH

b) Z là đồng phân của Y => Z có cùng CTPT là: C₉H₈O₂

n_Z = 0,37/148 = 0,025 (mol); n_NaOH = 0,025 (mol); n_Ag = 0,01 (mol)

n_Z : n_NaOH = 1: 1 => Z có 1 trung tâm phản ứng với NaOH

Ta thấy n_Ag = 4n_Z => Z phải phản ứng với NaOH sinh ra cả 2 chất hữu cơ đều có khả năng tham gia phản ứng tráng bạc ( mỗi chất tham gia phản ứng tráng bạc sinh ra 2Ag)

Z chỉ phản ứng với H₂ ( Pb, t⁰) theo tỉ lệ 1: 1 => Z có 1 liên kết đôi C=C ngoài mạch

Vậy CTCT của Z thỏa mãn là: HCOOCH=CH-C₆H₅

HCOOCH=CH-C₆H₅ + NaOH → COONa + C₆H₅CH₂CHO

HCOONa + 2AgNO₃ + 3NH₃ + H₂O → NH₄O-COONa + 2Ag ↓ +  2NH₄NO₃

C₆H₅CH₂CHO + 2AgNO₃ + 3NH₃ + H₂O → C₆H₅CH₂COONH₄+ 2Ag↓ + 2NH₄NO₃

Tóm tắt:

Gọi số mol của N₂ và N₂O lần lượt là

 a và b (mol)

Ta có:

n_{e (KL nhường)} = n_{e(N+5 nhận)}

=> 2x + 3y = 0,5 + 0,4 (1)

Từ đồ thị ta thấy tại giá trị V= 0,1 (lít) tức n_NaOH = 0,1 (mol) mới bắt đầu  xuất hiện kết tủa=> lượng NaOH này chính là lượng để trung hòa HNO₃ dư sau phản ứng=> n_HNO3 dư = n_NaOH0,1 (mol) Ta thấy tại giá trị V= 1,1 (lít) tức  n_NaOH = 1,1 (lít) đồ thị đi lên cực đại sau đó lại đi xuống => kết tủa đạt  cực đại sau đó bị hòa tan 1 phần ( chỉ có Al(OH)₃ bị hoàn tan) Khi cho NaOH từ từ vào dung dich .Z xảy ra phản ứng:

H⁺ + OH^- → H₂O

0,1 → 0,1                  (mol)

Mg²⁺ + 2OH^- → Mg(OH)₂↓

x      → 2x   (mol)

Al³⁺ + 3OH^- → Al(OH)₃↓

y    → 3y      →y (mol)

Al(OH)₃↓ + OH^- → AlO₂^- + 2H₂O

(y – z )   → (y –z)  (mol)

Gọi số mol của Al(OH)₃ còn lại không bị hoàn tan là z (mol)

=> ta có: ∑ n_NaOH = n_H+dư + 2n_Mg2+ + 4n_Al3+ - n_Al(OH)3

=> 0,1 +2x + 4y – z = 1,1 (2)

Mặt khác: ∑ m_{kết  tủa} = m_Mg(OH)2 + m_{Al(OH)3 chưa hòa tan}

=> 58x + 78z = 16,5 (3)

Từ (1), (2) và (3) => x = 0,2 ; y = 0,15 và z = 0,1 (mol)

=> m = m_Al + m_Mg = 0,2.27 + 0,15.24 = 9 (g)

n_HNO3 = n_{HNO3 dư} + 2n_N2 + 2n_N2O  + 3n_Al(NO3)3 + 2n_Mg(NO3)2 = 0,1 + 2.0,05 + 2. 0,05 + 3.0,2 + 2.0,15 = 1,2 (mol)

=> V_HNO3 = n : C_M = 1,2 : 2 = 0,6 (lít) = 600 (ml)

Gọi công thức chung của x là C_xH_yO_z

Hợp chất hữu cơ X có M_X < 200 => m_O < 200.32/100 => m_O < 64 => z < 4

Mà X phản ứng với NaHCO₃ sinh ra khí nên X là axit

=> 2 ≤ z < 4

Mà 0 < H ≤ 2C + 2 => 0 < y ≤ 2x + 2 => 0 < 68 – 12x ≤ 2x + 2 => 4,7 ≤ x < 5,67 => x = 5

CTPT của X là C₅H₈O₂ có độ bất bão hòa là k = (2.5 + 2 – 8)/2 = 2

CTCT thỏa mãn là:

Mà 0 < H ≤ 2C + 2 => 0 < y ≤ 2x + 2 => 0 < 102 – 12x ≤ 2x + 2 => 7,14 ≤ x < 8,5 => x = 8

CTPT của X là C₈H₆O₃ có độ bất bão hòa là k = (2.8 + 2 – 6)/2 = 6

CTCT thỏa mãn là:

a) Gọi số mol của FeCO₃: x (mol) ;

số mol của FeS₂: y (mol)

4FeCO₃ + O₂ → Fe₂O₃ + 4CO₂↑

x         → 0,25x             → x        (mol)

4FeS₂ +11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂↑

y       → 2,75y             → 2y        (mol)

∑ n_O2 = 0,25x + 2,75y (mol)

Cùng điều kiện về nhiệt độ và áp suất nên tỉ lệ về thể tích = tỉ lệ về số mol

=> n_N2 = 4n_O2 = 4(0,25x + 2,75y)

=> n_N2 = x + 11y (mol)

Vậy hỗn hợp Y gồm:

Khối lượng Fe có trong Z là:

Vì H = 80% => n_Fe2O3 (trong X) = 0,12. 100% : 80% = 0,15 (mol)

n_{Fe2O3 dư (trong Z)} = 0,15 – 0,12 = 0,03 (mol)

Khối lượng tạp chất trong Z = 27,96 – m_Fe – m_{Fe2O3 dư} = 27,96 – 0,24.56 – 0,03.160 = 9,72 (g)

Bảo toàn nguyên tố Fe => n_FeCO3 + n_FeS2 = 2n_{Fe2O3(trong X)}

=> x + y = 0,3 (2)

Từ (1) và (2) => x = 0,18 và y = 0,12 (mol)

Áp dụng công thức PV = nRT  ( với n = n_CO2 + n_SO2 + n_N2 = 0,18 + 2. 0,12 + 0,18 +11.0,12 = 1,92)

=> P.10 = 1,92.0,082. (136,5 +273)

=> P = 6,447 ( atm) ≈ 6,5 (atm)

Ta có: m_A = m_FeCO3 + m_FeS2 + m_{tạp chất} = 0,18.116 + 0,12.120 + 9,72 = 45 (g)

b) hỗn hợp Y gồm:

Cho hỗn hợp Y qua O₂ ( xúc tác V₂O₅ ) có phản ứng sau:

Khối lượng dd sau: m_{dd sau}  = m_SO3 + m_H2O = 0,24. 80 + 592,8 = 612 (g)

(a)- Khi cho E tác dụng với NaHCO₃ sinh ra V lít khí (CO₂) và muối natri của X => X là axit

- Ta thấy thể tích khí sinh ra khi cho E tác dụng với Na (khí H₂) lớn hơn 0,5 lần thể tích khí khi cho E tác dụng với NaHCO₃ (khí CO₂) => Y là ancol

Vậy E gồm axit X, ancol Y và este Z (tạo bởi X, Y)

Giả sử V lít tương ứng với 1 (mol) khí

+ n_CO2 = n_-COOH = 1 (mol)

+ n_H2 = 0,5n_-COOH + 0,5n_-OH => 0,75 = 0,5.1 + 0,5n_-OH => n_-OH = 0,5 (mol)

+ n _{hỗn hợp} = 2n_H2 = 1,5 mol => n_X = n_Y = n_Z = 1,5:3 = 0,5 mol

Số chức của axit X là: 1 : 0,5 = 2

Số chức của ancol Y là: 0,5 : 0,5 = 1

=> Este Z có 2 chức

* Đốt cháy muối natri của X:

Muối natri của X có dạng RO₄Na₂

Gọi số mol muối của X là x (mol)

BTNT Na: n_Na2CO3 = n _muối = x (mol)

BTNT O: 4n _muối + 2n_O2 = 2n_CO2 + n_H2O + 2n_Na2CO3

=> 4x + 2n_O2 = 0,03.2 + 0,02 + 3x => n_O2 = 0,04 – 0,5x (mol)

BTKL: m _muối + m_O2 = m_CO2 + m_H2O + m_Na2CO3

=> 1,62 + 32(0,04 - 0,5x) = 0,03.44 + 0,02.18 + 106x

=> x = 0,01 mol

=> M _muối = 162 => R + 16.4 + 23.2 = 162 => R = 28  => CTPT của X là C₄H₆O₄

* Đun nóng Y với H₂SO₄ đặc thu được Y₁ có tỉ khối so với Y là 34/43 => phản ứng tách nước tạo anken

=> M_Y1 = M_Y – 18

=> d_Y1/Y = (M_Y-18)/M_Y = 34/43 => M_Y = 86 (C₅H₁₀O)

Mà khi đun Y₁ với KMnO₄/H₂SO₄ thu được Y₂ duy nhất, không có khí thoát ra, Y₂ có cấu tạo mạch thẳng và là điaxit nên Y₁ có cấu tạo mạch vòng, chứa 1 liên kết đôi.

- Cấu tạo Y₁:

- Cấu tạo Y₂: HOOC-(CH₂)₃-COOH

- Cấu tạo Y: 

- Cấu tạo X:

HOOC-CH₂-CH₂-COOH hoặc HOOC-CH(CH₃)-COOH

- Cấu tạo Z:

Hoặc

(b)Giả sử số mol mỗi chất trong ½ hỗn hợp G: 

- Khối lượng của ½ hỗn hợp G:

118x + 86y + 254z = 7,8 (1)

- Đốt cháy phần 1 cần n_O2 = 9,408 : 22,4 = 0,42 mol:

C₄H₆O₄ + 3,5 O₂ → 4CO₂ + 3H₂O

x                3,5x

C₅H₁₀O + 7O₂ → 5CO₂ + 5H₂O

y                7y

C₁₄H₂₂O₄ + 17,5O₂ → 14CO₂ + 11H₂O

z                    17,5z

Ta có: n_O2 = 0,42 => 3,5x + 7y + 17,5z = 0,42 (2)

- Phần 2 tác dụng vừa đủ với n_NaOH = 0,04.2 = 0,08 mol:

C₂H₄(COOH)₂ + 2NaOH → C₂H₄(COONa)₂ + 2H₂O

x                              2x                     x

C₂H₄(COOC₅H₉)₂ + 2NaOH → C₂H₄(COONa)₂ + 2C₅H₉OH

z                                     2z                    z                        2z

n_NaOH = 2n_X + 2n_Z => 2a + 2c = 0,08 (3)

Từ (1) (2) (3) ta có hệ phương trình:

Sau phản ứng thu được: