Sandy Thompson made an interactive Java applet for this problem. It can be found at: http://www.prevalence.com/games/quartominoes.
Question 1: a b c d e f g h i j k l 00 00 00 00 00 00 00 01 01 01 01 01 00 10 20 11 21 12 22 10 11 21 12 22 m n o p q r s t u v w x 02 02 02 02 02 02 11 11 11 12 12 22 10 20 11 21 12 22 11 21 22 21 22 22 Question 2: 0 0 0 2 1 X 0 0 1 1 0 1 1 2 0 0 1 1 0 0 2 2 1 1 0 2 2 2 2 1 2 1 0 1 1 2 X is the NorthWest value of the redundant tile and can be 0 or 1 or 2
0---0 0---0 0---0 0---0 0---0 |Q00| |Q00| |Q01| |Q03| |Q05| |r=0| |r=0| |r=1| |r=0| |r=0| 0---0 0---0 0---1 1---1 1---2 0---0 0---0 0---1 1---1 1---2 |Q02| |Q04| |Q07| |Q10| |Q15| |r=1| |r=0| |r=0| |r=1| |r=2| 0---2 2---1 1---0 0---2 2---0 0---2 2---1 1---0 0---2 2---0 |Q06| |Q22| |Q11| |Q08| |Q13| |r=1| |r=3| |r=3| |r=2| |r=1| 0---2 2---2 2---1 1---0 0---2 0---2 2---2 2---1 1---0 0---2 |Q17| |Q23| |Q20| |Q09| |Q14| |r=0| |r=0| |r=3| |r=3| |r=0| 2---2 2---2 2---1 1---1 1---1 2---2 2---2 2---1 1---1 1---1 |Q12| |Q16| |Q21| |Q19| |Q18| |r=2| |r=1| |r=1| |r=0| |r=0| 1---0 0---1 1---2 2---1 1---1 the Q number is the number of the tile and the r is the number of 90 counter clockwise rotations.
(I'll number the squares clockwise from top left corner) 3331 3333 3213 2121 1222 1323 3312*3131 1223 2222 3232 2113 1311 3221 2232 2321 3112 1111 1221 2332 1211 2131 1133 1233*2333