Câu hỏi
Đốt cháy hoàn toàn 6,2 một hợp chất hữu cơ A cần một lượng O2 (đktc) vừa đủ thu được hỗn hợp sản phẩm cháy. Cho sản phẩm cháy hấp thụ hết vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 thấy có 10,0 gam kết tủa xuất hiện và khối lượng dung dịch tăng 4,2 gam. Lọc bỏ kết tủa, đun nóng nước lọc lại thu được 5,0 gam kết tủa nữa (biết H = 1, C = 12, O = 16, Ca = 40). Công thức phân tử của A là
- A C2H4O2
- B C2H6O
- C C2H6O2
- D C3H8O
Phương pháp giải:
- Từ số mol kết tủa thu được khi đun nóng nước lọc, tính được số mol Ca(HCO3)2
- Bảo toàn nguyên tố C, tìm được số mol CO2. Từ đó tính được số mol và khối lượng nguyên tố C
- Áp dụng công thức khối lượng dung dịch giảm, tính số mol H2O. Từ đó tính số mol và khối lượng nguyên tố H
- So sánh tổng khối lượng C và H với khối lượng của A, kết luận trong A có nguyên tố O
- Áp dụng bảo toàn khối lượng cho các nguyên tố trong A, tính số mol O
- Lập công thức đơn giản nhất và từ đó biện luận tìm được công thức phân tử của A
Lời giải chi tiết:
\({n_{CaC{{\rm{O}}_3}(lan\,1)}} = \frac{{10}}{{100}} = 0,1\,\,mol\)
Vì đun nóng nước lọc lại thu được kết tủa ⟹ trong nước lọc có chứa Ca(HCO3)2
Khi đun nước lọc ta có phản ứng:
Theo phương trình, \({n_{Ca{{(HC{O_3})}_2}}} = {n_{CaC{{\rm{O}}_3}(lan\,2)}} = \frac{5}{{100}} = 0,05\,\,mol\)
Bảo toàn nguyên tố C cho phản ứng CO2 và Ca(OH)2:
\({n_{C{O_2}}} = {n_{CaC{{\rm{O}}_3}}} + 2{n_{Ca{{(HC{O_3})}_2}}} = 0,1 + 2.0,05 = 0,2\,\,mol\)
\( \to {n_C} = {n_{C{O_2}}} = 0,2\,\,mol \to {m_C} = 0,2.12 = 2,4\,\,gam\)
Lại có mdung dịch tăng = \(({m_{C{O_2}}} + {m_{{H_2}O}}) - {m_{CaC{{\rm{O}}_3}}} \to 4,2 = (0,2.44 + {m_{{H_2}O}}) - 10\)
\( \to {m_{{H_2}O}} = 5,4\,\,gam \to {n_{{H_2}O}} = \frac{{5,4}}{{18}} = 0,3\,\,mol\)
\( \to {n_H} = 2{n_{{H_2}O}} = 0,6\,\,mol \to {m_H} = 0,6\,\,gam\)
Ta thấy mC + mH = 2,4 + 0,6 = 3 gam < mA
⟹ trong A có chứa Oxi
Ta có: mO = mA – mC – mH = 6,2 – 2,4 – 0,6 = 3,2 gam ⟹ nO = 0,2 mol
Đặt công thức phân tử của A là CxHyOz (đk: x,y, z nguyên dương)
Ta có: x : y : z = nC : nH : nO = 0,2 : 0,6 : 0,2 = 1 : 3 : 1
→ công thức đơn giản nhất của A là CH3O
Suy ra CTPT của A có dạng (CH3O)n hay CnH3nOn.
Trong hợp chất hữu cơ chứa C, H, O ta luôn có: H ≤ 2C + 2 ⟹ 3n ≤ 2n + 2 ⟹ n ≤ 2
+ Nếu n = 1 ⟹ CTPT là CH3O (loại)
+ Nếu n = 2 ⟹ CTPT là C2H6O2 (nhận)
Chọn C.