Câu hỏi
Đốt cháy hoàn toàn một hợp chất hữu cơ X cần 6,72 lít O2 (đktc). Sản phẩm cháy hấp thụ hết vào bình đựng dung dịch Ba(OH)2 thấy có 19,7 gam kết tủa xuất hiện và khối lượng dung dịch giảm 5,5 gam. Lọc bỏ kết tủa, đun nóng nước lọc lại thu được 9,85 gam kết tủa nữa. CTPT của X là:
- A C2H6.
- B C2H6O.
- C C2H6O2.
- D Không thể xác định.
Phương pháp giải:
Do đun nóng nước lọc lại thu được thêm kết tủa nên nước lọc có chứa Ba(HCO3)2.
Các phản ứng xảy ra khi cho sản phẩm cháy vào bình đựng dung dịch Ba(OH)2:
CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O (1)
2CO2 + Ba(OH)2 → Ba(HCO3)2 (2)
Ba(HCO3)2 \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) BaCO3 + CO2 + H2O (3)
Từ đề bài tính được: \({n_{{O_2}}}\); \({n_{BaC{{\rm{O}}_3}(1)}}\); \({n_{BaC{{\rm{O}}_3}(3)}}\)
+ Tính toán theo (1) (2) (3) ta tính được số mol CO2 ⇒ Tính được số mol C trong X (dùng bảo toàn C)
+ Từ khối lượng dung dịch giảm ta tính được số mol H2O ⇒ Tính được số mol H trong X (dùng bảo toàn H)
+ Bảo toàn nguyên tố O tính được số mol O trong X (dùng bảo toàn O)
+ Lập tỉ lệ nC : nH : nO ⇒ CTĐGN
+ Mà trong hợp chất hữu cơ chứa C, H, O ta luôn có: 0 < H ≤ 2C + 2 ⇒ Giá trị của n
+ Kết luận CTPT của X
Lời giải chi tiết:
Do đun nóng nước lọc lại thu được thêm kết tủa nên nước lọc có chứa Ba(HCO3)2.
Các phản ứng xảy ra khi cho sản phẩm cháy vào bình đựng dung dịch Ba(OH)2:
CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O (1)
2CO2 + Ba(OH)2 → Ba(HCO3)2 (2)
Ba(HCO3)2 \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) BaCO3 + CO2 + H2O (3)
Ta có: \({n_{{O_2}}} = \frac{{6,72}}{{22,4}} = 0,3(mol)\); \({n_{BaC{{\rm{O}}_3}(1)}} = \frac{{19,7}}{{197}} = 0,1(mol)\); \({n_{BaC{{\rm{O}}_3}(3)}} = \frac{{9,85}}{{197}} = 0,05(mol)\)
Theo (2) và (3) ⇒ \({n_{Ba{{(HC{O_3})}_2}(2)}} = {n_{Ba{{(HC{O_3})}_2}(3)}} = {n_{BaC{{\rm{O}}_3}(3)}} = 0,05(mol)\)
Theo (1) và (2) ⇒ \({n_{C{O_2}}} = {n_{C{O_2}(1)}} + {n_{C{O_2}(2)}} = {n_{BaC{{\rm{O}}_3}(1)}} + 2{n_{Ba{{(HC{O_3})}_2}(2)}} = 0,1 + 2.0,05 = 0,2(mol)\)
Mặt khác, khối lượng dung dịnh giảm 5,5 gam nên ta có:
\({m_{dd\,giam}} = {m_{BaC{{\rm{O}}_3}(1)}} - ({m_{C{O_2}}} + {m_{{H_2}O}})\)
\( \Leftrightarrow 5,5 = 19,7 - (44.0,2 + {m_{{H_2}O}}) \Rightarrow {m_{{H_2}O}} = 5,4(g)\)
\( \Rightarrow {n_{{H_2}O}} = \frac{{5,4}}{{18}} = 0,3(mol)\)
Bảo toàn nguyên tố O ta có: \({n_{O(X)}} + 2{n_{{O_2}}} = 2{n_{C{O_2}}} + {n_{{H_2}O}}\)
⇒ nO(X) + 2.0,3 = 2.0,2 + 0,3 ⇒ nO(X) = 0,1 mol
Bảo toàn nguyên tố C, H ta có:
\({n_C} = {n_{C{O_2}}} = 0,2(mol)\)
\({n_H} = 2{n_{{H_2}O}} = 2.0,3 = 0,6(mol)\)
Gọi CTPT của X là CxHyOz
⇒ x : y : z = nC : nH : nO = 0,2 : 0,6 : 0,1 = 2 : 6 : 1
⇒ CTĐGN là C2H6O
CTPT của X có dạng (C2H6O)n hay C2nH6nOn
Trong hợp chất hữu cơ chứa C, H, O ta luôn có: 0 < H ≤ 2C + 2 ⇒ 0 < 6n ≤ 2.2n + 2 ⇒ 0 < n ≤ 1 ⇒ n = 1
Vậy CTPT của X là C2H6O.
Chọn B.
Câu hỏi trước
