Đốt cháy hoàn toàn 6,45 gam một hợp chất hữu cơ X thu được hỗn hợp khí CO2, H2O, HCl. Dẫn hỗn hợp khí này vào bình đựng dung dịch AgNO3 dư có mặt HNO3 ở 20°C thu được 8,61 gam kết tủa và khối lượng bình dung dịch AgNO3 tăng thêm 3,81 gam (xem CO2 tan trong dung dịch không đáng kể). Khí thoát ra khỏi bình AgNO3 được dẫn vào 5 lít dung dịch Ca(OH)2 0,03M thấy xuất hiện kết tủa, lọc bỏ kết tủa, dung dịch còn lại đem tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư lại thấy xuất hiện thêm kết tủa, tổng kết tủa ở hai thí nghiệm sau là 20,91 gam.
a/ Tìm công thức phân tử của X, biết MX < 230 gam/mol.
b/ Xác định công thức cấo tạo có thể có của X (mạch hở) biết: 43,0 gam X tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được NaCl; 12,4 gam C2H4(OH)2; 0,4 mol một muối X1.
c/ Y (mạch hở) là một đồng phân của X, Y làm dung dịch quì tím hóa hồng (đỏ). Y thỏa: Y + NaOH dư → muối Y1 + CH3COONa + NaCl + H2O. Lập luận để tìm công thức cấu tạo của Y, viết phương trình phản ứng.
Câu trả lời tốt nhất
nCl = nHCl = nAgCl = 0,06
Δm bình = mH2O + mHCl = 3,81 —> nH2O = 0,09
—> nH = 2nH2O + nHCl = 0,24
Khí thoát ra là CO2:
CO2 + Ca(OH)2 —> CaCO3 + H2O
u………….u……………….u
2CO2 + Ca(OH)2 —> Ca(HCO3)2
2v…………..v…………………v
Ca(HCO3)2 + Ba(OH)2 —> CaCO3 + BaCO3 + 2H2O
v……………………………………..v………….v
—> nCa(OH)2 = u + v = 0,15
m↓ tổng = 100(u + v) + 197v = 20,91
—> u = 0,12; v = 0,03
—> nC = nCO2 = u + 2v = 0,18
nO = (mX – mC – mH – mCl)/16 = 0,12
—> C : H : O : Cl = 0,18 : 0,24 : 0,12 : 0,06 = 3 : 4 : 2 : 1
—> X là (C3H4O2Cl)n
MX = 107,5n < 230 —> n = 1 hoặc n = 2
Do tổng số H và Cl phải chẵn nên chọn n = 2
—> X là C6H8O4Cl2
b.
nX = 0,2; nNaCl = nCl = 0,4; nC2H4(OH)2 = 0,2; nX1 = 0,4
X + ?NaOH —> 2NaCl + 2X1 + C2H4(OH)2 nên X1 có 2C
Cấu tạo của X:
Cl-CH2-COO-CH2-CH2-OOC-CH2-Cl
Cl-CH2-COO-CH2-COO-CH2-CH2-Cl
X1 là HO-CH2-COONa
c. Muối CH3COONa có thể tạo ra từ gốc CH3COO- có sẵn trong Y hoặc ancol CH3-C(OH)3 kém bền chuyển hóa thành. Y làm quỳ tím hóa đỏ nên Y chứa chức axit COOH. Ngoài ra sản phẩm chỉ còn 1 muối hữu cơ Y1 nên Y có các cấu tạo và phản ứng tương ứng:
CH3-CCl2-OOC-CH2-CH2-COOH + 5NaOH —> NaOOC-CH2-CH2-COONa + CH3COONa + 2NaCl + 3H2O
CH3-CCl2-OOC-CH(CH3)-COOH + 5NaOH —> NaOOC-CH(CH3)-COONa + CH3COONa + 2NaCl + 3H2O
CH3-COO-CCl2-CH2-CH2-COOH
CH3-COO-CH2-CCl2-CH2-COOH
CH3-COO-CH2-CH2-CCl2-COOH
…. (tự phân bố 2Cl vào 3C ở giữa, thẳng và nhánh)