Đốt cháy hoàn toàn một hợp chất hữu cơ X cần dùng vừa đủ 6,72 lít khí O2 (đktc). Hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy (chỉ gồm CO2 và H2O) vào bình chứa dung dịch nước vôi trong, thu được 10 gam kết tủa và 200 ml dung dịch muối có nồng độ 0,5M. Dung dịch muối này có khối lượng lớn hơn khối lượng dung dịch nước vôi trong ban đầu là 8,6 gam.
a) Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo của X. Biết tỉ khối hơi của X so với metan không vượt quá 5.
b) Biết rằng ứng với mỗi công thức cấu tạo ở câu a là một chất khác nhau. Mỗi chất được chứa trong một lọ riêng biệt, mất nhãn. Hãy nhận biết các chất đó bằng phương pháp hóa học.
c) Cho V ml dung dịch NaOH 1M lần lượt vào từng chất X được xác định ở câu a, sau khi kết thúc phản ứng tiến hành cô cạn đều thu được 20,4 gam chất rắn khan. Tính V.
Câu trả lời tốt nhất
nCaCO3 = 10/100 = 0,1 và nCa(HCO3)2 = 0,2.0,5 = 0,1
Bảo toàn C —> nCO2 = 0,3
Δm = mCO2 + mH2O – mCaCO3 = 8,6
—> nH2O = 0,3
nC = nCO2 = 0,3
nH = 2nH2O = 0,6
Bảo toàn O —> nO = 2nCO2 + nH2O – 2nO2 = 0,3
—> C : H : O = 1 : 2 : 1
X là (CH2O)n —> MX = 30n < 16.5
—> n < 2,67
—> n = 1 hoặc 2
Các cấu tạo của X: HCHO, CH3COOH, HCOOCH3, HO–CH2-CHO
Nhận biết theo thứ tự:
Dùng quỳ tím nhận ra CH3COOH (hóa đỏ)
Dùng Na nhận ra HO-CH2-CHO (có khí thoát ra)
Dùng dung dịch Br2 nhận ra HCHO (có khí thoát ra), còn lại là HCOOCH3.
Để tạo muối với NaOH thì X là CH3COOH hoặc HCOOCH3 (0,15 mol)
m rắn = 20,4 > mCH3COONa > mHCOONa nên NaOH đã dùng dư trong cả 2 trường hợp.
Khi X là CH3COOH —> Chất rắn gồm CH3COONa (0,15) và NaOH dư (0,2028)
—> nNaOH tỏng = 0,3525 —> V = 352,5 ml
Khi X là HCOOCH3 —> Chất rắn gồm HCOONa (0,15) và NaOH dư (0,255)
—> nNaOH tỏng = 0,405 —> V = 405 ml