Cho P và Q là hai axit cacboxylic đơn chức, mạch hở; X là este mạch hở tạo từ P, Q và ancol Y. Chia 108,5 gam hỗn hợp Z gồm (P, Q, X) thành 2 phần. Đốt cháy phần 1 cần vừa đủ 47,04 lít O2 (đktc). Cho phần 2 tác dụng vừa đủ với 825ml dung dịch KOH 1M, cô cạn dung dịch sau phản ứng, thu được 90,6 gam muối và m gam ancol Y. Cho m gam Y vào bình đựng natri dư, sau phản ứng thấy khối lượng bình tăng 13,5 gam. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn; khối lượng phần 2 gấp 1,5 lần khối lượng phần 1 và MP < MQ. Phần trăm khối lượng của Q trong hỗn hợp Z có giá trị gần nhất với
Trả lời bởi giáo viên
Đặt mP1 = a (g) ⟹ mP2 = 1,5a (g)
Ta có: a + 1,5a = 108,5 ⟹ 2,5a = 108,5 ⟹ a = 43,4 (g)
⟹ mP1 = 43,4 (g) và mP2 = 65,1 (g)
Quy đổi phần 2 thành HCOOH: 0,825 (mol); C2H4(OH)2: a (mol); CH2: b (mol); H2:c (mol) và H2O: -2a (mol)
mP2 = 0,825.46 + 62a + 14b + 2c – 18.2a = 65,1 (1)
nO2 = 0,825.0,5 + 2,5a + 1,5b + 0,5c = 2,1.1,5 (2) (Viết PT cháy ra nháp sẽ nhìn được hệ số)
Y + Na → H2: a (mol)
⟹ mY = mH2 + mtăng = 2a + 13,5
nH2O = nAxit tự do = 0,825 – 2a
Bảo toàn khối lượng ta có:
mP2 + mNaOH = mmuối + mY + mH2O
⟹ 65,1 + 0,825.56 = 90,6 + (2a + 13,5) + 18(0,825 – 2a) (3)
giải hệ (1), (2), (3) ta được: a = 0,225; b = 1,575 và c = - 0,375 (mol)
Sau khi quy đổi naxit > 0,225 nên ancol phải no
⟹ C3H5COOH: 0,375 (mol) và CH3COOH: 0,45 (mol)
Vậy phần 2 chứa:
P là CH3COOH: 0,45 – 0,225 = 0,225 (mol)
Q là C3H5COOH: 0,375 – 0,225 = 0,15 (mol)
X là (CH3COO)(C3H5COO)C2H4:0,225
Phần trăm khối lượng của Q trong hh Z là:
%mQ = %mC3H5COOH = [(0,15.86) : 65,1].100%= 19,815% gần nhất với 20%.
Hướng dẫn giải:
Tìm khối lượng mỗi phần
Quy đổi phần 2 thành HCOOH: 0,825 (mol); C2H4(OH)2: a (mol); CH2: b (mol); H2:c (mol) và H2O: -2a (mol)
Y + Na → H2: a (mol)
⟹ mY = mH2 + mtăng = 2a + 13,5
nH2O = nAxit tự do = 0,825 – 2a
Bảo toàn khối lượng ta có: mP2 + mNaOH = mmuối + mY + mH2O (*)
Lập phương trình với mP2 và số mol O2 đốt cháy phần 2 và phương trình (*) ta giải được a, b, c
Từ đó tính được yêu cầu bài toán.