Cho 45,0 (g) một hỗn hợp X chứa metanol, glixerol và nước phản ứng vừa đủ với natri kim loại tạo thành V (lít) khí hidro (đktc) và m (g) một hỗn hợp chất rắn Y. Tất cả m (g) hỗn hợp Y này phản ứng hoàn toàn với 250 ml dung dịch HCl 20,0% (tỷ trọng 1,098 g/ml).
a. Tính thể tích V (lít) khí hidro (đktc) được tạo thành.
b. Tính khối lượng m (g) hỗn hợp chất rắn Y được tạo thành.
c. Nếu đốt cháy hoàn toàn 18,0 (g) hỗn hợp X trên thu được 15,12 (g) nước. Xác định hàm lượng % khối lượng các chất có trong hỗn hợp X.
Đáp án:
a) $16,8(l)$
b) $78g$
c) $\% {m_{C{H_3}OH}} = 34,13\% ;\% {m_{{C_3}{H_5}{{(OH)}_3}}} = 24,53\% ;\% {m_{{H_2}O}} = 41,34\% $
Giải thích các bước giải:
a) $\begin{gathered}
2C{H_3}OH + 2Na \to 2C{H_3}ONa + {H_2} \hfill \\
{C_3}{H_5}{(OH)_3} + 3Na \to {C_3}{H_5}{(ONa)_3} + \dfrac{3}{2}{H_2} \hfill \\
\end{gathered} $
$2{H_2}O + 2Na \to 2NaOH + {H_2}$
$\begin{gathered}
C{H_3}ONa + HCl \to NaCl + C{H_3}OH \hfill \\
{C_3}{H_5}{(ONa)_3} + 3HCl \to 3NaCl + {C_3}{H_5}{(OH)_3} \hfill \\
NaOH + HCl \to NaCl + {H_2}O \hfill \\
\end{gathered} $
$\begin{gathered}
{m_{ddHCl}} = V.D = 250.1,098 = 274,5g \hfill \\
\Rightarrow {n_{HCl}} = \dfrac{{274,5.20\% }}{{36,5}} = 1,5mol \hfill \\
\end{gathered} $
Theo PTHH, ta có:
${n_{{H_2}}} = \dfrac{1}{2}\left( {{n_{C{H_3}ONa}} + 3{n_{{C_3}{H_5}{{(ONa)}_3}}} + {n_{NaOH}}} \right) = \dfrac{1}{2}{n_{HCl}} = 0,75mol$
$ \Rightarrow {V_{{H_2}}} = 0,75.22,4 = 16,8(l)$
b) Ta có: ${n_{Na}} = 2{n_{{H_2}}} = 1,5mol \Rightarrow {m_{Na}} = 1,5.23 = 34,5g$
Bảo toàn khối lượng: ${m_X} + {m_{Na}} = {m_Y} + {m_{{H_2}}}$
$ \Rightarrow {m_Y} = 45 + 34,5 – 0,75.2 = 78g$
c) Gọi x, y z là số mol $C{H_3}OH;{C_3}{H_5}{(OH)_3};{H_2}O$ trong 45 g
Ta có: $\left\{ \begin{gathered}
\dfrac{x}{2} + \dfrac{3}{2}.y + \dfrac{z}{2} = 0,75 \hfill \\
46x + 92y + 18z = 45 \hfill \\
\end{gathered} \right.$ (1)
Trong 18 g X số mol $C{H_3}OH;{C_3}{H_5}{(OH)_3};{H_2}O$ là 0,4x; 0,4y; 0,4z
${n_{{H_2}O}} = \dfrac{{15,12}}{{18}} = 0,84mol$
$ \Rightarrow 0,4.(2x + 4y + z) = 0,84 \Rightarrow 2x + 4y + z = 2,1$ (2)
Từ (1) và (2) $ \Rightarrow \left\{ \begin{gathered}
x = 0,48 \hfill \\
y = 0,12 \hfill \\
z = 0,66 \hfill \\
\end{gathered} \right.$
$\begin{gathered}
\Rightarrow \% {m_{C{H_3}OH}} = \dfrac{{0,48.32}}{{45}}.100\% = 34,13\% \hfill \\
\% {m_{{C_3}{H_5}{{(OH)}_3}}} = \dfrac{{0,12.92}}{{45}}.100\% = 24,53\% \hfill \\
\% {m_{{H_2}O}} = 100 – 34,13 – 24,53 = 41,34\% \hfill \\
\end{gathered} $