Đốt cháy hoàn toàn 5,75 gam chất hữu cơ X rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch nước vôi trong, thấy xuất hiện 10 gam kết tủa và khối lượng dung dịch trong bình tăng 7,75 gam. Lọc bỏ kết tủa và cho từ từ dung dịch NaOH vào dung dịch nước lọc, thấy lượng kết tủa tăng dần, khi lượng kết tủa cực đại thì cần dùng ít nhất 3 gam NaOH. Biết X có công thức phân tử trùng với công thức đơn giản nhất. X là:
Đáp án:
\({C_2}{H_6}O\)
Giải thích các bước giải:
Sơ đồ phản ứng:
\(X + {O_2}\xrightarrow{{{t^o}}}C{O_2} + {H_2}O\)
Dẫn sản phẩm khí vào nước vôi trong, vì dung dịch sau phản ứng cho NaOH thu được thêm kết tủa nên phản ứng xảy ra như sau:
\(Ca{(OH)_2} + C{O_2}\xrightarrow{{}}CaC{O_3} + {H_2}O\)
\(Ca{(OH)_2} + 2C{O_2}\xrightarrow{{}}Ca{(HC{O_3})_2}\)
\(Ca{(HC{O_3})_2} + NaOH\xrightarrow{{}}CaC{O_3} + NaHC{O_3} + {H_2}O\)
Ta có:
\({n_{CaC{O_3}}} = \frac{{10}}{{100}} = 0,1{\text{ mol;}}{{\text{n}}_{Ca{{(HC{O_3})}_2}}} = {n_{NaOH}} = \frac{3}{{40}} = 0,075{\text{ mol}}\)
\( \to {n_{C{O_2}}} = {n_{CaC{O_3}}} + 2{n_{Ca{{(HC{O_3})}_2}}} = 0,1 + 0,075.2 = 0,25{\text{ mol}}\)
\({m_{dd{\text{ tang}}}} = {m_{C{O_2}}} + {m_{{H_2}O}} – {m_{CaC{O_3}}} \to 0,25.44 + {m_{{H_2}O}} – 10 = 7,75{\text{ gam}} \to {{\text{m}}_{{H_2}O}} = 6,75{\text{ gam}} \to {{\text{n}}_{{H_2}O}} = \frac{{6,75}}{{18}} = 0,375{\text{ mol}}\)
Bảo toàn nguyên tố:
\({n_C} = {n_{C{O_2}}} = 0,25{\text{ mol;}}{{\text{n}}_H} = 2{n_{{H_2}O}} = 0,375.2 = 0,75{\text{ mol}} \to {{\text{n}}_O} = \frac{{5,75 – 0,25.12 – 0,75.1}}{{16}} = 0,125{\text{ mol}}\)
\( \to {n_C}:{n_H}:{n_O} = 0,25:0,75:0,125 = 2:6:1\)
Vậy X có CTĐGN là \({C_2}{H_6}O\)