Đốt cháy hoàn toàn 3 gam hợp chất hữu cơ A chứa các nguyên tố C, H, O rồi cho sản phẩm thu được qua bình 1 đựng H₂SO₄ đặc, sau đó qua bình 2 đựng dung dịch Ca(OH)₂ dư. Sau phản ứng thấy khối lượng bình 1 tăng thêm 1,8 gam, ở bình 2 có 10 gam kết tủa.

a) Hãy xác định công thức phân tử của A. Biết khối lượng mol của A là 60 g/mol.

b) Viết công thức cấu tạo của A, biết A làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ.

Khi đốt cháy hợp chất hữu cơ A rồi cho sản phẩm thu được qua bình 1 đựng H₂SO₄ đặc, sau đó qua bình 2 đựng dung dịch Ca(OH)₂ dư. Sau phản ứng thấy khối lượng bình 1 tăng thêm 1,8 gam chính là khối lượng nước bị hấp thụ vào bình, ở bình 2 có 10 gam kết tủa vì khí CO₂ hấp thụ vào bình phản ứng với dung dịch Ca(OH)₂ tạo kết tủa.

$n_{H_{2}O}=\frac{\mathrm{1,8}}{18}=\mathrm{0,1}\left(mol\right)\to n_H=2n_{H_{2}O}=\mathrm{2.0,1}=\mathrm{0,2}\left(mol\right)\to m_H=\mathrm{0,2.1}=\mathrm{0,2}\left(g\right)$

Bình 2: CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O

$n_{CaC{O}_3}=\frac{10}{100}=\mathrm{0,1}\left(mol\right)$

Theo phương trình hoá học:

$n_{C{O}_2}=n_{CaC{O}_3}=\mathrm{0,1}\left(mol\right)\to n_C=n_{C{O}_2}=\mathrm{0,1}\left(mol\right)\to m_C=\mathrm{0,1.12}=\mathrm{1,2}\left(g\right)$

So sánh: m_C + m_H < m_A (1,2 + 0,2 < 3)

Vậy trong chất hữu cơ A có 3 nguyên tố là cacbon, hiđro và oxi

m_O = 3 – 1,2 – 0,2 = 1,6 (g) → $n_O=\frac{\mathrm{1,6}}{16}=\mathrm{0,1}\left(mol\right)$

Gọi công thức của A cần tìm là C_xH_yO_z

Ta có: x : y : z = n_C : n_H : n_O = 0,1 : 0,2 : 0,1 = 1 : 2 : 1 → x = 1; y = 2, z = 1

nên công thức đơn giản của A là CH₂O

Vậy công thức phân tử của A là (CH₂O)_n

Mà M_A = 60 g/mol → $M_{{\left(C{H}_{2}O\right)}_n}=60\to (12+1.2+16).n=60\to n=2$

Công thức phân tử của A là C₂H₄O₂.