Công thức thực nghiệm (hay công thức đơn giản là công thức hoá học có số nguyên tử các nguyên tố dạng số nguyên tối giản. Ba chất hữu cơ mạch hở A, B, D có cùng công thức thực nghiệm. Đốt cháy hoàn toàn 3,0 gam mỗi chất A, B, D đều thu được hỗn hợp sản phẩm chỉ chứa CO₂ và H₂O. Hấp thụ hoàn toàn sản phẩm cháy thu được bằng 750 ml dung dịch Ca(OH)₂ 0,1M thấy tạo thành 5,0 gam kết tủa trắng, đồng thời khối lượng dung dịch thu được sau khi tách lọc kết tủa tăng 1,2 gam so với dung dịch ban đầu.

1. Xác định công thức thực nghiệm của A, B, D.

1.

$n_{Ca{\left(OH\right)}_2}=0,75\times 0,1=0,075mol$; $n_{CaC{O}_3}=\frac{5}{100}=0,05mol$

(A, B, D) + O₂ $\stackrel{t^0}{\to }$CO₂ + H₂O

Ca(OH)₂ + CO₂ $\underset{}{\to }$CaCO₃↓ + H₂O                (1)

Ca(OH)₂ + 2CO₂ $\underset{}{\to }$Ca(HCO₃)₂          (2)

$n_{CaC{O}_3}<n_{Ca{\left(OH\right)}_2}\Rightarrow$Xét 2 trường hợp xảy ra:

Trường hợp 1: Chỉ xảy ra phản ứng (1)

Ca(OH)₂ + CO₂ $\underset{}{\to }$ CaCO₃↓ + H₂O

 0,05 ← 0,05                             mol

$\Delta m_{dd\uparrow }=(m_{C{O}_2}+m_{H_{2}O})-m_{CaC{O}_3}=0,05\times 44+m_{H_{2}O}-5=1,2$

$\Rightarrow m_{H_{2}O}=4gam\Rightarrow n_{H_{2}O}=\frac{4}{18}=0,2222mol>n_{C{O}_2}=0,05mol$

A, B, D có công thức dạng: C_nH_2n+2O_x

$\Rightarrow n=\frac{0,05}{0,2222-0,05}=0,29$ (loại)

Trường hợp 2: Xảy ra phản ứng (1) và (2)

Ca(OH)₂ + CO₂ $\underset{}{\to }$ CaCO₃↓ + H₂O               

Ca(OH)₂ + 2CO₂ $\underset{}{\to }$ Ca(HCO₃)₂

Theo bảo toàn nguyên tố Ca:

$n_{Ca{\left(HC{O}_3\right)}_2}=n_{Ca{\left(OH\right)}_2}-n_{CaC{O}_3}=0,075-0,05=0,025mol$

Theo bảo toàn nguyên tố C:

$n_{C{O}_2}=n_{CaC{O}_3}+2n_{Ca{\left(HC{O}_3\right)}_2}=0,05+2\times 0,025=0,1mol$

$\Delta m_{dd\uparrow }=(m_{C{O}_2}+m_{H_{2}O})-m_{CaC{O}_3}=0,1\times 44+m_{H_{2}O}-5=1,2$

$\Rightarrow m_{H_{2}O}=1,8gam\Rightarrow n_{H_{2}O}=\frac{1,8}{18}=0,1mol$

$\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}{n}_C=n_{C{O}_2}=0,1mol\\ n_H=2n_{H_{2}O}=0,2mol\end{array}\right.$

$\Rightarrow n_O=\frac{3-0,1\times 12-0,2\times 1}{16}=0,1mol$

$\Rightarrow n_C:n_H:n_O=0,1:0,2:0,1=1:2:1$

$\Rightarrow$Công thức thực nghiệm của A, B, D: CH₂O.