Hỗn hợp E gồm hai este đơn chức, là đồng phân cấu tạo và đều chứa vòng benzen. Đốt cháy hoàn toàn m gam E cần vừa đủ 30,24 lít khí O₂ (đktc), thu được 52,80 gam CO₂ và 10,80 gam H₂O. Đun nóng m gam E với dung dịch NaOH dư thì có tối đa 200 ml dung dịch NaOH 1M phản ứng thu được dung dịch T chứa 16,70 gam hỗn hợp ba muối. Khối lượng muối của axit cacboxylic trong T là:

Đáp án A

Phương pháp giải:

- Đốt E:

Sơ đồ: E + O₂ → CO₂ + H₂O

+) BTKL: m_E = m_CO2 + m_H2O - m_O2

+) BTNT O: n_O(E) = 2n_CO2 + n_H2O - 2n_O2

⟹ n_E = ½.n_O(E) (do các este đều đơn chức chứa 2O).

⟹ M_E ⟹ CTPT.

- Khi E + NaOH:

Ta thấy 1 < n_NaOH : n_E < 2 ⟹ E chứa 1 este thường A và 1 este của phenol B

Tính số mol A và B dựa vào số mol hỗn hợp E và số mol NaOH phản ứng.

Ta có: n_ancol = n_A; n_{H2O sinh ra} = n_B.

Sơ đồ: $\underset{20,4\left(\mathrm{g}\right)}{\mathrm{E}}+\underset{0,2\left(\mathrm{mol}\right)}{\mathrm{NaOH}}\to \underset{16,7\left(\mathrm{g}\right)}{\mathrm{Muoi}}+\mathrm{Ancol}+\underset{0,05\left(\mathrm{mol}\right)}{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}$

BTKL: m_ancol = m_E + m_NaOH - m_muối - m_H2O ⟹ M_ancol ⟹ CTCT của ancol.

Dựa vào dữ kiện sản phẩm sau phản ứng chứa 3 muối suy ra CTCT của các este thỏa mãn.

Suy ra thành phần muối của axit cacboxylic.

Giải chi tiết:

- Đốt E: $\mathrm{E}+{\mathrm{O}}_2:1,35\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }{\mathrm{CO}}_2:1,2+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}:0,6$

+) BTKL: m_E = m_CO2 + m_H2O - m_O2 = 20,4 (g)

+) BTNT O: n_O(E) = 2n_CO2 + n_H2O - 2n_O2 = 0,3 mol

⟹ n_E = ½.n_O(E) = 0,15 mol (do các este đều đơn chức chứa 2O).

⟹ M_E =  = 136 ⟹ CTPT là C₈H₈O₂.

- Khi E + NaOH:

Ta thấy $1<\frac{{\mathrm{n}}_{\mathrm{NaOH}}}{{\mathrm{n}}_{\mathrm{E}}}=\frac{0,2}{0,15}=1,33<2$ ⟹ E chứa 1 este thường A (a mol) và 1 este của phenol B (b mol)

Giải hệ $\left\{\begin{array}{l}\mathrm{a}+\mathrm{b}={\mathrm{n}}_{\mathrm{E}}=0,15\\ \mathrm{a}+2={\mathrm{n}}_{\mathrm{NaOH}}=0,2\end{array}\to \left\{\begin{array}{l}\mathrm{a}=0,1\\ \mathrm{b}=0,05\end{array}\right.\right.$

Ta có:

n_ancol = n_A = 0,1 mol

n_{H2O sinh ra} = n_B = 0,05 mol

Sơ đồ: $\underset{20,4\left(\mathrm{g}\right)}{\mathrm{E}}+\underset{0,2\left(\mathrm{mol}\right)}{\mathrm{NaOH}}\to \underset{16,7\left(\mathrm{g}\right)}{\mathrm{Muoi}}+\mathrm{Ancol}+\underset{0,05\left(\mathrm{mol}\right)}{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}$

BTKL: m_ancol = m_E + m_NaOH - m_muối - m_H2O = 10,8 gam

⟹ M_ancol = 10,8/0,1 = 108 ⟹ Ancol là C₆H₅CH₂OH.

Sản phẩm sau phản ứng chứa 3 muối suy ra CTCT của các este là:

            A: HCOOCH₂C₆H₅ (0,1 mol)

            B: CH₃COOC₆H₅ (0,05 mol)

⟹ Muối của axit cacboxylic gồm 0,1 mol HCOONa và 0,05 mol CH₃COONa.

⟹ m_{muối của axit cacboxylic} = 10,9 gam.