Hỗn hợp E gồm một axit đa chức X và một hợp chất hữu cơ tạp chức Y đều có thành phần chứa các nguyên tố C, H, O). Tiến hành ba thí nghiệm với m gam hỗn hợp E:

Thí nghiệm 1: Phản ứng hoàn toàn với lượng dư AgNO₃ trong NH₃, thu được 43,2 gam Ag.

Thí nghiệm 2: Phản ứng vừa đủ với 100 ml dung dịch KHCO₃ 2M.

Thí nghiệm 3: Phản ứng vừa đủ với 100 ml dung dịch KOH 4M, thu được 1 ancol duy nhất Z và hỗn hợp T gồm ba muối. Dẫn Z qua bình đựng Na dư, thấy khối lượng bình tăng 9 gam, đồng thời thu được 0,1 mol khí H₂. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp T bằng lượng O₂ vừa đủ, thu được 0,4 mol CO₂, nước và muối cacbonat. Phần trăm khối lượng của Y trong hỗn hợp E có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?

Đáp án C

Phương pháp giải:

Xét thí nghiệm 1 ⟹ n_CHO.

Xét thí nghiệm 2 ⟹ n_COOH.

Xét thí nghiệm 3 ⟹ n_COO.

Dựa vào dữ kiện dẫn Z qua bình dựng Na dư ⟹ CTCT của ancol Z ⟹ Y chứa chức este.

Dựa vào đốt cháy T ⟹ CTCT của X và Y ⟹ %m_Y(E).

Giải chi tiết:

* Thí nghiệm 1:

 E (-CHO) + AgNO₃/NH₃ → 2Ag

⟹ n_CHO(E) = n_Ag/2 = 0,4/2 = 0,2 (mol).

* Thí nghiệm 2:

E (-COOH) + KHCO₃ → CO₂ ↑

⟹ n_COOH(E) = n_KHCO3 = 0,1.2 = 0,2 (mol)

* Thí nghiệm 3:

E (-COO) + KOH → T (muối K) + ancol Z + …

⟹ n_COO(E) = n_KOH = 0,1.4 = 0,4 (mol) (-COO ở đây chứa cả -COOH)

T + O₂ → CO₂ + H₂O + K₂CO₃

BTNT K ⟹ n_K2CO3 = n_KOH/2 = 0,2 (mol)

BTNC C ⟹ n_C(T) = n_CO2 + n_K2CO3 = 0,4 + 0,2 = 0,6 (mol).

Nhận thấy n_CHO + n_COO = 0,6 (mol) = n_C(T)

Lại có E + KOH → este ⟹ E chứa chức este.

Mà X là axit đa chức, Y là hợp chất hữu cơ tạp chức

⟹ X là (COOH)₂ 0,1 (mol) và Y có dạng OHC – COOR^’ 0,2 (mol)

* Xét OHC – COOR^’ + KOH → R’OH

Ta có n_R’OH = n_Y = 0,2 (mol)

m_{bình đựng Na tăng} = m_R’OH – m_H2 = 9 (g) ⟹ m_R’OH = 9 + 0,1.2 = 9,2 (g).

⟹ M_R’OH = M_R’ + 17 = 9,2/0,2 = 46 ⟹ M_R’= 29 (-C₂H₅)

⟹ E gồm X là (COOH)₂ 0,1 (mol) và Y là OHC – COOC₂H₅ 0,2 (mol).

Vậy %m_Y = 102.0,2.100%/29,4 = 69,39% ≈ 69,5%.