Đốt cháy hoàn toàn một hợp chất hữu cơ X cần 6,72 lít O₂ (đktc). Sản phẩm cháy hấp thụ hết vào bình đựng dung dịch Ba(OH)₂ thấy có 19,7 gam kết tủa xuất hiện và khối lượng dung dịch giảm 5,5 gam. Lọc bỏ kết tủa, đun nóng nước lọc lại thu được 9,85 gam kết tủa nữa. CTPT của X là:

Trả lời:

Bước 1: Tính số mol CO₂

Do đun nóng nước lọc lại thu được thêm kết tủa nên nước lọc có chứa Ba(HCO₃)₂.

CO₂ + Ba(OH)₂ → BaCO₃ + H₂O                      (1)

2CO₂  +   Ba(OH)₂  →  Ba(HCO₃)₂                    (2)

Ba(HCO₃)₂ to→→to BaCO₃ + CO₂ + H₂O                 (3)

- Ta có: 

\[{n_{{O_2}}} = \frac{{6,72}}{{22,4}} = 0,3\left( {mol} \right)\]

\[{n_{BaC{O_3}\left( 1 \right)}} = \frac{{19,7}}{{197}} = 0,1\left( {mol} \right)\]

\[{n_{BaC{O_3}\left( 3 \right)}} = \frac{{9,85}}{{197}} = 0,5\left( {mol} \right)\]

- Ta có n_CO2 = n_BaCO3(1) + 2n_{Ba(HCO3)2 (2)} = n_BaCO3(1) + 2n_BaCO3(3) = 0,2(mol)

Bước 2: Tính số mol H₂O

\[{m_{dd\,giam}} = {m_{BaC{O_3}\left( 1 \right)}} - \left( {{m_{C{O_2}}} + {m_{{H_2}O}}} \right)\]

\[ \Leftrightarrow 5,5 = 19,7 - \left( {44.0,2 + {m_{{H_2}O}}} \right)\]

\[ \Rightarrow {m_{{H_2}O}} = 5,4\left( g \right)\]

\[{n_{{H_2}O}} = \frac{{5,4}}{{18}} = 0,3\left( {mol} \right)\]

Bước 3: Xác định CTĐGN của X

- Bảo toàn nguyên tố C, H ta có:

\[{n_C} = {n_{C{O_2}}} = 0,2\left( {mol} \right)\]

\[{n_H} = 2{n_{{H_2}O}} = 2.0,3 = 0,6\left( {mol} \right)\]

- Bảo toàn nguyên tố O ta có: 

\[{n_{O\left( X \right)}} + 2{n_{{O_2}}} = 2{n_{C{O_2}}} + {n_{{H_2}O}}\]

⟹ n_O(X) + 2.0,3 = 2.0,2 + 0,3 

⟹ n_O(X) = 0,1 mol.

- Gọi CTPT của X là C_xH_yO_z

⟹ x : y : z = n_C : n_H : n_O = 0,2 : 0,6 : 0,1 = 2 : 6 : 1

⟹ CTĐGN là C₂H₆O

Bước 4: Biện luận tìm CTPT của X

CTPT của X có dạng (C₂H₆O)_n hay C_2nH_6nO_n

Trong hợp chất hữu cơ chứa C, H, O ta luôn có:

0 < H ≤ 2C + 2 

⟹ 0 < 6n ≤ 2.2n + 2 

⟹ 0 < n ≤ 1 

⟹ n = 1

Vậy công thức phân tử của X là C₂H₆O.

Đáp án cần chọn là: B