Đốt cháy hoàn toàn 6,20 một hợp chất hữu cơ A cần một lượng O₂ (đktc) vừa đủ thu được hỗn hợp sản phẩm cháy. Cho 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. Cho H = 1; C = 12; O = 16; Ba = 137. Công thức phân tử của A là

Phương pháp giải:

- Từ số mol kết tủa thu được khi đun nóng nước lọc, tính được số mol Ba(HCO₃)₂.

- Bảo toàn nguyên tố C, tìm được số mol CO₂. Từ đó tính được số mol và khối lượng nguyên tố C.

- Áp dụng công thức khối lượng dung dịch giảm, tính số mol H₂O. Từ đó tính số mol và khối lượng nguyên tố H.

- So sánh tổng khối lượng C và H với khối lượng của A, kết luận trong A có hay không chứa nguyên tố O.

- Áp dụng bảo toàn khối lượng cho các nguyên tố trong A, tính số mol O.

- Lập công thức đơn giản nhất và công thức phân tử của A.

Giải chi tiết:

Vì đun nóng nước lọc lại thu được kết tủa ⟹ trong nước lọc có chứa Ba(HCO₃)₂

Khi đun nước lọc ta có phản ứng: Ba(HCO₃)₂ $\stackrel{t^o}{\to }$BaCO₃ ↓ + CO₂ ↑ + H₂O

Theo PTHH $n_{C{O}_2}=n_{BaC{\text{O}}_3}+2n_{Ba{\left(HC{O}_3\right)}_2}=0,1+2.0,05=0,2mol$

BTNT C $n_{C{O}_2}=n_{BaC{\text{O}}_3}+2n_{Ba{\left(HC{O}_3\right)}_2}=0,1+2.0,05=0,2mol$ 

BTNT C $=>n_C=n_{C{O}_2}=0,2mol=>m_C=0,2.12=2,4gam$ 

Lại có m_{dung dịch giảm} $m_{BaC{\text{O}}_3}-(m_{C{O}_2}+m_{H_{2}O})\Rightarrow m_{H_{2}O}=5,4gam\Rightarrow n_{H_{2}O}=\frac{5,4}{18}=0,3mol$ 

BTNT H $\Rightarrow n_H=2n_{H_{2}O}=0,6mol=>m_H=0,6gam$

Ta thấy m_C + m_H = 2,4 + 0,6 = 3 gam < m_A ⟹ trong A có chứa O.

Ta có m_O = m_A – m_C – m_H = 6,2 – 2,4 – 0,6 = 3,2 gam ⟹ n_O = 0,2 mol.

Gọi công thức đơn giản nhất của A là C_xH_yO_z

Ta có x : y : z = n_C : n_H : n_O = 0,2 : 0,6 : 0,2 = 1 : 3 : 1

⟹ CTĐGN của A là CH₃O.

⟹ CTPT của A có dạng (CH₃O)_n hay C_nH_3nO_n.

Trong hợp chất hữu cơ chứa C, H, O ta luôn có: H ≤ 2C + 2

⟹ 3n ≤ 2n + 2 ⟹ n ≤ 2

+ Nếu n = 1 ⟹ CTPT của A là CH₃O ⟶ loại.

+ Nếu n = 2 ⟹ CTPT của A là C₂H₆O₂ ⟶ thỏa mãn.

Chọn C.