by Hỗn hợp X gồm metyl fomat, đimetyl oxalat, glixeryl triaxetat và phenyl axetat. Thủy phân hoàn toàn 4,73 gam X trong dung dịch NaOH dư, đun nóng, thu được m gam hỗn hợp muối và 1,56 gam hỗn hợp Y gồm các ancol. Cho Y tác dụng với Na dư, thu được 0,56 lít khí H$_{2}$ (đktc). Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn 4,73 gam X bằng oxi, thu được 9,24 gam CO$_{2}$ và 2,61 gam H$_{2}$O. Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 5,3.
B. 5,5.
C. 5,9.
D. 5,8.
Hướng dẫn
Chọn đáp án là: D
Phương pháp giải:
Đặt –COOR là gốc este của ancol và –COOC$_{6}$H$_{5}$ là gốc este của phenol
Khi cho Y tác dụng với Na dư thì: n$_{-OH(trong ancol)}$ = 2n$_{H2}$ = ? (mol) = n$_{-COOR}$
B. TKL quá trình đốt cháy: m$_{O(trong X)}$ = m$_{X}$ – m$_{C}$ – m$_{H}$ = ? Từ đó tính được: n$_{-COO}$ = n$_{O(trong X)}$/2 = ?
⟹ n$_{-COOC6H5}$ = n-$_{COO-}$ – n$_{-COOR}$ = ? (mol)
⟹ n$_{NaOH}$ = n$_{-COOR}$ + 2n$_{-COOC6H5}$ = ? (mol)
B. TKL ta có: m$_{X}$ + m$_{NaOH}$ = m$_{muối}$ + m$_{ancol}$ + m$_{H2O}$ (Với n$_{H2O}$ = n$_{-COOC6H5}$)
Lời giải chi tiết:
Cách 1:
Công thức cấu tạo của các chất lần lượt là:
HCOOCH$_{3}$ ; (COOCH$_{3}$)$_{2}$ ; (CH$_{3}$COO)$_{3}$C$_{3}$H$_{5}$; CH$_{3}$COOC$_{6}$H$_{5}$
Các ancol thu được là: CH$_{3}$OH (x mol) và C$_{3}$H$_{5}$(OH)$_{3}$ (y mol)
m $_{ancol }$= 32x + 92y = 1,56 (1)
n$_{H2}$ = 0,5n$_{CH3OH}$ + 1,5n$_{C3H5(OH)3}$ = 0,5x + 1,5y = 0,025 (2)
Giải (1) (2) thu được x = 0,01; y = 0,02
Hỗn hợp đầu gồm: HCOOCH$_{3}$ (a mol); (COOCH$_{3}$)$_{2}$ (b mol);(CH$_{3}$COO)$_{3}$C$_{3}$H$_{5}$ (0,1 mol); CH$_{3}$COOC$_{6}$H$_{5}$ (c mol)
*m $_{hh}$ = 60x + 118y + 136z + 0,1.218 = 4,73 (3)
*n$_{CH3OH}$ = x + 2y = 0,02 (4)
*Đốt X: n$_{CO2}$ = 0,21 mol; n$_{H2O}$ = 0,145 mol
m$_{O(X)}$ = m$_{hh }$- m$_{C}$ – m$_{H}$ = 4,73 – 0,21.12 – 0,145.2 = 1,92 gam → n$_{O(X)}$ = 0,12 mol
B. TNT “O”: n$_{O(X)}$ = 2x + 4y + 0,01.6 + 2z = 0,12 (5)
Giải (3) (4) (5) được a = 0,01; b = 0,005; c = 0,01
Xét phản ứng của X với NaOH:
n$_{NaOH pư}$ = a + 2b + 0,01.3 + 2c = 0,07 mol
n$_{H2O}$ = c = 0,01 mol
B. TKL: m $_{muối }$= m $_{hh}$ + m$_{NaOH}$ – m $_{ancol }$- m$_{H2O}$ = 4,73 + 0,07.40 – 1,56 – 0,01.18 = 5,79 gam
Cách 2:
Tổng quát:
Đặt –COOR là gốc este của ancol và –COOC$_{6}$H$_{5}$ là gốc este của phenol
-COOR- + NaOH → -COONa + ROH
-COOC$_{6}$H$_{5}$ + 2NaOH → -COONa + C$_{6}$H$_{5}$ONa + H$_{2}$O
Khi cho Y tác dụng với Na dư thì:
n$_{-OH(trong ancol)}$ = 2n$_{H2}$ = 0,05 (mol) ⟹ n$_{-COOR}$ = n$_{-OH(ancol)}$ = 0,05 (mol)
Khi đốt cháy hh X thì: \({n_{O(trong\,X)}} = \frac{{{m_X} – 12{n_{C{O_2}}} – 2{n_{{H_2}O}}}}{{16}} = \frac{{4,73 – 12.0,21 – 2.0,145}}{{16}} = 0,12\,(mol)\)
⟹ n-$_{COO-}$ = no/2 = 0,06 (mol)
⟹ n$_{-COOC6H5}$ = n-$_{COO-}$ – n$_{-COOR}$ = 0,06 – 0,05 = 0,01 (mol)
⟹ n$_{NaOH}$ = n$_{-COOR}$ + 2n$_{-COOC6H5}$ = 0,05 + 2.0,01 = 0,07 (mol)
B. TKL ta có: m$_{X}$ + m$_{NaOH}$ = m$_{muối}$ + m$_{ancol}$ + m$_{H2O}$
⟹ m = 4,73 + 0,07.40 – 1,56 – 0,01.18
⟹m = 5,79 (g)
Vậy m gần nhất với 5,8 g
Đáp án D
