Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp A gồm 3 este X, Y...

D

- Hướng dẫn giải

Phương pháp giải:

Bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối lượng.

Sơ đồ bài toán:

\(m(g)A\left| \matrix{
\buildrel { + {O_2}} \over
\longrightarrow {n_{C{O_2}}} - {n_{{H_2}O}} = 0,25(mol) \hfill \cr
\buildrel { + NaOH} \over
\longrightarrow \left\{ \matrix{
22,2(g)\,\,ancol \hfill \cr
Muoi\,T\buildrel { + {O_2}:0,275} \over
\longrightarrow \left\{ \matrix{
C{O_2} \hfill \cr
{H_2}O:0,2 \hfill \cr
N{a_2}C{O_3}:0,35 \hfill \cr} \right. \hfill \cr} \right. \hfill \cr} \right.\)

Giải chi tiết:

Sơ đồ bài toán:

\(m(g)A\left| \matrix{
\buildrel { + {O_2}} \over
\longrightarrow {n_{C{O_2}}} - {n_{{H_2}O}} = 0,25(mol) \hfill \cr
\buildrel { + NaOH} \over
\longrightarrow \left\{ \matrix{
22,2(g)\,\,ancol \hfill \cr
Muoi\,T\buildrel { + {O_2}:0,275} \over
\longrightarrow \left\{ \matrix{
C{O_2} \hfill \cr
{H_2}O:0,2 \hfill \cr
N{a_2}C{O_3}:0,35 \hfill \cr} \right. \hfill \cr} \right. \hfill \cr} \right.\)

Do các este đều mạch hở và chỉ chứa chức este nên không phải là este của phenol.

- Xét phản ứng đốt muối T:

n_COO = n_NaOH = 2n_Na2CO3 = 0,7 mol => n_O(T) = 2n_COO = 1,4 mol

BTNT “O”: n_O(T) + 2n_{O2(đốt T)} = 2n_CO2 + n_H2O +3n_Na2CO3 => 1,4 + 0,275.2 = 2n_CO2 + 0,2 + 0,35.3

=> n_CO2 = 0,35 mol

BTKL: m _muối = m_CO2 + m_H2O + m_Na2CO3 – m_{O2(đốt T)} = 0,35.44 + 0,2.18 + 0,35.106 – 0,275.32 = 47,3 gam

- Xét phản ứng thủy phân A trong NaOH:

BTKL: m_A = m _muối + m _ancol – m_NaOH = 47,3 + 22,2 – 0,7.40 = 41,5 gam

- Xét phản ứng đốt A:

Đặt n_CO2 = x và n_H2O = y (mol)

+ n_O(A) = 2n_COO = 1,4 mol. BTKL: m_A = m_C + m_H + m_O => 12x + 2y + 1,4.16 = 41,5 (1)

+ n_CO2 – n_H2O = 0,25 => x – y = 0,25 (2)

Giải hệ (1) và (2) thu được x = 1,4 và y = 1,15

BTNT “O”: n_{O2 (đốt A)} = [2n_CO2 + n_H2O - n_O(A)]/2 = (2.1,4 + 1,15 – 1,4)/2 = 1,275 mol

- Xét phản ứng đốt ancol (phản ứng giả sử):

n_{O2 (đốt ancol)} = n_{O2(đốt A)} – n_{O2(đốt T)} = 1,275 – 0,275 = 1 mol

Đặt n_CO2 = a; n_H2O = b (mol)

BTKL: m_CO2 + m_H2O = m _ancol + m_{O2(đốt ancol)} => 44a + 18b = 22,2 + 32 (3)

BTNT “O”: 2n_CO2 + n_H2O = n_O(ancol) + 2n_O2 => 2a + b = 0,7 + 2 (4)

Giải (3) và (4) thu được: a = 0,7 và b = 1,3

Nhận thấy: n_O(ancol) = n_CO2 => Các ancol đều có số C bằng số O => Các ancol chỉ có thể là ancol no

=> n _ancol = n_H2O - n_CO2 = 1,3 - 0,7 = 0,6 mol

=> 1 (CH₃OH: u mol) < C _tb = 0,7 : 0,6 = 1,16 < 2 (HO-CH₂-CH₂-OH: v mol)

n_CO2 = u + 2v = 0,7 và u + v = 0,6

Giải được u = 0,5 và v = 0,1

- Phản ứng đốt muối T:

n_C(T) = n_CO2 + n_Na2CO3 = 0,35 + 0,35 = 0,7 mol

n_C(T) = n_COO => Số C trong T bằng số nhóm COO

=> 2 muối là HCOONa (n mol) và (COONa)₂ (m mol)

m _muối = 68n + 134m = 47,3; n_C(muối) = n + 2m = 0,7

=> n = 0,4 và m = 0,15

Vậy A chứa:

HCOOCH₃ (0,2 mol) => m_HCOOCH3 = 0,2.60 = 12 gam

(HCOO)₂C₂H₄ (0,1 mol) => m_(HCOO)2C2H4 = 0,1.118 = 11,8 gam

(COOCH₃)₂ (0,15 mol) => m_(COOCH3)2 = 0,15.118 = 17,7 gam

Nhận thấy (COOCH₃)₂ có khối lượng lớn nhất => %m_Z = 17,7/41,5.100% = 42,65%

Đáp án D