1. Từ cây đại hồi, người ta tách được chất hữu cơ X (chỉ chứa C, H, O) dùng làm nguyên

Câu hỏi số 345079:

Vận dụng cao

1. Từ cây đại hồi, người ta tách được chất hữu cơ X (chỉ chứa C, H, O) dùng làm nguyên liệu cơ sở cho việc sản xuất thuốc Tamiflu - dùng phòng chống cúm gia cầm. Đốt cháy hoàn toàn chất X thu được CO₂ và H₂O theo tỉ lệ khối lượng tương ứng là 154 : 45. Biết trong chất X, oxi chiếm 45,977% về khối lượng và tỉ khối của chất X so với H₂ nhỏ hơn 100.

a) Xác định công thức phân tử chất X.

b) Đốt cháy hoàn toàn m gam chất X bằng oxi dư, rồi hấp thụ toàn bộ CO₂ thu được vào 200ml dung dịch Y chứa hỗn hợp Ba(OH)₂ 0,35M và NaOH 0,175M thì thu được chất kết tủa. Xác định khoảng giá trị của m để khối lượng chất kết tủa luôn đạt giá trị cực đại.

2. Hỗn hợp X gồm sắt (II) nitrat và sắt (II) cacbonat đều kém bền với nhiệt và bị phân hủy mạnh ở nhiệt độ cao. Nung m gam hỗn hợp X (trong đó cacbon chiếm 7,45% khối lượng hỗn hợp) ở nhiệt độ cao, trong chân không. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được chất rắn Y và 13,44 lít hỗn hợp khí (đktc). Cho toàn bộ chất rắn Y tác dụng với dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng, dư thu được V lít (đkct) khí SO₂ duy nhất. Tìm giá trị của m, V.

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:345079

Phương pháp giải

1. a) Xác định công thức phân tử dựa vào việc tìm công thức đơn giản nhất và khoảng phân tử khối đã cho.

b) Thứ tự phản ứng khi hấp thụ từ từ CO₂ vào dung dịch hỗn hợp Ba(OH)₂ và NaOH:

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

(2) CO₂+ 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

(3) CO₂ + Na₂CO₃ + H₂O → 2NaHCO₃

(4) CO₂ + BaCO₃↓ + H₂O → Ba(HCO₃)₂

Như vậy, BaCO₃ đạt cực đại khi (1) vừa kết thúc và (4) vừa bắt đầu.

2. Do hỗn hợp Y tác dụng với H₂SO₄ đặc thu được SO₂ nên Y chứa FeO, Fe₂O₃

=> Hỗn hợp khí thu được sau khi nung chỉ chứa NO₂, CO₂ (không chứa O₂).

Đặt n_Fe(NO3)2 = x và n_FeCO3= y (mol)

+ Phần trăm của C trong hỗn hợp X là 7,45% nên ta có => lập được PT (1)

+ Số mol hỗn hợp khí thu được sau khi nung:

BTNT "N": n_NO2 = 2n_Fe(NO3)2 = 2x (mol)

BTNT "C": n_CO2 = n_FeCO3 = y (mol)

Lập phương trình với mol khí => được PT (2)

Giải hệ (1) và (2) được x = ? và y = ? => m = ? gam

Giả sử hỗn hợp chất rắn Y chứa: FeO (a mol) và Fe₂O₃ (b mol)

+ BTNT "Fe" => PT (3)

+ BTNT "O": => PT (4)

Giải hệ (3) và (4) được a = ? và b = ?

Viết PTHH FeO, Fe₂O₃ phản ứng với H₂SO₄ đặc sẽ tìm được V_SO2(đktc) thu được = ?

Giải chi tiết

a) m_CO2 : m_H2O = 154 : 45 => n_CO2 : n_H2O = \({{154} \over {44}}:{{45} \over {18}}\) = 7 : 5

Giả sử n_CO2 = 7 mol và n_H2O = 5 mol

Bảo toàn nguyên tố C, H ta có: n_C = n_CO2 = 7 mol; n_H = 2n_H2O = 10 mol

Giả sử: n_C : n_H : n_O = 7 : 10 : n (n có thể là số không nguyên)

Oxi chiếm 45,977% phân tử khối của X => \({{16n} \over {12.7{\rm{ }} + {\rm{ }}10{\rm{ }} + {\rm{ }}16n}}.100\% \) = 45,977% => n = 5

n_C : n_H : n_O = 7 : 10 : 5 => CTĐGN của X là C₇H₁₀O₅ => CTPT của X có dạng (C₇H₁₀O₅)_k

Mà X có tỉ khối hơi so với H₂ nhỏ hơn 100 nên suy ra M_X < 200

=> 174k < 200 => k < 1,15 => k = 1

Vậy CTPT của X là C₇H₁₀O₅

b) n_Ba(OH)2= 0,2.0,35 = 0,07 mol; n_NaOH = 0,2.0,175 = 0,035 mol

n_X = m_C7H10O5= m/174 (mol)

BTNT "C": n_CO2 = 7n_X = 7m/174 (mol)

Thứ tự phản ứng khi hấp thụ từ từ CO₂ vào dung dịch hỗn hợp Ba(OH)₂ và NaOH:

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

(2) CO₂+ 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

(3) CO₂ + Na₂CO₃ + H₂O → 2NaHCO₃

(4) CO₂ + BaCO₃↓ + H₂O → Ba(HCO₃)₂

Như vậy, BaCO₃ đạt cực đại khi (1) vừa kết thúc và (4) vừa bắt đầu.

*Khi (1) vừa kết thúc:

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

n_CO2 = n_Ba(OH)2 = 0,07 mol hay 7m/174 = 0,07 => m = 1,74 gam

*Khi (3) vừa kết thúc (khi (4) vừa bắt đầu):

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

0,07 ← 0,07 → 0,07 (mol)

(2) CO₂+ 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

0,0175 ← 0,035 → 0,0175 (mol)

(3) CO₂ + Na₂CO₃ + H₂O → 2NaHCO₃

0,0175 ← 0,0175 (mol)

=> n_CO2 = 0,07 + 0,0175 + 0,0175 = 0,105 mol => 7m/174 = 0,105 => m = 2,61 gam

Vậy 1,74 gam ≤ m ≤ 2,61 gam

Do hỗn hợp Y tác dụng với H₂SO₄ đặc thu được SO₂ nên Y chứa FeO, Fe₂O₃

=> Hỗn hợp khí thu được sau khi nung chỉ chứa NO₂, CO₂ (không chứa O₂).

Đặt n_Fe(NO3)2 = x và n_FeCO3= y (mol)

+ Phần trăm của C trong hỗn hợp X là 7,45% nên ta có:\(\% {m_C} = {{12y} \over {180x + 116y}}.100\% = 7,45\% \)

(1)

+ Số mol hỗn hợp khí thu được sau khi nung:

BTNT "N": n_NO2 = 2n_Fe(NO3)2 = 2x (mol)

BTNT "C": n_CO2 = n_FeCO3 = y (mol)

=> n _khí= 2x + y = 13,44/22,4 (2)

Giải hệ (1) và (2) được x = 0,1 và y = 0,4

=> m = 180.0,1 + 116.0,4 = 64,4 gam

Giả sử hỗn hợp chất rắn Y chứa: FeO (a mol) và Fe₂O₃ (b mol)

+ BTNT "Fe": n_FeO + 2n_Fe2O3 = n_Fe(NO3)2 + n_FeCO3 hay a + 2b = 0,1 + 0,4 (3)

+ BTNT "O": 6n_Fe(NO3)2 + 3n_FeCO3 = n_FeO + 3n_Fe2O3 + 2n_NO2 + 2n_CO2

hay 6.0,1 + 3.0,4 = a + 3b + 2.0,2 + 2.0,4 (4)

Giải hệ (3) và (4) được a = 0,3 và b = 0,1

- Xét phản ứng của Y với H₂SO₄ đặc:

2FeO + 4H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + 4H₂O

Fe₂O₃ + 3H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O

Theo PTHH: n_SO2 = 0,5.n_FeO= 0,5.0,3 = 0,15 mol

=> V = 0,15.22,4 = 3,36 lít

PH/HS 2K10 THAM GIA NHÓM ĐỂ CẬP NHẬT ĐIỂM THI, ĐIỂM CHUẨN MIỄN PHÍ!

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Học trực tuyến lớp 9 và Lộ trình UP10 trên Tuyensinh247.com Đầy đủ khoá học các bộ sách: Kết nối tri thức với cuộc sống; Chân trời sáng tạo; Cánh diều. Lộ trình học tập 3 giai đoạn: Học nền tảng lớp 9, Ôn thi vào lớp 10, Luyện Đề. Bứt phá điểm lớp 9, thi vào lớp 10 kết quả cao. Hoàn trả học phí nếu học không hiệu quả. PH/HS tham khảo chi tiết khoá học tại: Link