Bài tập về tính chất hóa học của Axit Cacboxylic có giải chi tiết (P2)

Đáp án A

$$\begin{gathered} n_{NaOH}=0,15\left(mol\right); n_{Ag}=0,2\left(mol\right) \\ \Rightarrow n_{HCOOH}=\frac{ n_{Ag}}{2}=0,1\left(mol\right) \\ \Rightarrow n_X=n_{NaOH}-n_{HCOOH}=0,05\left(mol\right) \\ Lại có: m_X=8,2-m_{HCOOH}=3,6\left(g\right) \end{gathered}$$ 

=> M_X = 72 => X là C₂H₃COOH

=> đáp án A đúng

Đáp án B,C: X không tác dụng được với phenol

Đáp án D: X không tác dụng được với CuCl₂ vì đây là muối của axit mạnh hơn X

Đáp án D

Đốt 4,02 gam axit ta có: $n_{H_{2}O}=0,13\left(mol\right)$ 

Với 10,05 gam X, vì X đơn chức nên ta có:

 $$\begin{gathered} n_{axit}=\frac{m_{muối}-m_{axit}}{22}=0,125\left(mol\right) \\ \Rightarrow n_{axit trong 4,02 gram}=\frac{0,125.4,02}{10,05}=0,05\left(mol\right) \\ Vì axit đơn chức \Rightarrow n_{O trong axit}=0,1\left(mol\right) \end{gathered}$$ 

Bảo toàn khối lượng ta có:

$$\begin{gathered} m_{axit}=m_O+m_C+m_H \\ \Rightarrow n_{C trong axit}=n_{C{O}_2 nếu đốt cháy axit}=0,18\left(mol\right) \\ \Rightarrow n_{H_{2}O}=n_{C{O}_2}-n_{axit} \\ \Rightarrow 4,02=16.0,1+m_C+2.0,13\Rightarrow m_C=2,16\left(g\right) \end{gathered}$$  

=> axit không no, có một liên kết đôi trong mạch C

Lại có: $\overline{C}=\frac{0,18}{0,05}=3,6$ 

=>2 axit là C₃H₄O₂ (C₂H₃COOH) và C₄H₆O₂ (C₃H₅COOH)

Đáp án A

Z gồm 1 axit no, đơn chức, mạch hở

=>khi đốt cháy Z ta có  $n_{H_{2}O}=n_{C{O}_2}$

Lại có $m_{C{O}_2}-m_{H_{2}O}=5,46\left(g\right)$ 

 $$\begin{gathered} \Rightarrow n_{H_{2}O}=n_{C{O}_2}=0,21\left(mol\right) \\ Gọi n_{axit}=x\left(mol\right)\Rightarrow n_{O trong axit}=2x\left(mol\right) \\ \Rightarrow m_{axit}=m_C+m_H+m_O \\ =12n_{C{O}_2}+2n_{H_{2}O}+16n_{O trong axit}=2,94+32x \left(g\right) \end{gathered}$$

$$\begin{gathered} Xét \frac{1}{2} hỗ hợp Z \\ \Rightarrow n_{axit }=\frac{1}{2}x\left(mol\right); m_{axit}=1,47+16x\left(g\right) \end{gathered}$$

Vì phản ứng vừa đủ nên áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng ta có:  

 $$\begin{gathered} \Rightarrow \frac{3,9-(1,47+16x)}{22}=\frac{1}{2}x\Rightarrow x=0,09\left(mol\right) \\ \Rightarrow {\overline{C}}_{axit}=\frac{0,21}{0,09}=2,33 \end{gathered}$$ 

Vậy 2 axit là CH₃COOH và C₂H₅COOH

Nhận xét: Đây là bài toán tương đối khó. Ta thấy sau khi tính được số mol H₂O; CO₂ ta không thể tính được số mol của axit. Khi biết khối lượng muối khan ta cũng không thể tính được số mol của axit luôn. Do đó ta nghĩ đến đặt ẩn là số mol axit rồi tìm cách biểu diễn các dữ kiện của bài toán theo ẩn, từ đó tìm được số mol axit. Một kinh nghiệm là khi bài toán đi vào bế tắc và chưa biết làm gì tiếp theo, hãy đặt ẩn một giá trị nào đấy càng liên quan nhiều đến các dữ kiện càng tốt và cố gắng biểu diễn các dữ kiện theo ẩn.

Đáp án B

Gọi công thức chung của ba axit là RCOOH

n_{NaOH dư} = n_HCl = 0,2(mol)

=>n_{NaOH phản ứng} = 0,5 (mol) = n_axit

Cô cạn dung dịch D thu được chất rắn khan E gồm 0,2 mol NaCl va 0,5 mol RCOONa

 $$\begin{gathered} m_E=52,58\left(g\right)=0,2.58,5+(R+67).0,5 \\ \Rightarrow R=14,76 \end{gathered}$$ 

=>trong X có HCOOH

Mà X có 2 axit no, đơn chức, mạch hở là đồng đẳng kế tỉếp

=>X có HCOOH; CH₃COOH

Ta thấy khi đốt cháy axit no, đơn chức, mạch hở ta thu được $n_{C{O}_2}=n_{H_{2}O}$ ; khi đốt cháy axit đơn chức, không no có một liên kết đôi ta thu được $n_{C{O}_2}-n_{H_{2}O}=n_{axit}$.

Do đó ta thấy để tính số mol của axit không no cần tính được số mol H₂O và CO₂ khi đốt cháy axit ban đầu.

Giả sử khi đốt cháy hoàn toàn axit ban đầu thu được X mol CO₂ và y mol H₂O.

Ta cần lập hai phương trình của x và y để từ đó tìm x và y.

$Có m_{RCOONa}=52,58-m_{NaCl}=40,88\left(g\right)$ 

Sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng ta có:

$$\begin{gathered} m_{axit}+22n_{axit}=m_{RCOONa}\Rightarrow m_{axit}=29,88\left(g\right) \\ Mà m_{axit}=m_C+m_H+m_O với n_{O trong axit}=2n_{axit} =1\left(mol\right) \\ \Rightarrow m_{C trong axit}+m_{H trong axit}=13,88\left(g\right)=12x+2y \left(1\right) \end{gathered}$$

Mặt khác xét phản ứng đốt cháy hoàn toàn E thu được NaCl; Na₂CO₃; CO₂ và H₂O

$Trong đó n_{N{a}_{2}C{O}_3}=\frac{1}{2}{n}_{RCOONa }=0,25\left(mol\right); m_{H_{2}O}+m_{C{O}_2}=m_{bình NaOH\hspace{0.17em}tăng}=44,14\left(g\right)$

Bảo toàn nguyên tố C, H ta có tổng khối lượng CO₂ và H₂O khi đốt cháy axit là:

$44x+18y=44,14+44.n_{N{a}_{2}C{O}_3}+18\left(\frac{1}{2}{n}_{RCOOH}\right)=59,64\left(g\right) \left(2\right)$

(1) và (2) suy ra x = 1,02(mol); y = 0,82(mol)

Đến đây ta đã hoàn thành mục đích tính được số mol H₂O và CO₂ khi đốt cháy axit

$$\begin{gathered} \Rightarrow n_{axit không no}=n_{C{O}_2}-n_{H_{2}O}=0,2\left(mol\right) \\ Ta có: n_{C{O}_2 do đốt cháy axit no}\ge 0,3\left(mol\right) \\ \Rightarrow n_{C{O}_2 do đốt cháy axit không no}\ge 0,72\left(mol\right) \\ \Rightarrow C_{ axit không no }\le 3,6 \end{gathered}$$

=>axit không no chỉ có thể là C₂H₃COOH.

Vậy %m_{axit không no} = 48,19%

Chú ý: Đây là bài toán khá khó, cần sử dụng kết hợp các phương pháp bảo toàn khối lượng, tăng giảm khối lượng, bảo toàn nguyên tố. Điểm mấu chốt của bài toán là ta xác định được để tính số mol axit không no cần xét phản ứng đốt cháy axit ban đầu, từ đó đưa bài toán về đốt cháy axit ban đầu.

Đáp án D

X gồm C₁₅H₃₁COOH; C₁₇H₃₅COOH; C₁₇H₃₁COOH

Có n_X = n_NaOH = 0,05(mol); $n_{C{O}_2}=0,85\left(mol\right); n_{H_{2}O}=0,82\left(mol\right)$ 

Áp dụng công thức $n_{C{O}_2}-n_{H_{2}O}=(a-1)n_X$ trong đó a là số liên kết =>trong phân tử X

$$\begin{gathered} Ta có: n_{C{O}_2}-n_{H_{2}O}=2n_{C_{17}{H}_{31}COOH}=0,03\left(mol\right) \\ \Rightarrow n_{C_{17}{H}_{31}COOH}=0,015\left(mol\right) \\ Vậy \%n_{C_{17}{H}_{31}COOH}=30\% \end{gathered}$$

Chú ý: Ở bài toán này điểm mấu chốt là ta phải nhớ tên các axit béo thường gặp. Ta có 5 axit béo thường gặp là axit stearic, axit oleic (C₁₇H₃₃COOH) , axit linoleic, axit linolenic (C₁₇H₂₉COOH), axit panmitic.

Đáp án D

Bảo toàn khối lượng ta có:

m_axit + m_KOH = m_{chất rắn} + $m_{H_{2}O}$ 

$m_{H_{2}O}=6,66\left(g\right) \Rightarrow n_{H_{2}O}=0,37\left(mol\right)$.

Có n_KOH = 0,51(mol) => KOH dư, axit hết

Quan sát các đáp án ta thấy các axit đều đơn chức

$n_{axit}=n_{H_{2}O}=0,37\left(mol\right)$ 

=> M_X = 46 => X là HCOOH

Chú ý: Ở bài toán này nếu không quan sát các đáp án ta sẽ phải xét thêm trường hợp axit 2 chức (vì axit có mạch C không phân nhánh nên chỉ có tối đa 2 chức).

Nếu axit 2 chức $\Rightarrow n_{axit}=\frac{n_{H_{2}O}}{2}=0,175\left(mol\right)$ 

$\Rightarrow M_{axit}=92$(không có chất nào thỏa mãn)

Đáp án D

n_{NaOH dư} = 0,3(mol); n_{NaOH dư} = n_HCl = 0,l(mol)

=> n_{NaOH phản ứng} = n_axit = 0,2 (mol)

Gọi công thức chung của các axit là RCOOH

=> Cô cạn D thu được hỗn hợp muối gồm 0,2 mol RCOONa và 0,1 mol NaCl

$m_{RCOONa}=22,89-0,1.58,5=17,04\left(g\right)$ 

Áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng ta có:

 $m_{RCOONa}=m_{axit}+22n_{axit }\Rightarrow m_{axit}=12,64\left(g\right)$

Gọi số mol CO₂ và H₂O khi đốt cháy A lần lượt là x, y(mol)

Khi hấp thụ sản phẩm cháy vào dung dịch NaOH đặc thì khối lượng bình tăng chính là tổng khối lượng của CO₂ và H₂O => 44x + 18y = 26,72(g) (1)

Lại có: m_axit = m_C + m_H + m_O = $12n_{C{O}_2}+2n_{H_{2}O}$ + 16n _{O trong axit}

Vì axit đơn chức => n_{O trong axit} = 2n_axit = 0,4(mol)

=> 12,64 = 12x+2y+16.0,4 => 12x+2y = 6,24 (2)

(1) và (2) suy ra x = 0,46(mol); y = 0,36(mol)

Khi đốt cháy A ta thấy

$n_{C{O}_2}-n_{H_{2}O}=n_{axit không no}=0,1\left(mol\right) \Rightarrow n_{axit no}=0,1\left(mol\right)$ 

Vì axit không no có ít nhất 3 nguyên tử C trong phân tử

$$\begin{gathered} \Rightarrow n_{C{O}_2 do đốt cháy axit không no}>0,3\left(mol\right) \\ \Rightarrow n_{C{O}_2 do đốt cháy axit no}<0,16\left(mol\right) \end{gathered}$$

=> axit không no chỉ có thể là HCOOH

$$\begin{gathered} \Rightarrow n_{C{O}_2 do đốt cháy axit no}=0,1\left(mol\right) \\ \Rightarrow n_{C{O}_2 do đốt cháy axit không no}=0,36\left(mol\right) \end{gathered}$$

=> 2 axit không no là C₂H₃COOH và C₃H₅COOH.

Gọi số mol của chúng lần lượt là a,b(mol) 

$$\begin{gathered} \Rightarrow \left\{\begin{array}{l}a+b=0,1\\ 3a+4b=0,36\end{array}\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}a=0,04\\ b=0,06\end{array}\right.\right. \\ Vậy \%m_{C_2{H}_{3}COOH} =\frac{0,04.72}{12,64} \end{gathered}$$ 

Chú ý: Ta thấy câu này tương tự như câu 9 nhưng điểm khác là hỗn hợp gồm 1 axit no và 2 axit không no; điểm khác thứ hai là bài toán đã cho đốt cháy hỗn hợp axit ban đầu chứ không phải đốt cháy hỗn hợp muối do đó đơn giản hơn và có định hướng giải rõ ràng hơn rất nhiều

Đáp án D

Giả sử axit hết bảo toàn khối lượng ta có:

m_axit + m_NaOH = m_{chất rắn} + $m_{H_{2}O}$ 

 $$\begin{gathered} \Rightarrow m_{H_{2}O}=13,6+0,2.40-15,28=6,32\left(g\right) \\ \Rightarrow n_{H_{2}O}=0,351\left(mol\right)>n_{NaOH}\Rightarrow vô lý \end{gathered}$$

=> axit không phản ứng hết, n_{axit phản ứng} = n_NaOH = 0,2(mol)

=> chất rắn sau phản ứng chỉ gồm muối natri của axit.

Áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng ta có:

m_{axit phản ứng} = m_muối - 22n_{axit phản ứng}

=> m_{axit phản ứng} = 15,28-0,2.22=10,88(g)

${\overline{M}}_{axit}=\frac{10,88}{0,2}=50,44$ 

=> 2 axit là HCOOH và CH₃COOH

Chú ý: Bài toán nhìn thoạt đầu rất đơn giản, tương tự một số bài ở trên nhưng nếu đọc kĩ đề bài ta sẽ thấy đề bài không cho axit phản ứng hết do đó không thể áp dụng công thức bảo toàn khối lượng ta vẫn áp dụng. Đến đây ta phải xét trường hợp axit phản ứng hết và trường hợp axit dư. Thường các bài toán nếu không cho axit phản ứng hết ngay từ đầu thì sẽ rơi vào trường hợp axit dư. Tuy nhiên ta vẫn phải xét cả 2 trường hợp cho chắc chắn.