Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp A gồm 3 este X, Y, Z (đều mạch hở...

Phương pháp:
Bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối lượng.
Sơ đồ bài toán:
$m\left( g \right)A\left| \begin{aligned}
& \xrightarrow{+{{O}_{2}}}{{n}_{C{{O}_{2}}}}-{{n}_{{{H}_{2}}O}}=0,25\left( mol \right) \\
& \xrightarrow{+NaOH}\left\{ \begin{aligned}
& 22,2\left( g \right)ancol \\
& Muoi T\xrightarrow{+{{O}_{2}}:0,275}\left\{ \begin{aligned}
& C{{O}_{2}} \\
& {{H}_{2}}O:0,2 \\
& N{{a}_{2}}C{{O}_{3}}:0,35 \\
\end{aligned} \right. \\
\end{aligned} \right. \\
\end{aligned} \right.$
Hướng dẫn giải:
Sơ đồ bài toán:
$m\left( g \right)A\left| \begin{aligned}
& \xrightarrow{+{{O}_{2}}}{{n}_{C{{O}_{2}}}}-{{n}_{{{H}_{2}}O}}=0,25\left( mol \right) \\
& \xrightarrow{+NaOH}\left\{ \begin{aligned}
& 22,2\left( g \right)ancol \\
& Muoi T\xrightarrow{+{{O}_{2}}:0,275}\left\{ \begin{aligned}
& C{{O}_{2}} \\
& {{H}_{2}}O:0,2 \\
& N{{a}_{2}}C{{O}_{3}}:0,35 \\
\end{aligned} \right. \\
\end{aligned} \right. \\
\end{aligned} \right.$
Do các este đều mạch hở và chỉ chứa chức este nên không phải là este của phenol.
- Xét phản ứng đốt muối T:
${{n}_{COO}}={{n}_{NaOH}}=2{{n}_{Na2CO3}}=0,7mol\to {{n}_{O\left( T \right)}}=2{{n}_{COO}}=1,4mol~$
BTNT "O": ${{n}_{O\left( T \right)}}+{{2}_{nO2\left( otT \right)}}=2{{n}_{C{{O}_{2}}}}+{{n}_{{{H}_{2}}O}}+3{{n}_{Na2CO3}}=1,4+0,275.2=2{{n}_{C{{O}_{2}}}}+0,2+0,35.3~$
$\to {{n}_{C{{O}_{2}}}}=0,35mol~$
BTKL: ${{m}_{muoi}}={{m}_{C{{O}_{2}}}}+{{m}_{{{H}_{2}}O}}+{{m}_{Na2CO3}}-{{m}_{O2\left( otT \right)}}=0,35.44+0,2.18+0,35.1060,275.32=47,3gam$
– Xét phản ứng thủy phân A trong NaOH:
BTKL: ${{m}_{A}}={{m}_{muoi}}+{{m}_{ancol}}{{m}_{NaOH}}=47,3+22,20,7.40=41,5gam$
- Xét phản ứng đốt A:
Đặt ${{n}_{CO2}}=xv\grave{a}{{n}_{H2O}}=y\left( mol \right)~$
$+{{n}_{O\left( A \right)}}=2{{n}_{COO}}=1,4mol.$ BTKL: ${{m}_{A}}={{m}_{C}}+{{m}_{H}}+{{m}_{O}}\to 12x+2y+1,4.16=41,5\left( 1 \right)$
$+ {{n}_{C{{O}_{2}}}}{{n}_{{{H}_{2}}O}}=0,25\to x-y=0,25\left( 2 \right)~$
Giải hệ (1) và (2) thu được x= 1,4 và y= 1,15
BTNT "O": ${{n}_{O2\left( otA \right)}}=\left[ 2{{n}_{C{{O}_{2}}}}+{{n}_{{{H}_{2}}O}}-nO\left( A \right) \right]/2=\left( 2.1,4+1,151,4 \right)/2=1,275mol$
- Xét phản ứng đốt ancol (phản ứng giả sử):
$~{{n}_{O2\left( o\tan col \right)}}={{n}_{O2\left( otA \right)}}{{n}_{O2\left( ot T \right)}}=1,2750,275=1mol$
Đặt ${{n}_{C{{O}_{2}}}}=a,{{n}_{{{H}_{2}}O}}=b\left( mol \right)~$
BTKL: $mcO2+mH2O=mancol+{{m}_{{{O}_{2}}}}_{\left( o\tan col \right)}+44a+18b=22,2+32\left( 3 \right)~$
BTNT "O": $2{{n}_{C{{O}_{2}}}}+{{n}_{{{H}_{2}}O}}={{n}_{O\left( ancol \right)}}+2{{n}_{{{O}_{2}}}}+2a+b=0,7+2\left( 4 \right)$
Giải (3) và (4) thu được: a= 0,7 và b = 1,3
Nhận thấy: ${{n}_{O\left( ancol \right)}}={{n}_{C{{O}_{2}}}}\to $ Các ancol đều có số C bằng số O $\to $ Các ancol chỉ có thể là ancol no
$\to {{n}_{ancol}}={{n}_{{{H}_{2}}O}}-{{n}_{C{{O}_{2}}}}=1,3-0,7=0,6mol~$
$\to 1\left( C{{H}_{3}}OH:umol \right)<Ctb=0,7:0,6=1,16<2\left( HO-C{{H}_{2}}-C{{H}_{2}}-OH:vmol \right)~$
${{n}_{C{{O}_{2}}}}=u+2v=0,7 v\grave{a} u+v=0,6~~$
Giải được $u=0,5v\grave{a}v=0,1$
- Phản ứng đốt muối T:
$nc\left( T \right)={{n}_{C{{O}_{2}}}}+{{n}_{N{{a}_{2}}C{{O}_{3}}}}=0,35+0,35=0,7mol$
${{n}_{C\left( T \right)}}={{n}_{COO}}\to $ Số C trong T bằng số nhóm COO
$\to 2$ muối là $HCOONa\left( nmol \right)$ và ${{\left( COONa \right)}_{2}}\left( mmol \right)$
${{m}_{muoi}}=68n+134m=47,3;{{n}_{\left( muoi \right)}}=n+2m=0,7~$
$\to n=0,4v\grave{a}m=0,15~$
Vậy A chứa:
$HCOOC{{H}_{3}}\left( 0,2mol \right)$ $\to {{m}_{HCOOC{{H}_{3}}}}=0,2.60=12gam$
${{\left( HCOO \right)}_{2}}{{C}_{2}}{{H}_{4}}\left( 0,1mol \right)\to {{m}_{{{\left( HCOO \right)}_{2}}{{C}_{2}}{{H}_{4}}}}=0,1.118=11,8gam$
${{\left( COOC{{H}_{3}} \right)}_{2}}\left( 0,15mol \right)\to {{m}_{{{\left( COOC{{H}_{3}} \right)}_{2}}}}=0,15.118=17,7gam$
Nhận thấy ${{\left( COOC{{H}_{3}} \right)}_{2}}$ có khối lượng lớn nhất $\to \%{{m}_{Z}}=17,7/41,5.100\%=42,65\%$