a, Cho m gam HCHO tác dụng với AgNO3 trong NH3 thu được 43,2 gam Ag. Tính m…
b, Cho 4,4 gam andehit X no, đơn chức, mạch hở tác dụng với AgNO3 trong NH3 thu được 21,6 gam Ag. Tìm công thức phân tử của X. Viết CTCT và gọi tên A.
Câu a:
Bước 1: Viết phương trình hóa học và xác định tỉ lệ mol.
Anđehit fomic (HCHO) khi tác dụng với dung dịch AgNO₃ trong NH₃ (thuốc thử Tollens) có một điểm rất đặc biệt. Do cấu tạo của HCHO có 2 nguyên tử H linh động, nó có thể được xem như một anđehit có hai nhóm -CHO. Vì vậy, 1 mol HCHO sẽ tạo ra 4 mol Ag.
Phương trình phản ứng:
\[ HCHO + 4AgNO_3 + 6NH_3 + 2H_2O \rightarrow (NH_4)_2CO_3 + 4Ag \downarrow + 4NH_4NO_3 \]
Từ phương trình, ta thấy tỉ lệ:
\[ n_{HCHO} = \frac{1}{4} n_{Ag} \]
Bước 2: Tính số mol của Ag.
Khối lượng mol của Ag là \(M_{Ag} = 108\) g/mol.
Theo đề bài, ta có khối lượng Ag thu được là 43,2 gam.
Số mol Ag là:
\[ n_{Ag} = \frac{m_{Ag}}{M_{Ag}} = \frac{43,2}{108} = 0,4 \text{ (mol)} \]
Bước 3: Tính số mol của HCHO.
Dựa vào tỉ lệ ở Bước 1, ta có:
\[ n_{HCHO} = \frac{1}{4} n_{Ag} = \frac{1}{4} \times 0,4 = 0,1 \text{ (mol)} \]
Bước 4: Tính khối lượng của HCHO.
Khối lượng mol của HCHO là \(M_{HCHO} = 12 + 1 \times 2 + 16 = 30\) g/mol.
Khối lượng HCHO đã dùng là:
\[ m = m_{HCHO} = n_{HCHO} \times M_{HCHO} = 0,1 \times 30 = 3 \text{ (gam)} \]
Kết luận: Vậy giá trị của m là 3 gam.
Câu b:
Bước 1: Phân tích và đặt công thức tổng quát của anđehit X.
Theo đề bài, X là anđehit no, đơn chức, mạch hở.
Công thức tổng quát của dãy đồng đẳng này là \(C_nH_{2n}O\) (với \(n \ge 1\)).
Khối lượng mol của X là \(M_X = 14n + 16\) g/mol.
Bước 2: Tính số mol của Ag.
Số mol Ag thu được là:
\[ n_{Ag} = \frac{m_{Ag}}{M_{Ag}} = \frac{21,6}{108} = 0,2 \text{ (mol)} \]
Bước 3: Viết phương trình và xác định tỉ lệ mol.
Anđehit đơn chức (trừ HCHO) tác dụng với AgNO₃/NH₃ theo tỉ lệ 1:2.
Phương trình tổng quát:
\[ RCHO + 2AgNO_3 + 3NH_3 + H_2O \rightarrow RCOONH_4 + 2Ag \downarrow + 2NH_4NO_3 \]
Ta có 2 trường hợp:
Trường hợp 1: X là HCHO (n = 1).
Khi đó, tỉ lệ là \(n_X : n_{Ag} = 1 : 4\).
\[ n_X = \frac{1}{4} n_{Ag} = \frac{0,2}{4} = 0,05 \text{ (mol)} \]
\[ M_X = \frac{m_X}{n_X} = \frac{4,4}{0,05} = 88 \text{ (g/mol)} \]
Trong khi đó, khối lượng mol của HCHO là 30 g/mol. Vì \(88 \ne 30\), nên trường hợp này bị loại.
Trường hợp 2: X không phải là HCHO (n ≥ 2).
Khi đó, tỉ lệ là \(n_X : n_{Ag} = 1 : 2\).
\[ n_X = \frac{1}{2} n_{Ag} = \frac{0,2}{2} = 0,1 \text{ (mol)} \]
Bước 4: Tìm công thức phân tử của X.
Ta có số mol X là 0,1 mol và khối lượng là 4,4 gam.
Khối lượng mol của X là:
\[ M_X = \frac{m_X}{n_X} = \frac{4,4}{0,1} = 44 \text{ (g/mol)} \]
Thay vào công thức khối lượng mol tổng quát ở Bước 1:
\[ 14n + 16 = 44 \]
\[ 14n = 28 \]
\[ n = 2 \]
Giá trị \(n=2\) thỏa mãn điều kiện \(n \ge 2\).
Vậy công thức phân tử của X là \(C_2H_4O\).
Bước 5: Viết công thức cấu tạo và gọi tên A (tức X).
Với công thức phân tử \(C_2H_4O\) và có nhóm chức anđehit (-CHO), công thức cấu tạo của X là:
CH₃-CHO
Tên gọi của X:
- Tên thay thế (IUPAC): Etanan
- Tên thông thường: Anđehit axetic
(Theo chương trình, các em nên ưu tiên tên thay thế).
Kết luận:
- Công thức phân tử của X: \(C_2H_4O\)
- Công thức cấu tạo của X: CH₃-CHO
- Tên của X: Etanan
Chúc các em học tốt
Đáp án + Giải thích các bước giải:
a) \(n_{Ag} = 0,4\text{ mol}\)
PTHH:
\(HCHO + 4AgNO_3 + 6NH_3 + 2H_2O \longrightarrow (NH_4)_2CO_3 + 4NH_4NO_3 + 4Ag \downarrow\)
Theo PTHH:
\(n_{HCHO} = \dfrac{1}{4}n_{Ag} = \dfrac{1}{4} . 0,4 = 0,1\text{ mol}\)
\(\Rightarrow m_{HCHO} = 0,1 . 30 = 3g\)
b) \(n_{Ag} = 0,2\text{ mol}\)
\(X\) là andehit đơn chức \(\Rightarrow \dfrac{n_{Ag}}{n_X} = 2\)
\(\Rightarrow n_X = \dfrac{0,2}{2} = 0,1\text{ mol}\)
\(\Rightarrow M_X = \dfrac{4,4}{0,1} = 44g/mol \Rightarrow X\) là \(CH_3CHO\)
CTCT: ảnh dưới
Tên: Andehit axetic / Axetandehit