Dạng bài tập về phân tích nguyên tố của hợp chất hữu cơ
Lý thuyết về Dạng bài tập về phân tích nguyên tố của hợp chất hữu cơ
PHÂN TÍCH NGUYÊN TỐ
1. Phân tích định tính
- Mục đích : Xác định nguyên tố nào có trong hợp chất hữu cơ.
- Nguyên tắc : Chuyển các nguyên tố trong hợp chất hữu cơ thành các chất vô cơ đơn giản rồi nhận biết chúng bằng các phản ứng đặc trưng.
+ Xác định C và H: đốt cháy hợp chất hữu cơ rồi cho sản phẩm qua:
Bình 1 đựng $CuS{{O}_{4}}$ khan thấy màu trắng của $CuS{{O}_{4}}$chuyển thành màu xanh của muối ngậm nước $CuS{{O}_{4}}.5{{H}_{2}}O$. Chứng tỏ trong hợp chất hữu cơ có H.
Bình 2 đựng dung dịch nước vôi trong thấy có kết tủa trắng chứng tỏ trong hợp chất hữu cơ có cacbon.
+ Xác định N: bằng cách chuyển N trong hợp chất hữu cơ thành $N{{H}_{3}}$ rồi nhận bằng quỳ tím ẩm
2. Phân tích định lượng
- Mục đích : Xác định thành phần % về khối lượng các nguyên tố có trong phân tử hợp chất hữu cơ.
- Nguyên tắc : Cân chính xác khối lượng hợp chất hữu cơ, sau đó chuyển nguyên tố C thành \[C{{O}_{2}}\] , H thành \[{{H}_{2}}O\] , N thành \[{{N}_{2}}\] , sau đó xác định chính xác khối lượng hoặc thể tích của các chất tạo thành, từ đó tính % khối lượng các nguyên tố.
Chú ý:
- Hấp thụ sản phẩm: hơi nước và khí $C{{O}_{2}}$ bằng ${{H}_{2}}S{{O}_{4}}$ đặc và KOH. Độ tăng khối lượng của mỗi bình chính là khối lượng nước và $C{{O}_{2}}$ tương ứng.
- Hấp thu sản phẩm vào bình đựng nước vôi trong dư thu được kết tủa.
Khối lượng bình tăng lên = khối lượng sản phẩm hấp thụ vào bình
Khối lượng dung dịch thay đổi = $|{{m}_{C{{O}_{2}}\,\,+\,\,{{H}_{2}}O}}-{{m}_{ket\,\,tua}}|$
- Biểu thức tính toán :
${{\mathrm{m}}_{\mathrm{C}}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{12}\mathrm{.}{{\mathrm{m}}_{\mathrm{C}{{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}}}}}{\mathrm{44}}\,\,\mathrm{gam}$; ${{\mathrm{m}}_{\mathrm{H}}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{2}\mathrm{.}{{\mathrm{m}}_{{{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}}\mathrm{O}}}}{\mathrm{18}}\,\,\mathrm{gam}$; ${{\mathrm{m}}_{\mathrm{N}}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{28}\mathrm{.}{{\mathrm{V}}_{{{\mathrm{N}}_{\mathrm{2}}}}}}{\mathrm{22,4}}\,\,\mathrm{gam}$
$\mathrm{ }\!\!%\!\!\text{ C=}\frac{{{\mathrm{m}}_{\mathrm{C}}}\mathrm{.100}}{\mathrm{a}}$; $\mathrm{ }\!\!%\!\!\text{ H=}\frac{{{\mathrm{m}}_{\mathrm{H}}}\mathrm{.100}}{\mathrm{a}}$; $\mathrm{ }\!\!%\!\!\text{ N=}\frac{{{\mathrm{m}}_{\mathrm{N}}}\mathrm{.100}}{\mathrm{a}}$ %O = 100% - %C - %H - %N
Bài tập tự luyện có đáp án
Câu 1: Nguyên tắc chung của phép phân tích định tính các hợp chất hữu cơ là
- A
- B
- C
- D
Theo sgk lớp 11 nguyên tắc chung của phép phân tích định tính các hợp chất hữu cơ là phân huỷ hợp chất hữu cơ thành các chất vô cơ đơn giản, dễ nhận biết.
Câu 2: Đốt cháy hoàn toàn một hợp chất hữu cơ chứa C, H, O trong oxi thu được sản phẩm nào sau đây ?
- A
- B
- C
- D
Đốt cháy hoàn toàn hợp chất hữu cơ thu thu được $ C{ O _ 2 },\,\,{ H _ 2 }O $ . Vì đốt cháy hoàn toàn nên không thể thu được C, CO, $ { H _ 2 } $
Câu 3: Đốt cháy hoàn toàn a (gam) hợp chất hữu cơ X thu được (x mol) $ C{ O _ 2 } $ và (y mol) $ { H _ 2 }O $ . Công thức tính phần trăm khối lượng của C và H theo x, y, a là :
- A
- B
- C
- D
Bảo toàn nguyên tố
$ { n _ C }={ n _{C{ O _ 2 }}}=x\,(mol)=>\%C=\dfrac{{ m _ C }}{{ m _ X }}.100\%=\dfrac{12.x} a .100\% $
$ { n _ H }={ n _{{ H _ 2 }O}}.2=2y\,(mol)=>\%H=\dfrac{{ m _ H }}{{ m _ X }}.100\%=\dfrac{2.y} a .100\% $
Câu 4: Đốt cháy một hợp chất hữu cơ thu được $ { H _ 2 }O,\,\,C{ O _ 2 } $ . Hấp thu sản phẩm cháy vào $ CuS{ O _ 4 } $ khan thấy muối khan chuyển sang màu gì?
- A
- B
- C
- D
\[\text{CuS}{{ O }_ 4 }\] khan hấp thụ nước tạo muối ngậm nước \[\text{CuS}{{ O }_ 4 }.5{ H _ 2 }O\] có màu xanh
Câu 5: Đốt cháy hoàn toàn a (gam) hợp chất hữu cơ X thu được $ C{ O _ 2 },\,\,{ H _ 2 }O $ và V (l) khí $ { N _ 2 } $ (ở đktc). Công thức tính phần trăm khối lượng của N theo a, V là :
- A
- B
- C
- D
$ { n _{{ N _ 2 }}}=\dfrac V {22,4} $ (mol), bảo toàn nguyên tố $ { n _ N }={ n _{{ N _ 2 }}}.2=\dfrac{2.V}{22,4} $
=> $ \%N=\dfrac{{ m _ N }.100} a =\dfrac{14.2.V.100\%}{22,4a}=\dfrac{28.V.100\%}{22,4a} $
Câu 6: Nung một hợp chất hữu cơ X với lượng dư chất oxi hóa CuO người ta thấy thoát ra khí \[C{ O _ 2 }\], hơi \[{ H _ 2 }O\] và $ HCl $ . X chứa những nguyên tố nào ?
- A
- B
- C
- D
Áp dụng bảo toàn nguyên tố: $ X\,+\,CuO\to C{ O _ 2 }+{ H _ 2 }O $ + $ HCl $
Sản phẩm có $ C{ O _ 2 } $ => X chứa C
$ { H _ 2 }O $ => X chứa H
$ HCl $ => X chứa Cl
X có thể chứa O hoặc không chứa oxi
Câu 7: Mục đích của phép phân tích định tính là:
- A
- B
- C
- D
Theo sgk lớp 11 mục đích của phép phân tích định tính là xác định các nguyên tố có mặt trong hợp chất hữu cơ.
Câu 8: Nung một hợp chất hữu cơ X với lượng dư chất oxi hóa CuO người ta thấy thoát ra khí \[C{ O _ 2 }\], hơi \[{ H _ 2 }O\] và khí \[{ N _ 2 }\]. Kết luận nào sau đây chính xác nhất?
- A
- B
- C
- D
Áp dụng bảo toàn nguyên tố: $ X\,\,\,+\,\,\,CuO\to C{ O _ 2 }+{ H _ 2 }O $ + $ { N _ 2 } $
Sản phẩm có $ C{ O _ 2 } $ => X chứa C
$ { H _ 2 }O $ => X chứa H
$ { N _ 2 } $ => X chứa N
X có thể chứa O hoặc không chứa oxi.
Câu 9: Khi đốt cháy một hợp chất hữu cơ chứa C, H, O, N. Người ta cho sản phẩm cháy qua \[\text{CuS}{{ O }_ 4 }\] khan. Vai trò của \[\text{CuS}{{ O }_ 4 }\] khan là :
- A
- B
- C
- D
\[\text{CuS}{{ O }_ 4 }\] khan hấp thu nước tạo thành muối ngậm nước (\[\text{CuS}{{ O }_ 4 }.5{ H _ 2 }O\]) có màu xanh.