Đốt cháy hoàn toàn 0,672 lít (đktc) hỗn hợp khí gồm CH4 và CxH2x (trong đó x≤4, CH4 chiếm dưới 50% thể tích) rồi cho sản phẩm cháy hấp thụ vào 350 ml dung dịch Ba(OH)2 0,2M thấy tạo ra 9,85 gam kết tủa. Xác định công thức phân tử của CxH2x.
Trong hỗn hợp đều đặt số mol metan là a, số mol CxH2x là b.
Ta có: a < 50% . 0,03= 0,015
0,015 < b < 0,03; (a + b) = = 0,03 mol
Số mol Ba(OH)2 = 0,35. 0,2 – 0,07 mol
Số mol BaCO3 là = 0,05 mol
PTHH:
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O (1)
a mol → a mol
2CxH2x + 3xO2 → 2xCO2 + 2xH2O (2)
b mol → xb mol
CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O (3)
CO2 + BaCO3 + H2O → Ba(HCO3)2 (4)
= 0,05 < = 0,07 => Xét hai trường hợp:
Trường hợp 1: Ba(OH)2 dư (không xảy ra phản ứng 4) :
Số mol CO2 = Số mol BaCO3 = 0,05 mol
Hệ pt :
a+ b = 0,03 (a)
a + xb = 0,05 (b)
Từ (a) (b) suy ra :
b( x – 1) =0,02
b =
Ta có: 0,015 < b < 0,03 => 0,015 < < 0,03 => 1,67 < x < 2,33 => x =2
Vậy CTPT của CxH2x là C2H4.
Trường hợp 2: Ba(OH)2 thiếu, CO2 hòa tan một phần kết tủa theo phản ứng (4) :
Số mol CO2 = 2. - ↓ = 0,07. 2 – 0,05 = 0,09 mol
Hệ PT:
(c) a + b = 0,03
(d) (a + xb) = 0,09
Suy ra: b(x -1) = 0,06 => b =
=> 0,015 < < 0,03
=> 3 < x < 5 => x = 4
Vậy CTPT hiđrocacbon là C4H8.