Một số điều cần lưu ý khi giải bài tập liên quan đến tính axit của axit cacboxylic :
1. Phản ứng với dung dịch kiềm :
Bản chất phản ứng là phản ứng trung hịa :
–COOH + OH COO
+ H2O
● Nhận xét : Số mol –COOH phản ứng = Số mol OHphản ứng = Số mol H2O
2. Phản ứng với kim loại :
Axit cacboxylic cĩ thể phản ứng với các kim loại hoạt động mạnh (Na, K, Ba, Ca, Mg, Al…) Bản chất phản ứng là sự oxi hĩa kim loại bằng tác nhân H+ :
–COOH + Na –COONa +
1 2H2
3. Phản ứng với muối :
Axit cacboxylic cĩ thể phản ứng được với một số muối của axit yếu hơn như muối cacbonat, hiđrocacbonat :
2
3 2 2
3 2 2
2( COOH) CO 2( COO ) CO H O
COOH HCO COO CO H O
● Khi làm các bài tập dạng này, cần chú ý đến việc áp dụng các phương pháp : Nhận xét đánh giá, bảo tồn nguyên tố, bảo tồn khối lượng, tăng giảm khối lượng, đường chéo để tìm nhanh kết quả. Ngồi ra nếu đề bài cho các đại lượng như số mol, nồng độ, khối lượng ở dạng tham số thì ta sử dụng phương pháp tự chọn lượng chất, cịn đối với bài tập liên quan đến hỗn hợp các axit thì nên sử dụng phương pháp trung bình.
► Các ví dụ minh họa ◄
Ví dụ 1: Để trung hịa 40 ml giấm ăn cần 25 ml dung dịch NaOH 1M. Biết khối lượng riêng của giấm là 1 g/ml. Vậy mẫu giấm ăn này cĩ nồng độ là :
A. 3,5%. B. 3,75%. C. 4%. D. 5%.
Hướng dẫn giải
Phương trình phản ứng :
CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O (1) mol: 0,025 0,025
3 3
CH COOH NaOH dd CH COOH
n n 0,025.1 0,025 mol; m 40.1 40 gam.
Nồng độ % của CH3COOH là : CH COOH3
0,025.60
C% .100 3,75%.
40
Đáp án B.
Ví dụ 2: Cho 2,46 gam hỗn hợp X gồm HCOOH, CH3COOH, C6H5OH, H2NCH2COOH tác dụng vừa đủ với 40 ml dung dịch NaOH 1M. Tổng khối lượng muối khan thu được sau khi phản ứng là :
A. 3,52 gam. B. 6,45 gam. C. 8,42 gam. D. 3,34 gam.
Hướng dẫn giải
Bản chất của phản ứng giữa hỗn hợp X và NaOH là phản ứng của nguyên tử H linh động trong
nhĩm –OH của phenol hoặc nhĩm –COOH của axit với ion OH
của NaOH. Sau phản ứng nguyên tử H linh động được thay bằng nguyên tử Na.
● Cách 1 : Áp dụng phương pháp bảo tồn khối lượng : Sơ đồ phản ứng :
X + NaOH Muối + H2O (1) mol: 0,04 0,04
Áp dụng định luật bảo tồn khối lượng ta cĩ :
2
muối X NaOH H O
m m m m 2,46 0,04.40 0,04.18 3,34 gam.
● Cách 2 : Áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng :
Cứ 1 mol NaOH phản ứng thì cĩ 1 mol H được thay bằng 1 mol Na nên khối lượng tăng là 23 – 1 = 22 gam. Suy ra cĩ 0,04 mol NaOH phản ứng thì khối lượng tăng là 22.0,04=0,88 gam.
Vậy khối lượng muối = khối lượng X + khối lượng tăng thêm = 2,46 + 0,88 = 3,34 gam.
Đáp án D.
Ví dụ 3: Cho dung dịch axit axetic cĩ nồng độ x% tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH 10% thì thu được dung dịch muối cĩ nồng độ 10,25%. Vậy x cĩ giá trị nào sau đây?
A. 20%. B. 16%. C. 15%. D.13%.
Hướng dẫn giải
Phương trình phản ứng :
CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O mol: 1 1 1 gam: 60 40 82 3 dd CH COOH 60 600.100 m gam. x% x ddNaOH 40 40.100 m 400 gam. 10% 10 60.100 m ( 400) gam. x dd muèi
Nồng độ % của dung dịch muối là : 3 CH COONa 82 C% .100 10,25 60.100 400 x x = 15%. Đáp án C.
Ví dụ 4: Cho Na dư tác dụng với a gam dung dịch CH3COOH. Kết thúc phản ứng, thấy khối lượng
H2 sinh ra là
11a
240 gam. Vậy nồng độ C% dung dịch axit là :
A. 10%. B. 25%. C. 4,58%. D. 36%. Hướng dẫn giải Chọn a = 240 gam. 2 3 2 H CH COOH H O 11 240.C% 240 2,4.C
n 5,5 mol; n 0,04C mol; n mol.
2 60 18
Phương trình phản ứng :
2CH3COOH + 2NaOH 2CH3COONa + H2 (1) 2H2O + 2Na 2NaOH + H2 (2) Từ (1), (2) suy ra : CH COOH3 H O2 H2 240 2,4C n n 2.n 0,04C 2.5,5 C 25 18 . Đáp án B.
Ví dụ 5: Trung hịa 2,7 gam axit cacboxylic A cần vừa đủ 60 ml dung dịch NaOH 1M. A cĩ cơng thức phân tử là :
A. C2H4O2. B. C3H4O2. C. C4H6O4. D. C2H2O4.
Hướng dẫn giải Phương trình phản ứng :
R(COOH)n + nNaOH R(COONa)n + nH2O (1)
mol:
0,06
n 0,06
Theo (1) và giả thiết ta cĩ số mol của R(COOH)n là
0,06 n mol. ● Nếu n = 1 R + 45 = 2,7 45 0,06 R = 0 (loại). ● Nếu n = 2 R + 90 = 2,7 90 0,03 R = 0 (thỏa mãn).
Vậy cơng thức của axit là HOOC – COOH (axit oxalic).
Đáp án D.
Ví dụ 6: Cho 3,0 gam một axit no, đơn chức A tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH. Cơ cạn dung dịch sau phản ứng thu được 4,1 gam muối khan. CTPT của A là :
A. HCOOH. B. C3H7COOH. C. CH3COOH. D. C2H5COOH.
Hướng dẫn giải
Phương trình phản ứng :
RCOOH + NaOH RCOONa + H2O (1) mol : x x
Theo (1) và giả thiết, kết hợp với phương pháp tăng giảm khối lượng ta cĩ : (R + 67)x – (R + 45)x = 4,1 – 3,0 x =0,05 ; R = 15 (CH3–)
Đáp án C.
Ví dụ 7: Cho 5,76 gam axit hữu cơ X đơn chức, mạch hở tác dụng hết với CaCO3 thu được 7,28 gam muối của axit hữu cơ. Cơng thức cấu tạo thu gọn của X là :
A. CH2=CHCOOH. B. CH3COOH.
Hướng dẫn giải
Đặt CTTQ của axit hữu cơ X đơn chức là RCOOH.
2RCOOH + CaCO3 (RCOO)2Ca + CO2 + H2O (1) mol : x 0,5x
Theo (1) và giả thiết, kết hợp với phương pháp tăng giảm khối lượng ta cĩ : (2R + 44.2 + 40).0,5x – (R + 45)x = 7,28 5,76 x = 0,08 5,76 R 45 72 0,08 R = 27 (C2H3–). Vậy CTPT của A là C2H3COOH hay CH2=CHCOOH.
Đáp án A.
Ví dụ 8: Cho 3,6 gam axit cacboxylic no, đơn chức X tác dụng hồn tồn với 500 ml dung dịch gồm KOH 0,12M và NaOH 0,12M. Cơ cạn dung dịch thu được 8,28 gam hỗn hợp chất rắn khan. Cơng thức phân tử của X là :
A. C2H5COOH. B. CH3COOH. C. HCOOH. D. C3H7COOH.
Hướng dẫn giải
Áp dụng định luật bảo tồn khối lượng ta cĩ :
mX + m(KOH, NaOH) = mchất rắn + mnước mnước = 1,08 gam nnước = 0,06 mol. Vì X là axit đơn chức nên nX = nnước = 0,06 mol.
MX = 60 X là CH3COOH.
Đáp án B.
Ví dụ 9: A và B là 2 axit cacboxylic đơn chức. Trộn 1,2 gam A với 5,18 gam B được hỗn hợp X. Để trung hịa hết X cần 90 ml dung dịch NaOH 1M. A, B lần lượt là :
A. Axit acrylic, axit axetic. B. Axit axetic, axit propionic.