Bài tập phản ứng tráng gương (có video)

      BÀI TẬP PHẢN ỨNG TRÁNG GƯƠNG

AgNO₃ + NH₃ + H₂O → AgOH  + NH₄NO₃

AgOH + 2NH₃    → [Ag(NH₃)₂]OH

                                  Phức tan

Đối với anđehít đơn chức ( trừ HCHO) khi thực hiện phản ứng tráng gương dư AgNO₃ trong dung dịch NH₃  ta có phương trình phản ứng:

RCHO + 2[Ag(NH₃)₂]OH → RCOONH₄ + 2Ag + 3 NH₃ + H₂O

Nhận xét: ta thấy tỷ lệ n_RCHO : n _Ag = 1: 2

Riêng đối với anđehit fomic HCHO, phản ứng có thể xảy ra qua 2 giai đoạn theo sơ đồ sau:

HCHO  HCOONH₄ + 2Ag

HCOONH₄  (NH₄)₂CO₃ + 2Ag

­­­Vậy nếu dư AgNO₃ trong dung dịch NH₃  thì tỷ lệ n_HCHO : n _Ag = 1: 4

Đối với anđehit R(CHO)_n khi thực hiện phản ứng tráng gương ta có:

R(CHO)_n   2n Ag

Trong quá trình giải bài tập phần anđehit liên quan đến phản ứng tráng gương cần chú ý một số kỹ năng sau:

- Nếu thực hiện phản ứng tráng gương hỗn hợp 2 anđehit đơn chức trong dư AgNO₃ trong dung dịch NH₃  số mol Ag thu được gấp 2 lần số mol hỗn hợp thì trong hỗn hợp không có anđehit fomic HCHO.

- Nếu thực hiện phản ứng tráng gương hỗn hợp 2 anđehit đơn chức trong dư AgNO₃ trong dung dịch NH₃  số mol Ag thu được lớn hơn 2 lần số mol hỗn hợp thì trong hỗn hợp có anđehit fomic HCHO.

- Nếu thực hiện phản ứng giữa hỗn hợp 2 chất hữu cơ đơn chức trong dư AgNO₃ trong dung dịch NH₃  số mol Ag thu được nhỏ hơn 2 lần số mol hỗn hợp thì trong hỗn hợp không có một chất hữu cơ không tham gia phản ứng tráng gương ( trường hợp này thường được áp dụng khi thực hiện phản ứng oxi hoá hỗn hợp 2 rượu đơn chức để xác định công thức cấu tạo của rượu...).

- Vậy đối với loại bài tập tham gia phản ứng tráng gương của anđehit cần bám chắc vào các dữ kiện đầu bài, kí mã đề bằng ngôn ngữ hoá học và tìm cách biện luận khả năng có thể xảy ra để đi đến kết quả tránh những sai lầm dễ mắc phải...

- Đối với anđehit đa chức 1 mol anđehit cho 2n mol Ag ( n là số nhóm - CHO ).

Bạn đọc cùng  theo dõi bài giảng dưới đây để hiểu nắm chắc phương pháp giải dạng bài tập này. Bài giảng của thầy Nguyễn Hoàng Lâm - giáo viên giỏi và nổi tiếng luyện thi thpt quốc gia trên cả nước - Thuộc trường THPT Yên Hoà – Cầu Giấy.

Ví dụ 1: Cho 0,2 mol hỗn hợp 2 anđehit cùng dãy đồng đẳng no, mạch hở, có số mol bằng nhau phản ứng hoàn toàn với lượng dư AgNO₃ trong dung dịch NH₃  số lượng Ag thu được là 43,2 gam ( hiệu suất 100%). Nếu đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp trên thu được 15,68 lít (ĐKTC) khí CO₂. Công thức phân tử của 2 anđehit là:

Giải: n_Ag = 43,2/108=0,4 mol  => n_Ag : n_{hỗn hợp}   = 2:1 vậy hỗn hợp anđehit là no, đơn chức, mạch hở ( trong hỗn hợp không có HCHO ).

 Gọi công thức trung bình là: CH₂₊₁CHO

    Sơ đồ phản ứng cháy:    CH₂₊₁CHO  → +1 CO₂ 

                                                  0,2 mol            0,7 mol       

 + 1 = 3,5  =>  = 2,5    Trường hợp: n₁ = 0          HCHO loại

                    Trường hợp:  n₁ = 1          CH₃CHO   vì    = 2,5  => (n₁+n₂ ) / 2 = 2,5

                                       Vậy : n₂ = 4    

Trường hợp:    n₁ = 2          = 2,5  => (n₁+n₂ ) / 2 = 2,5  Vậy : n₂ = 3

   đáp án d

Ví dụ 2: Cho 0,1 mol anđehit X tác dụng với dung dịch dư AgNO₃/NH₃  thu được 0,4 mol Ag. Mặt khác cho 0,1 mol X tác dụng hoàn toàn với H₂ thì cần 22,4 lít H₂ (ĐKTC).

Công thức cấu tạo phù hợp với X là:

Giải: Vì 0,1 mol X tác dụng hoàn toàn với H₂ thì cần 0,1 mol H₂ vậy trong X chỉ có một nhóm chức -CHO. Ta có tỷ lệ  n_Ag : n_X   = 4:1 vậy Đáp án: a.

Ví dụ 3: Cho a mol anđehit X, mạch hở tác dụng hoàn toàn với H₂ thì cần  3a mol H₂ và thu được chất hữu cơ Y. Cho Y tác dụng hoàn toàn với Na dư thu được a mol H₂. Đốt cháy hoàn toàn a mol X thu được tối đa 4a mol CO₂.

Công thức cấu tạo phù hợp với X là:

Giải: Vì khi tác dụng với H₂ thì cần  3a mol H₂ vậy trong X có 3 liên kết . Vì Y tác dụng hoàn toàn với Na dư thu được a mol H₂ : trong Y có 2 nhóm chức -OH vậy X có 2 nhóm chức - CHO, và trong gốc hiđrocácbon có một liên kết .

Sơ đồ phản ứng cháy:    C_nH_2n-2 (CHO)₂ → n+2 CO₂ 

                                             a                       4a

Vậy n+2=4   => n=2  Đáp án: c.

Ví dụ 4: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol hỗn hợp A gồm 2 anđêhít đơn chức, toàn bộ sản phẩm cháy cho hấp thụ vào dung dịch nước vôi trong dư, khối lượng bình tăng 12,4 gam và khi lọc thu được tối đa 20 gam kết tủa. Mặt khác cũng cho hỗn hợp trên tác dụng với lượng dư AgNO₃ trong dung dịch NH₃  số lượng Ag thu được là 32,4 gam. Công thức cấu tạo của 2 anđehít là:

Giải: Theo sản phẩm cháy:

Số mol CO₂ = số mol CaCO₃ = 20/100 = 0,2 mol

Khối lượng bình nước vôi trong tăng là: m ( CO₂ + H₂O) = 12,4 gam

=> n_H2O = 3,6/18=0,2 mol vì số mol CO₂ = số mol H₂O nên 2anđehit đều no, đơn chức, mạch hở.

n_Ag = 32,4/108 = 0,3 mol > 2.n _{hỗn hợp A} vậy trong A có chứa HCHO (x mol)

gọi công thức anđêhit còn lại là: C_nH_2n+1CHO (y mol)

Ta có sơ đồ phản ứng tráng gương:

                    HCHO →  4Ag

                        x             4x

            C_nH_2n+1CHO →  2Ag

                        y             2y

Ta có hệ phương trình:   x + y = 0,1  (I)         Từ hệ ta có x = y = 0,05 mol

                                     4x + 2y = 0,3 (II)

 Gọi công thức trung bình là: CH₂₊₁CHO

 Sơ đồ phản ứng cháy:    CH₂₊₁CHO  → +1 CO₂ 

                                                  0,1 mol            0,2 mol        =>  = 1

Vì  số mol 2 anđehit bằng nhau nên ta có :

                                                            1    vậy n = 2

Đáp án: d

Ví dụ 5: Chia m gam một anđehit mạch hở thành 3 phân bằng nhau:

Khử hoàn toàn phần 1 cần 3,36 lít H₂ (đktc)

Phần 2 thực hiện phản ứng cộng với dung dịch Brom có 8 gam Br₂ tham gia phản ứng.

Phần 3 cho tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO₃/NH₃  thu được x gam Ag:

Giá trị của x là:

Giải: Gọi công thức của anđehit là: C_nH_2n+2-m-2a(CHO)_m     z mol

Phần 1:

C_nH_2n+2-m-2a(CHO)_m  + (a+m)H₂ C_nH_2n+2-m(CH₂OH)_m  (I)

       z mol                   z (a+m)mol

Phần 2: C_nH_2n+2-m-2a(CHO)_m  + a Br₂   C_nH_2n+2-m-2aBr_2a(CHO)_m    (II)

                           z mol           z a mol

Phần 3:               C_nH_2n+2-m-2a(CHO)_m   2m Ag     (III)

                               z mol                                          2mz  mol

Ta có: z (a+m) = 0,15   ( theo phương trình I);*

             za = 8/160 = 0,05 ( theo phương trình II);**

từ * và ** ta có zm = 0,1

phần 3 n Ag = 2zm = 0,1x2 = 0,2 mol vậy m Ag = 0,2x108 = 21,6 gam

đáp án a

Ví dụ 6: Cho 0,15 mol một anđehit Y tác dụng hoàn toàn với lượng dư dung dịch AgNO₃/NH₃  thu được  18,6 gam muối amoni của axít hữu cơ. Công thức cấu tạo của anđehit trên là:

Giải: Gọi công thức của anđehit Y là: R(CHO)_n 

Ta có sơ đồ: R(CHO)_n   R(COONH₄)_n 

                      0,15 mol                        0,15 mol

MR(COONH₄)_n  = = 124  => R + 62n = 124

n=1      =>  R=124-62 = 62 (loại)

n=2    =>  R=124-2x62 = 0 Vậy công thức cấu tạo là: OHC-CHO đáp án b

Ví dụ 7: Khi cho 0,l mol X tác dụng với dung dịch AgNO₃ dư/NH₃ ta thu được Ag kim loai. Hoà tan hoàn toàn lượng Ag thu được vào dung dịch HNO₃ đặc nóng dư thu được 8,96 lít NO₂ (ĐKTC). X là:

1. X là anđêhit hai chức
2. X là anđêhitformic
3. X là hợp chất chứa chức – CHO
4. Cả a, b đều đúng
5. Giải: Vì số mol Ag thu được bằng số mol NO₂ = 0,4 mol,

ta thấy tỷ lệ n_X : n _Ag = 1: 4

  Đáp án d