Bài tập điều chế ethylic alcohol lớp 9 (cách giải + bài tập)

Chuyên đề phương pháp giải bài tập điều chế ethylic alcohol lớp 9 chương trình sách mới hay, chi tiết với bài tập tự luyện đa dạng giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập điều chế ethylic alcohol.

Bài tập điều chế ethylic alcohol lớp 9 (cách giải + bài tập)

A. Lý thuyết và phương pháp giải

- Ethylic alcohol được điều chế bằng phương pháp lên men các nguyên liệu chứa tinh bột (gạo, ngô, sắn,…). Ngoài ra, người ta còn sử dụng phụ phẩm của công nghiệp sản xuất đường (rỉ đường), nguyên liệu chứa cellulose (rơm, rạ, gỗ phế liệu,…) để sản xuất ethylic alcohol.

- Phương pháp giải:

+ Sơ đồ phản ứng theo tỉ lệ mol: ${\left(C_6{H}_{10}{O}_5\right)}_n\underset{{\text{H}}_2\text{O}}{\overset{\text{enzyme}}{\to }}n{C}_6{H}_{12}{O}_6\underset{{\text{-CO}}_2}{\overset{\text{enzyme}}{\to }}2n{C}_2{H}_{5}OH$

+ Từ sơ đồ phản ứng ta có: $n_{C_2{H}_{5}OH}=2n_{C_6{H}_{12}{O}_6}=2.n.n_{{\left(C_6{H}_{10}{O}_5\right)}_n}=2.n.\frac{m_{{\left(C_6{H}_{10}{O}_5\right)}_n}}{162n}=\frac{m_{{\left(C_6{H}_{10}{O}_5\right)}_n}}{81}$

- Các công thức liên quan:

+ Khối lượng riêng: D = $\frac{m}{V}$

+ Độ cồn = $\frac{V_c}{V_c+V_{H_{2}O}}.100$

-  Với dạng bài có hiệu suất cần lưu ý công thức:

+ Với chất tham gia: H% = $\frac{n_{lt}}{n_{tt}}.100\%=\frac{m_{lt}}{m_{tt}}.100\%$

Trong đó: 

n_tt: số mol chất tham gia phản ứng thực tế; 

n_lt: số mol chất tham gia phản ứng theo lý thuyết;

m_tt: khối lượng chất tham gia phản ứng thực tế; 

m_lt: khối lượng chất tham gia phản ứng theo lý thuyết.

+ Với chất sản phẩm: H% = $\frac{n_{tt}}{n_{lt}}.100\%=\frac{m_{tt}}{m_{lt}}.100\%$

Trong đó: 

n_tt: số mol sản phẩm thực tế; 

n_lt: số mol sản phẩm lý thuyết;

m_tt: khối lượng sản phẩm thực tế; 

m_lt: khối lượng sản phẩm theo lý thuyết.

B. Ví dụ minh hoạ

Ví dụ 1. Tính thể tích ethylic alcohol tạo thành khi lên men 1 tấn ngô. Biết rằng trong hạt ngô, tinh bột chiếm 81% về khối lượng và hiệu suất toàn bộ quá trình lên men tạo thành ethylic alcohol là 70%, khối lượng riêng của ethylic alcohol là 0,789 g/mL.

Hướng dẫn giải

(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O  $\stackrel{enzyme}{\to }$ nC₆H₁₂O₆ (1)

C₆H₁₂O₆   $\stackrel{enzyme}{\to }$ 2C₂H₅OH + 2CO₂ (2)

Khối lượng tinh bột trong 1 tấn ngô: 0,81.10⁶ = 81.10⁴ (g).

Từ (1) và (2) ta có:  $n_{C_2{H}_{5}OH}=2n.n_{{\left(CHO\right)}_n}=2n.\frac{{81.10}^4}{162.n}={10}^4\text{ (mol).}$

$\Rightarrow m_{C_2{H}_{5}OH}={10}^4.46={46.10}^4\text{ (g).}$

$\Rightarrow V_{C_2{H}_{5}OH}=\frac{{46.10}^4}{0,789}=58,{3.10}^4\text{ (mL).}$

Do hiệu suất chung của quá trình là 70% nên thể tích ethylic alcohol thực tế thu được là:

$V_{C_2{H}_{5}OH}=58,{3.10}^4\cdot \frac{70}{100}=40,{81.10}^4\text{ (mL)}=408,1\text{ (L).}$

Ví dụ 2. Giả sử có 1 kg nho tươi có chứa khoảng 45 g glucose. Biết hiệu suất lên men đạt 81%, khối lượng riêng của rượu: D = 0,789 g/mL. Khi lên men 9 kg nho sẽ thu được bao nhiêu lít rượu nho 9,2°?

Hướng dẫn giải

Khối lượng glucose có trong 9 kg nho tươi:

 $m_{C_6{H}_{12}{O}_6}=45.9=405\text{ (g)}$ $\Rightarrow n_{C_6{H}_{12}{O}_6}=\frac{m_{C_6{H}_{12}{O}_6}}{M_{C_6{H}_{12}{O}_6}}=\frac{405}{180}=2,25\text{ (mol)}$

$\text{PTHH: }{C}_6{H}_{12}{O}_6\stackrel{\text{enzyme}}{\to }2C_2{H}_{6}O+2C{O}_2$

Vì hiệu suất của phản ứng là 81% và theo PTHH, ta có:

$n_{C_2{H}_{5}OH}=2.n_{C_6{H}_{12}{O}_6}.H\%=2.2,25.81\%=3,645\text{ (mol)}$

⟹ $V_{C_2{H}_{5}OH}=\frac{m_{C_2{H}_{5}OH}.100}{D_{C_2{H}_{5}OH}.9,2}=\frac{3,\mathrm{645.46.100}}{0,789.9,2}\text{ (mL)}\approx 2309,89\text{ (mL)}$.

C. Bài tập tự luyện

Câu 1. Một cơ sở sản xuất cổn thực phẩm 98^o từ 1,62 tấn hạt ngô chứa 40% tinh bột. Biết hiệu suất của quá trình sản xuất đạt 80%. Thể tích cồn thu được là

A. 380,745.

B. 753,122.

C. 162,532.

D. 648,745.  

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Theo đề bài, ta có khối lượng tinh bột có trong 1,62 tấn hạt ngô:

 $m_{tb}=\frac{1,62\times {10}^6\times 40}{100}=0,648\times {10}^6\text{ (g)}$ $\Rightarrow n_{tb}=\frac{0,648\times {10}^6}{162n}=\frac{1}{n}\times 0,4\times {10}^4\text{ (mol).}$

Phương trình hoá học của phản ứng:

${\left(C_6{H}_{10}{O}_5\right)}_n+n{H}_{2}O\stackrel{\text{enzyme}}{\to }n{C}_6{H}_{12}{O}_6\left(1\right)$

$C_6{H}_{12}{O}_6\stackrel{\text{enzyme}}{\to }2C_2{H}_{5}OH+2C{O}_2\left(2\right)$

Theo các phương trình hoá học (1) và (2), ta có:

$n_{C_2{H}_{5}OH}=2n\times n_{tb}=2n\times \frac{1}{n}\times 0,4\times {10}^4=0,8\times {10}^4\text{ (mol)}$

Vì hiệu suất phản ứng đạt 80%, nên ta có: $n_{C_2{H}_{5}OH}=\frac{0,8\times {10}^4\times 80}{100}=0,64\times {10}^4(\text{mol)}$

⟹ V _{cồn 98° $=\frac{0,64\times {10}^4\times 100\times 46}{0,789\times 98}=380,745\times {10}^3\text{ (mL)}=380,745\text{ (L)}$}

Vậy thể tích cồn thu được là 380,745 L.

Câu 2. Tính lượng glucose cần lên men để sản xuất 100 L cồn y tế 70°, biết hiệu suất của quá trình lên men là 80%, khối lượng riêng của ethylic alcohol là 0,789 g/mL.

A. 1440.

B. 7531.

C. 5523.

D. 1200.  

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

100 L cồn y tế 70° chứa 70 L ethylic alcohol nguyên chất, tương đương với: 70.0,789 = 55,23 (kg).

PTHH: $C_6{H}_{12}{O}_6\stackrel{\text{enzyme}}{\to }2C_2{H}_{5}OH+2C{O}_2$

                  1                       2                       (mol)

Số mol ethylic alcohol tạo thành: $\frac{55,23.1000}{46}={12.10}^3\text{ (mol)}$

Số mol glucose cần thiết: $\frac{{12.10}^3}{2}.\frac{100}{80}=7,{5.10}^3\text{ (mol).}$

Khối lượng glucose cần thiết: $7,{5.10}^3.192={1440.10}^3\text{ (g)}=1440\text{ (kg)}$

Câu 3. Từ 1 tấn tinh bột ngô có thể sản xuất được bao nhiêu lít xăng E5 (chứa 5% ethylic alcohol về thể tích), biết tinh bột ngô chứa 75% tinh bột, hiệu suất chung của cả quá trình điều chế ethylic alcohol là 70%, khối lượng riêng của ethylic alcohol là 0,789 g/mL.

A. 7557,6.

B. 7531.

C. 3779.

D. 1620.  

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

${\left(C_6{H}_{10}{O}_5\right)}_n+n{H}_{2}O\to n{C}_6{H}_{12}{O}_6\left(1\right)$

$C_6{H}_{12}{O}_6\to 2C_2{H}_{5}OH+2C{O}_2\left(2\right)$

Khối lượng tinh bột $={10}^6.0,75={75.10}^4\text{ (g)}$

Từ (1) và (2) ta có: $n_{C_2{H}_{5}OH}=2n.n_{{\left(C_6{H}_{10}{O}_5\right)}_n}=2n.\frac{{75.10}^4}{162.n}=\frac{{150.10}^4}{162}\text{ (mol)}$

⟹ $m_{C_2{H}_{5}OH}=\frac{{150.10}^4}{162}.46=\frac{{69.10}^6}{162}\text{ (g)}$

⟹ $V_{C_2{H}_{5}OH}=\frac{{69.10}^6}{162.0,789}\text{ (mL).}$

Do hiệu suất chung của cả quá trình là 70% nên thể tích ethylic alcohol thực tế thu được là:

$V_{C_2{H}_{5}OH}=\frac{{69.10}^6}{162.0,789}.0,7=377,{9.10}^3\text{ (mL)}=377,9\text{ (L)}$

Thể tích xăng E5 là: $V_{E5}=\frac{377,88.100}{5}=7557,6\text{ (L)}$

Câu 4. Củ sắn khô chứa 38% khối lượng là tinh bột, còn lại là các chất không có khả năng lên men thành ethylic alcohol. Tính khối lượng ethylic alcohol thu được khi lên men 1 tấn sắn khô với hiệu suất của cả quá trình là 81%.

A. 172,6.

B. 162,5.

C. 174,8.

D. 181,6.  

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Quá trình lên men: ${\left(C_6{H}_{10}{O}_5\right)}_n\underset{{\text{H}}_2\text{O}}{\overset{\text{enzyme}}{\to }}n{C}_6{H}_{12}{O}_6\underset{{\text{-CO}}_2}{\overset{\text{enzyme}}{\to }}2n{C}_2{H}_{5}OH$

Từ quá trình trên, tính được khối lượng ethylic alcohol là:

 $m=\frac{1000.38}{100.162n}\mathrm{.2.46}n.\frac{81}{100}=174,8\left(kg\right).$

Câu 5. Có thể điều chế ethylic alcohol bằng cách lên men

A. dầu thực vật

B. giấm ăn

C. tinh bột

D. dầu thô

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Có thể điều chế ethylic alcohol bằng cách lên men tinh bột.

Câu 6. Trong công nghiệp chế biến đường từ mía, nho, củ cải đường sẽ tạo ra sản phẩm phụ, gọi là rỉ đường hay rỉ mật, sử dụng rỉ đường để lên men tạo ra ethylic alcohol trong điều kiện thích hợp, hiệu suất cả quá trình là 90%. Khối lượng ethylic alcohol thu được từ 1 tấn rỉ đường mía là

A. 172,6.

B. 242,214.

C. 192,4.

D. 484,214.  

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O ⟶ C₆H₁₂O₆ (glucose) + C₆H₁₂O₆ (fructose)

    2,924            ⟶            2,924                     2,924                      (mol)

C₆H₁₂O₆ (glucose/ fructose) ⟶ 2C₂H₅OH + 2CO₂

   2 × 2,924                 ⟶             2 × 2,924                                   (mol)

Khối lượng ethylic alcohol thu được với hiệu suất 90%:

$m_{C_2{H}_{5}OH}=2\times 2\times 2,924\times 46\times 90\%=484,214\left(kg\right)$

Câu 7. Khối lượng ethylic alcohol có thể thu được từ 1 tấn tinh bột là (Biết hiệu suất của quá trình lên men đạt 90%).

A. 514 kg.

B. 484 kg.

C. 567,7 kg.

D. 511 kg.  

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Ta có quá trình: ${\left(C_6{H}_{10}{O}_5\right)}_n\underset{{\text{H}}_2\text{O}}{\overset{\text{enzyme}}{\to }}n{C}_6{H}_{12}{O}_6\underset{{\text{-CO}}_2}{\overset{\text{enzyme}}{\to }}2n{C}_2{H}_{5}OH$

Từ quá trình trên, tính được khối lượng ethylic alcohol là:

 $m=\frac{1000}{162n}.2n\mathrm{.46.}\frac{90}{100}=511\left(kg\right).$

Câu 8. Với 1 tấn nguyên liệu cellulose khô có thể tạo ra khoảng 240 lít ethylic alcohol. Biết rằng khối lượng riêng của ethylic alcohol là 0,79 g/mL. Hiệu suất của quá trình điều chế là

A. 66,67%.

B. 33,38%.

C. 70%.

D. 44,44%.  

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

${\left(C_6{H}_{10}{O}_5\right)}_n\underset{{\text{H}}_2\text{O}}{\overset{\text{enzyme}}{\to }}n{C}_6{H}_{12}{O}_6\underset{{\text{-CO}}_2}{\overset{\text{enzyme}}{\to }}2n{C}_2{H}_{5}OH$

Theo phương trình, cứ 162 g cellulose thu được 92 g ethylic alcohol.

Vậy khối lượng ethylic alcohol thu được từ 1 tấn (hay 1000 kg) cellulose là:

$m_{\text{ethanol}}=\frac{1000.92}{162}=568\text{kg.}$

Do đó hiệu suất của quá trình điều chế là: $H=\frac{240.0,79}{568}.100\%=33,38\%.$

Câu 9.  Với những tiến bộ công nghệ đạt được, người ta tin rằng 1 tấn cellulose sắp tới có thể tạo được khoảng 400 lít ethylic alcohol. Cho biết hiệu suất của quá trình điều chế ethylic alcohol từ cellulose đạt được khi đó. Cho khối lượng riêng của ethylic alcohol là 0,79 g/mL.

A. 66,67%.

B. 70%.

C. 55,63%.

D. 49,21%.  

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

${\left(C_6{H}_{10}{O}_5\right)}_n\underset{{\text{H}}_2\text{O}}{\overset{\text{enzyme}}{\to }}n{C}_6{H}_{12}{O}_6\underset{{\text{-CO}}_2}{\overset{\text{enzyme}}{\to }}2n{C}_2{H}_{5}OH$

Theo phương trình, cứ 162 g cellulose thu được 92 g ethylic alcohol.

Vậy khối lượng ethylic alcohol thu được từ 1 tấn (hay 1000 kg) cellulose là:

$m_{\text{ethanol}}=\frac{1000.92}{162}=568\text{kg.}$

Do đó hiệu suất của quá trình điều chế là: $H=\frac{400.0,79}{568}.100\%=55,63\%.$

Câu 10. Muốn điều chế 2 lít dung dịch C₂H₅OH 4 M, ta dùng a gam bã mía (chứa 40% cellulose). Biết hiệu suất của cả quá trình điều chế là 80%. Giá trị của a là

A. 810.

B. 700.

C. 2025.

D. 1991.  

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

${\left(C_6{H}_{10}{O}_5\right)}_n\underset{{\text{H}}_2\text{O}}{\overset{\text{enzyme}}{\to }}n{C}_6{H}_{12}{O}_6\underset{{\text{-CO}}_2}{\overset{\text{enzyme}}{\to }}2n{C}_2{H}_{5}OH$

Theo phương trình, $n_{{\left(C_6{H}_{10}{O}_5\right)}_n}=\frac{2n_{C_2{H}_{5}OH}}{2n}=\frac{8}{2n}\Rightarrow m_{{\left(C_6{H}_{10}{O}_5\right)}_n}=\frac{8}{2n}.162n=648\left(g\right)$

Hiệu suất của cả quá trình điều chế là 80% nên khối lượng cellulose thực tế cần dùng là: $648.\frac{100}{80}=810$(g).

Do cellulose chiếm 40% trong bã mía nên khối lượng bã mía cần dùng là:

a = $810.\frac{100}{40}=2025$

Xem thêm các dạng bài tập Khoa học tự nhiên 9 phần Hóa học hay, chi tiết khác:

• Bài tập về phản ứng của ethylic alcohol với natri
• Bài tập về độ cồn
• Bài tập về tính acid của acetic acid
• Bài tập về phản ứng ester hóa
• Bài tập về phản ứng cháy của acetic acid
• Bài tập về phản ứng lên men giấm

Xem thêm các loạt bài Để học tốt Hóa học 9 hay khác:

• Giải bài tập Hóa học 9
• Giải sách bài tập Hóa 9
• Đề thi Hóa học 9
• Wiki 200 Tính chất hóa học
• Wiki 3000 Phản ứng hóa học quan trọng

• Hơn 20.000 câu trắc nghiệm Toán,Văn, Anh lớp 9 có đáp án

---