Một carboxylic acid X có hàm lượng các nguyên tố carbon và hydrogen lần lượt là 40,7% và 5,1% về khối lượng.

a) Ta có: %O = 100% - (40,7% + 5,1%) = 54,2%.

Đặt công thức của X là C_xH_yO_z, ta có:

\(x:y:z = \frac{{\% C}}{{12}}:\frac{{\% H}}{1}:\frac{{\% O}}{{16}} = \frac{{40,7}}{{12}}:\frac{{5,1}}{1}:\frac{{54,2}}{{16}} = 3,39:5,1:3,39 = 2:3:2\)

Vậy công thức thực nghiệm của X là C₂H₃O₂.

b) Dựa vào phổ khối của X, nhận thấy phân tử khối của X là 118, do đó X có công thức phân tử là C₄H₆O₄.

c) X có thể có các công thức cấu tạo:HOOCCH₂CH₂COOH hoặc CH₃CH(COOH)₂.

d) 20 gam dung dịch Y chứa 1 gam chất X nên khối lượng chất X có trong 4 gam dung dịch Y là:

\({m_X} = \frac{4}{{20}} = 0,2\,gam.\)

Do n_NaOH = 0,017.0,2 = 0,0034 (mol).

Nên \({n_X} = \frac{{0,0034}}{2} = 0,0017\,(mol).\)

Vậy \({M_x} = \frac{{0,2}}{{0,0017}} = 117,6.\)

e) Vì Z không phân nhánh nên X phải không phân nhánh.

Vậy công thức cấu tạo của X là HOOC-CH₂CH₂-COOH, có tên succinic acid.

Z là ester của X với ethanol nên công thức cấu tạo của Z là C₂H₅OOC-CH₂CH₂-COOC₂H₅, có tên diethyl succinate.

Phương trình hoá học của phản ứng:

HOOC-CH₂CH₂-COOH + 2C₂H₅OH C₂H₅OOC-CH₂CH₂-COOC₂H₅ + 2H₂O

g) Trước hết, cho dung dịch NaOH dư vào hỗn hợp sau phản ứng, toàn bộ succinic acid chuyển thành muối disodium succinate. Sau đó, thêm dung môi hexane vào, diethyl succinate sẽ tan trong hexane, còn ethanol, disodium succinate và sodium hydroxide tan trong nước. Dùng phễu chiết để tách lớp hexane có hoà tan diethyl succinate.

Do hexane và diethyl succinate có nhiệt độ sôi chênh lệch nhiều (68,7 °C so với 217 °C) nên có thể dùng phương pháp chưng cất để tách riêng chúng.