Xác định công thức Hóa Học của một chất

CHUYÊN ĐỀ XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC HOÁ HỌC CỦA MỘT CHẤT Chủ đề I: Xác định công thức hoá học của chất có hai nguyên tố dựa vào hoá trị của chúng. - Ghi hai ký hiệu hoá học chỉ hai nguyên tố kèm theo hoá trị đặt bên trái của mỗi nguyên tố. - Hoá trị của nguyên tố này là chỉ số của nguyên tử kia. III II Ví dụ: AlO công thức hoá học Al 2 O 3 * Chú ý: - Các chỉ số phải tối giản nên phải đơn giản chúng nếu cần. - Nếu hoá trị nguyên tố như nhau, các chỉ số đều là 1. Bài tập 1 : Lập công thức hoá học của hợp chất chứa hai nguyên tố sau: a) P(V) và O(II) b) C(IV) và S(II) c) Mg(II) và O(II) GIẢI V II a) PO Công thức hoá học P 2 O 5 IV II b) CS Công thức hoá học CS 2 (các chỉ số 2 và 4 đã đơn giản cho 2) II I c) MgO Công thức hoá học MgO Chủ đề II: Xác định công thức hoá học của chất gồm nguyên tố kết hợp với một nhóm nguyên tố. - Một nhóm các nguyên tố cũng có thể hoá trị, ví dụ nhóm SO 4 có hoá trị II; nhóm NO 3 có hoá trị I; nhóm PO 4 có hoá trị III - Hoá trị củ nguyên tố (hay nhóm nguyên tố) này chỉ nhóm nguyên tố (hay nguyên tố) kia. Bài tập 2: Lập công thức hoá học của chất tạo bởi: a) Zn(II) và NO 3 (I) b) Fe(III) và SO 4 (II) c) Na(I) và PO 4 (III) d) Cu(II) và SO 4 (II) GIẢI II I a) ZnNO 3 Công thức hoá học Zn(NO 3 ) 2 III II b) FeSO 4 Công thức hoá học Fe 2 (SO 4 ) 3 I III c) NaPO 4 Công thức hoá học Na 3 PO 4 II II d) CuSO 4 Công thức hoá học CuSO 4 * Chú ý : Khi một nhóm nguyên tố có mang chỉ số, ta phải để nhóm này trong dấu(). Chủ đề III: Xác định công thức hoá học của một chất dựa vào két quả phân tích định lượng. Kết quả phân tích định lượng cho biết % về khối lượng các nguyên tố trong một hợp chất. Một hợp chất M X , M Y, M Z, ta tính được tỉ lệ x; y; z. Với các chất vô cơ, tỉ lệ tối giản nhất giữa x, y, z, thương cũng là các giá trị chỉ số cần tìm. Bài tập 3: Phân tích một hợp chất vô cơ A người ta nhận được % về khối lượng K là 45,95%; % về khối lượng N là16,45% và % về khối lượng O là 37,6%. Xác định công thức hoá học của A. GIẢI Vì %K + %N + %O = 45,95 + 16,45 + 37,6 = 100 nên A chỉ chứa K, N, O. Gọi công thức của A là K x, K y, K z ta có: = 1,17 : 1,17 : 2,34 = 1 : 1 : 2 vậy A có công thức hoá học là KNO 2 Bài tập 4: Phân tích một hợp chất vô cơ A chỉ chứa Na, S, O nhận thấy % về khối lượng của Na, S, O lần lượt là 20,72%; 28,82% và 50,46%. Tìm công thức hoá học của A GIẢI Gọi công thức A là Na x S y O z = 0,9 : 0,9 : 3,15 = 2 : 2 : 7 Vậy A có công thức hoá học Na 2 S 2 O 7 Chủ đề IV: Xác định công thức hoá học một chất dựa theo phương trình hoá học. - đặt công thức chất đã cho. - đặt a là số mol một chất đã cho, viết phương trình phản ứng xảy ra, rồi tính số mol các chất có liên quan. - Lập hệ phương trình. Giải hệ tìm nguyên tử khối của nguyên tốchưa biết. Suy ra tên nguyên tố và tên chất. Các công thức cần nhớ: x: y: z = : 14 45,16 : 39 95,45 16 6,37 x: y: z = 4616,50: 32 82,28 : 23 72,20 S ố mol = mol l îng khèi gam Sè S ố mol = mol l îng khèi tc)lÝt khÝ(dk Sè Bài tập 5: Hoà tan hoàn toàn 3,6 gam một kim loại hoá trị II bằng dung dịch HCl thu được 3,36 lit khí H 2 (đktc). Xác định tên kim loại đã dùng. Na 2 SO 4 Giải Đặt A là tên kim loại đã dùng. Gọi A là số mol A đã phản ứng theo phương trình. A + 2HCl = ACl 2 + H 2 1 mol 1 mol a mol a mol Suy ra ta có hệ: a.A = 3,6 a = 3,36 : 22,4 = 0,15 Giải ra ta được A=24. Vậy kim loại trên là Mg. Giải a. Đặt công thức muối sunfat hoá trị I là X 2 SO 4 . Gọi a là số mol X 2 SO 4 đã dùng. Như vậy dung dịch A có chứa a mol X 2 SO 4 . Ta có phản ứng hoá học của dung dịch A với BaCl 2 . X 2 SO 4 + BaCl 2  BaSO 4  + 2XCl 1mol 1mol a mol a mol Suy ra có hệ: a.(2X+96) = 18,46 (1) a = 13,0 233 29,30 = Từ (1) 142 13,0 46,18 962 ==+⇒ X 23 =⇒ X ⇒ X là Na. ⇒ Muối đã dùng là muối Na 2 SO 4 . b. 500ml dung dịch A có chứa 0,13mol Na 2 SO 4 do đó: C M = M26,0 5,0 13,0 = Chủ đề V: Xác định công thức hoá học một chất bằng bài toán biện luận. Vấn đề tương tự như chủ đề 4, trong đó hệ phương trình phải giải bằng phương pháp biện luận. Bài tập 6: Hoà tan hoàn toàn 18,46g một muối sunfat của kim loại hoá trị I vào nước được 500ml dung dịch A. Cho toàn bộ dung dịch tác dụng với dung dịch BaCl 2 dư được 30,29g một muối sunfat kết tủa. a. Tìm công thức hoá học muối đã dùng. b. Tính nồng độ mol/lít của dung dịch A. Bài tập 7: Hoà tan hoàn toàn 3,78g một kim loại X thu được 4,704l H 2 (đktc). Xác định kim loại X. GIẢI Gọi n là hoá trị của kim loại và a là số mol của kim loại X đã dùng, ta có phương trình phản ứng: X + HCl  XCl n + 2 n H 2 1 mol 2 n mol a mol 2 an mol Suy ra ta có hệ: aX = 3,78 (1) 2 an = 4,22 704,4 = 0,21 (2) (2) ⇒ an = 0,42 (3) (1) : (3) ⇒ n x = 9 ⇒ X = 9n Vì hoá trị kim loại có thể là 1; 2 hoặc 3. Do đó xét bảng sau: n 1 2 3 X 9 18 27 Trong số các kim loại đã biết, chỉ có Al có hoá trị III, ứng với nguyên tử lượng 27 là phù hợp kết quả biện luận trên. Vậy X là kim loại nhôm. GIẢI Gọi a là số mol mỗi kim loại đã dùng, ta có phản ứng A + 2HCl = Acl 2 + H 2 1 mol a mol a mol a mol Suy ra ta có hệ: aA + aB = 4 (1) a + a = 1,0 4,22 24,2 = (2) Từ (1) ⇒ a(A+B) =4 (2) ⇒ a = 0,05. Do đó: A + B = 80 05,0 4 = Xét bảng sau: A 24 40 58 65 B 56 40 22 15 Ta thấy chỉ có A = 24, ứng với B = 56 là phù hợp. Vậy A là Mg, B là Fe. Chủ đề VI: Bài tập 8: Hoà tan hoàn toàn 4g hỗn hợp 2 kim loại A, B cùng có hoá trị II, và có tỉ lệ mol là 1:1 bằng dung dịch HCl thu được 2,24lít H 2 (đktc). Hỏi A, B là các kim loại nào trong số các kim loại sau: Mg, Ca, Ba, Zn, Fe, Ni? Cho Mg=24; Ca=40; Ba=137; Zn=65; Fe=56; Ni=58. Xác định công thức hoá học một chất dựa trên các tính chất vật lý, tính chất hoá học của chất đó. Đây là một dạng bài tập khó, đòi hỏi tính suy luận cao, do đó đòi hỏi học sinh phải nắm vững tính chất các chất. Ví dụ: - Các hợp chất của Natri khi đốt nóng ở nhiệt độ cao cho ngọn lửa màu vàng, của Kali cho ngọn lửa màu tím, của Xezi cho ngọn lửa xanh da trời. - Khí không màu, không mùi, không cháy là N 2 hoặc CO 2 . - Dựa trên các tính chất vừa nêu, suy ra thành phần nguyên tố của chất cần tìm và công thức hoá học thích hợp. GIẢI A và B đều cho ngọn lửa màu vàng khi đốt nóng chứng tỏ A, B đều là hợp chất của Natri. Khí C không màu, không mùi, làm đục nước vôi trong nên phải là CO 2 . A nung nóng cho H 2 O và CO 2 cho thấy A phải là muối Hiđrocacbonat, có chứa nhóm -HCO3 trong phân tử. Vậy A là NaHCO3; B là Na 2 CO3. Các phương trình phản ứng: NaHCO3 Na 2 CO3 + CO 2 + H 2 O CO 2 + Ca(OH) 2 CaCO3 + H 2 O GIẢI Khí C không màu, không mùi, tác dụng được với nước vôi trong và là sản phẩm của phản ứng nhiệt phân nên phải là CO 2 . Khí CO 2 tác dụng với nước vôi trong dư tạo muối A kết tủa cho thấy A chính là CaCO3. Vậy A có công thức hoá học CaCO3. Các phản ứng: CaCO3 CaO + CO 2 CO 2 + Ca(OH) 2 CaCO3 +H 2 O Giải Khí Y không màu, không mùi, không cháy nên là CO 2 hoặc N 2 . Bài tập 9: A là hợp chất vô cơ khi đốt nóng cho ngọn lửa màu vàng. Nung nóng A ở nhiệt độ cao được chất rắn B, hơi nước và khí C không màu, không mùi, làm đục với nước vôi trong. Biết chất rắn B cũng cho ngọn lửa màu vàng khi đốt nóng. Xác định công thức hoá học của A, B và viết phương trình phản ứng. Bài tập 10: A là hợp chất vô cơ có nhiều ứng dụng trong ngành xây dựng. Nung nóng A được chất rắn B và khí C không màu, không mùi. Cho C lội qua bình nước vôi trong, dư lại thấy xuất hiện chất rắn A. Xác định công thức hoá học của A và viết phương trình phản ứng. Băi tập 11: X lă một muối v cơ thường dng trong phng th nghiệm. Nung nng được hai kh Y vă Z, trong đ kh Y khng mău, khng mi, khng chây, cn Z lă hợp chất tạo bởi hai nguyín tố hiđro vă oxi. Xâc định cng thức hoâ học của X. t 0 Z là hợp chất tạo bởi hiđro và oxi, đồng thời là sản phẩm của phản ứng nhiệt phân nên chỉ có thể là nước H 2 O. Nhưng Y không thể là CO 2 vì không có muối nào nhiệt phân chỉ tạo CO 2 và hơi nước. Vậy Y chỉ có thể là N 2 do đó X là NH 4 NO 2 . Thật vậy: NH 4 NO 2 N 2 + 2H 2 O LUYỆN TẬP Bài 1: Tìm CTHH của chất tạo bởi: a. N (V) và O (II). b. Mg (II) và P(III). c. Na (I) và SO 4 (II). d. Al (III) và NO 3 (I). Bài 2: Phân tích một hợp chất, nhận thấy có 15,8% nhôm; 28,1% lưu huỳnh và 56,1% oxi về khối lượng. Tìm CTHHcủa hợp chất trên. ĐS: Al 2 (SO 4 ) 3 Bài 3: Phân tích định lượng muối vô cơ X, nhận thấy có 46,94% Natri; 24,49% Cacbon và 28,57% Nitơ về khối lượng. Tìm CTHH của X. ĐS: NaCN Bài 4: Một oxit của kim loại hoá trị II có chứa 40% oxi về khối lượng. Tìm công thức hoá học oxít trên. ĐS: MgO Bài 5: Phân tích thành phần một muối clorua của một kim loại hoá trị I. Nhận thấy muối này có chứa 60,68% clo về khối lượng. Tìm công thức hoá học muối trên. ĐS: NaCl Bài 6: Một khoáng vật có chứa 31,3% silic; 53,6% oxi; còn lại là nhôm và beri. Định công thức hoá học của khoáng vật đó. ĐS: Al 2 O 2 3BeO.6SiO 2 Bài 7: Hoà tan hoàn toàn 2,8g một kim loại hoá trị II bằng dung dịch HCl thu được 1,12 lít H 2 (đktc). Định công thức hoá học của kim loại ttrên. ĐS: Fe Bài 8: Cho 1,68g một kim loại hoá trị II tác dụng với một lượng dư dung dịch HCl. Sau khi phản ứng xong nhận thấy khối lượng dung dịch sau phản ứng nặng hơn khối lượng dung dịch ban đầu là 1,54g. Xác định công thức hoá học kim loại đã dùng. ĐS: Mg Bài 9: Hoà tan hoàn toàn 13g một hoá trị II bằng dung HCl. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 27,2g muối khan. Xác định công thức hoá học kim loại đã dùng. ĐS: Zn Bài 10: Để hoà tan hoàn toàn 4,48g mọt oxit kim loại hoá trị II phải dùng 100ml dung dịch H 2 SO 4 0,8M. Đun nhẹ dung dịch thu được thấy xuất hiện tối đa một lượng tinh thể muối ngâm nước nặng 13,76g. a. Tìm công thức hoá học oxit đã dùng. b. Tìm công thức hoá học muối ngâm nước. ĐS: a. CaO; b. CaSO 4 .2H 2 O Bài 11: Hoà tan hoàn toàn 1,2g một kim loại hoá trị chưa rõ bằng dung dịch HCl thu được 1,12 lít H 2 (đktc). Tìm công thức hoá học của kim loại nói trên. t 0 ĐS: Mg Bài 12: A là một kim loại hoá trị II. Nếu cho 2,4g kim loại A tác dụng với 100ml dung dịch HCl 1,5M thấy sau phản ứng vẫn còn một phần kim loại A chưa tan hết. Cũng 2,4g kim loại A nếu tác dụng với 125ml dung dịch 2M thấy sau phản ứng vẫn còn dư axit. Xác định công thức hoá học kim loại A. ĐS: Mg Bài 13: Có một oxit kim loại hoá trị II. Nếu cho 3g oxit này tác dụng với một lượng nước dư được dung dịch A có tính kiềm.Chia dung dịch A làm 2 phần bằng nhau. - Phần 1 cho tác dụng với 90ml dung dịch HCl 1M thấy dung dịch sau phản ứng làm giấy quỳ hoá xanh. - Phần 2 cho tác dụng với V ml dung dịch HCl 1M thấy dung dịch sau phản ứng không làm giấy quỳ tím đổi màu. A. Xác định công thức hoá học của oxit kim loại đã dùng. B. Định V. ĐS: a, Li 2 O b, 100ml. Bài 14: Hoà tan 9,4g một oxit kim loại hoá trị I vào nước đựng dung dịch A có tính kiềm. Chia A làm 2 phần bằng nhau. - phần I cho tác dụng với 95ml dung dịch HCl 1M thấy sau phản ứng vẫn còn kiềm dư. - Phần II cho tác dụng với 105ml dung dịch HCl 1M thấy sau phản ứng vẫn còn axit dư. Xác định công thức hoá học oxit đã dùng. ĐS: K 2 O. Bài 15: A, B, C là các hợp chất vô chất vô cơ của một kim loại, khi đốt cháy đều cho ngọn lửa màu vàng. A tác dụng với B tạo thành C. Nung nóng B ở nhiệt độ cao được C, hơi nước và khí D là hợp chất của cacbon. Biết D tác dụng với A tạo được B hoặc C. Xác định công thức hoá học A, B, C. ĐS: NaOH; NaHCO3; Na 2 CO3. Bài 16: Muối A khi đốt cháy cho ngọn lửa màu vàng. Nung nóng A được chất rắn B và có hơi nước thoát ra. A cũng như B đều tác dụng được với dung dịch HCl tạo khí C không màu, không mùi, không cháy. Xác định công thức hoá học của A. ĐS: Na 2 CO3.10H 2 O . CHUYÊN ĐỀ XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC HOÁ HỌC CỦA MỘT CHẤT Chủ đề I: Xác định công thức hoá học của chất có hai nguyên tố dựa vào hoá trị của chúng. - Ghi hai ký hiệu hoá học chỉ hai nguyên tố. đề III: Xác định công thức hoá học của một chất dựa vào két quả phân tích định lượng. Kết quả phân tích định lượng cho biết % về khối lượng các nguyên tố trong một hợp chất. Một hợp chất M X ,. A GIẢI Gọi công thức A là Na x S y O z = 0,9 : 0,9 : 3,15 = 2 : 2 : 7 Vậy A có công thức hoá học Na 2 S 2 O 7 Chủ đề IV: Xác định công thức hoá học một chất dựa theo phương trình hoá học. - đặt công