Phương pháp giải bài tập xác định công thức hóa học

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC HÓA HỌC

Dạng 1. Lập công thức khi biết thành phần các nguyên tố và hóa trị của chúng.

Cách giải

- Gọi công thức dạng chung  

- Áp dụng quy tắc hóa trị ta có a.x = b.y

( a là hóa trị của A, b là hóa trị của B; B có thể là nhóm nguyên tử)

+ Nếu a = b thì công thức là AB

+ Nếu a # b ; Ta có   

Chọn a’, b’ là nhứng số nguyên dương và tỉ lệ  là tối giản

Suy ra x = b hoặc b’; y = a hoặc a’

 Ví dụ 1: Lập công thức hóa học của nhôm oxit, biết rằng đó là hợp chất của Al và O.

Hướng dẫn

- Gọi công thức dạng:   ( x,y là các số nguyên dương)

- Áp dụng quy tắc hóa trị ta có: x. III = y. II

                    =>  => Suy ra x =2, y = 3

- Vậy công thức của nhôm oxit là Al₂O₃

Ví dụ 2: Lập công thức hóa học của Ca có hóa trị II và gốc SO₄ Có hóa trị II.

Học sinh vận dụng

Cách 1.      

-   Viết công thức dưới dạng: Ca^II_x(SO₄)^II_y ta có: x.II = y.II

Ta có tỷ lệ =>  

- Chọn x = 1; y = 1 ta có công thức hóa học là: CaSO₄.

Cách 2.       - Từ tỷ lệ:   ta có thể tính nhẩm

                     - Khi a = b thì x = y =1 = > công thức CaSO₄

(*)Có thể áp dụng cách 2 để tính nhẩm cho một số các trường hợp sau đây

- Khi a = b thì x = y = 1

+ Hợp chất   

   x = y = 1 Vậy công thức hóa học là: MgO

+ Hợp chất      x = y = 1

 Vậy công thức hóa học là: AlPO₄

- Khi a = I thì x = b và y = 1 hoặc b = I thì x = 1 và y = a.

        x = 2; y = 1.

Vậy công thức hóa học là: Na₂O

- Khi a > b đều là số chẵn    x = 1 và y = a : b

  ta có    CO₂

  ta có     SO₃

- Khi a    b và  đều     2 thì x = b và y = a.

Nếu cả x và y đều là số chẵn hoặc có ước số chung thì rút gọn lấy số đơn giản nhất.

Dạng 2. Xác định công thức hóa học dựa vào kết quả phân tích định lượng

D2.1. Xác định công thức hóa học khi biết thành phần phần trăm về khối lượng các nguyên tố và phân tử khối.

Cách giải

- Giả sử công thức của hợp chất là A_xB_y, biết %A và %B. Cần tìm x và y

- Tìm khối lượng mỗi nguyên tố trong hợp chất

                        m_A =   m_{B =}  ( hoặc m_{B =} - m_{A  )}

- Tìm số mol nguyên tử mỗi nguyên tố trong 1 mol hợp chất

- Chọn x = a, y = b  => suy ra công thức của hợp chất

( Lưu ý trong công thức của hợp chất hai nguyên tố

- Nếu một nguyên tố là Oxi thì Oxi luôn luôn đứng sau

- Nếu một nguyên tố là kim loại, một nguyên tố là phi kim thì kim loại luôn luôn đứng trước

- Trong trường hợp bài toán cho tỉ khối chất khí thì dựa vào tỉ khối chất khí để tìm khối lượng mol của chất cần tìm theo CT: M_A = d_A/B . M_B hoặc    M_A = d_A/KK . 29  )

Ví dụ 1: Hợp chất X có phân tử khối bằng 62 đvC. Trong phân tử của hợp chất nguyên tố oxi chiếm 25,8% theo khối lượng, còn lại là nguyên tố Na. Lập công thức hóa học của X?

Hướng dẫn

Gọi công thức của X là Na_xO_y

- Khối lượng mỗi nguyên tố trong hợp chất là                   

- Trong một mol phân tử hợp chất X có

- Ta có  

Suy ra công thức của X là Na₂O

Ví dụ 2. Tìm công thức hóa học của hợp chất khi biết thành phần khối lượng như sau:  2,4% H,  39,1% S và  58,5% O. Biết phân tử khối là 82 đvC.

Hướng dẫn

- Gọi công thức cần tìm là H_xS_yO_z

 Ta có x + 32y + 16z = 82

- Lập khối lượng mỗi nguyên tố trong hợp chất 

- Tìm số mol nguyên tử của từng nguyên tố

                                                n_H  = 2 : 1    = 2 (mol)

                                                n_S  = 32 : 32 = 1 (mol)

                                                n_O  = 48 : 16 = 3(mol)

=> x = 2, y = 1, z = 3

- Vậy công thức của hợp chất là H₂SO₃

Ví dụ 3: Xác định công thức hóa học một oxit của lưu huỳnh biết phân tử khối của oxit đó là 80 và trong đó S chiếm 40% về khối lượng?

Hướng dẫn

 Cách 1

- Gọi công thức của hợp chất là S_xO_y

- Tìm số mol nguyên tử mỗi nguyên tố trong 1 mol hợp chất

                            => x = 1. y = 3

- Vậy công thức hóa học cần tìm là S0₃.

Cách 2

- Gọi công thức của hợp chất là S_xO_y

- Tìm tỉ lệ khối lượng các nguyên tố. Vì khối lượng mỗi nguyên tố trong phân tử tỉ lệ với thành phần phần trăm nên ta có:

     => x =1, y = 3.

- Công thức hóa học cần tìm là SO₃.

Cách 3

- Gọi công thức của hợp chất là S_xO_y

-  Lập tỉ số về khối lượng để tìm x,y

- Vậy công thức là SO₃

Ví dụ 4. Phân tử hợp chất D có tỉ khối đối với khí hiđro bằng 17. Biết trong D, H chiếm 5,88 % về khối lượng, còn lại là Lưu huỳnh. Xác định công thức phân tử của D.

Hướng dẫn

- Tính khối lượng mol của hợp chất

                                   => M_A = 17.2 = 34 (g)

- Sau đó có thể làm theo 1 trong 3 cách giống như ví dụ 3 để xác định được công thức của hợp chất là H₂S.

D2.2. Xác định công thức hóa học khi biết thành phần phần trăm về khối lượng mà không biết khối lượng mol của hợp chất.

Cách giải

- Công thức chung của hợp chất dạng A_xB_y hoặc A_xB_yC_z…

( trong đó a,b,c là những số nguyên dương, tối giản)

- Chọn x = a, y = b, z = c  => Suy ra công thức hóa học của hợp chất.

 Ví dụ 1: Khi phân tích một muối chứa 52,35%K  và 47,65% Cl về khối lượng. Xác định công thức hóa học của muối trên?

Hướng dẫn

- Gọi công thức hóa học của hợp chất là K_xCl_y

Ta có:      

- Suy ra công thức của hợp chất muối cần tìm là KCl

Ví dụ 2. Phân tích một hợp chất vô cơ A có thành phần % theo khối lượng như sau: Cu chiếm 40 %, S chiếm 20 % và O chiếm 40%. Xác định công thức hóa học của A?

Hướng dẫn

- Gọi công thức của hợp chất là Cu_xS_yO_z

- Ta có        x : y : z =  

=>      x : y: z =

x : y : z = 0,625 : 0,625 : 2,5

=>      x: y: z = 1 : 1: 4

- Vậy công thức của A là CuSO₄

D2.3.  Xác đinh công thức hóa học khi biết tỉ lệ khối lượng của các nguyên tố trong hợp chất.

Cách giải

- Gọi công thức cần tìm là A_xB_y , biết tỉ lệ khối lượng của A với B là a:b

Ta có:  (Trong đó a’, b’ là các số nguyên dương, tối giản)

=> x = a’, y = b’

- Suy ra công thức hóa học của hợp chất

 Ví dụ 1: Tìm công thức hóa học của một oxit của sắt, biết rằng tỷ lệ khối lượng của sắt và oxi là 7:3.

Hướng dẫn

- Gọi công thức cần tìm là Fe_xO_y

- Ta có :  

- Vậy công thức của oxit sắt đó là Fe₂O₃

Ví dụ 2. Một hợp chất có tỉ lệ về khối lượng của các nguyên tố Ca: N: O lần lượt là 10:7:24. Xác định công thức hóa học của hợp chất biết N và O hình thành nhóm nguyên tử, và trong nhóm tỉ lệ số nguyên tử của N: O = 1:3.

Hướng dẫn

- Gọi công thức hóa học của hợp chất cần tìm là Ca_xN_yO_z

- Ta có  x : y : z =  

=>       x : y : z = 1 : 2 : 6

- Vì trong nhóm nguyên tử, tỉ lệ số nguyên tử N : O = 1 : 3

Ta có nhóm (NO₃)_n và  3. n = 6 => n =2

- Vậy công thức của hợp chất là Ca(NO₃)_2.