Bộ môn hoá học ở cấp Trung học cơ sở nhằm trang bị cho học sinh hệ thống kiến thức hoá học cơ bản bao gồm: Các khái niệm, công thức cấu tạo, các định luật hoá học phân loại các chất và t
Trang 1
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM GIÚP HỌC SINH NĂM VỮNG CễNG THỨC HểA HỌC
Mục lục
I - Lý do chọn đề tài
II - Nội dung
Dạng 1: Xác định công thức hoá học của chất khi biết hoá trị
Dạng 2: Xác định công thức hoá học của một chất dựa vào kết quả phân
tích định lợng
Dạng 3: Xác định công thức hoá học của một chất dựa theo chơng trình
hoá học
Dạng 4: Xác định công thức hoá học của mặt chất bằng cách biện luận Dạng 5: Xác định công thức hoá học của hợp chất hữu cơ gồm các nguyên
tố C, H, O
III - Kết luận
Trang 2
I - Lý do chọn đề tài
Mục tiêu của ngành giáo dục hiện nay là đổi mới sự nghiệp giáo dục và đào tạo, xác định rõ mục tiêu đào tạo của ngành giáo dục các cấp trong đó có giáo dục cấp Trung học cơ sở đó là việc giáo dục một cách toàn diện Cùng với bộ môn khác hoá học là một môn khoa học thực nghiệm chuyên nghiên cứu về các chất và sự biến đổi các chất, nó gắn liền với thực tiễn đời sống sản xuất, do vậy
bộ môn hoá học ở trờng Trung học cơ sở cần đợc coi trọng và quan tâm hơn nữa
Bộ môn hoá học ở cấp Trung học cơ sở nhằm trang bị cho học sinh hệ thống kiến thức hoá học cơ bản bao gồm: Các khái niệm, công thức cấu tạo, các
định luật hoá học phân loại các chất và tính chất của chúng Việc nắm vững hoá học cơ bản góp phần nâng cao chất lợng đào tạo ở Trung học cơ sở
Trong quá trình dạy và học bộ môn hoá học, giải bài tập hoá học có vai trò rất quan trọng Bài tập hoá học là phơng tiện chủ yếu để rèn luyện và phát triển t duy cho học sinh là công cụ để kiểm tra, đánh giá kiến thức và kỹ năng của học sinh, do vậy có thể nói giải bài tập là một trong những kỹ năng cơ bản của việc học tập bộ môn
Môn hoá học ở Trung học cơ sở là môn mới so với các môn học khác số tiết giảng dạy trên lớp ít: Lớp 8 có 2 tiết/ tuần, lớp 9 có 2 tiết/ tuần Kiến thức hoá học lại khó và đa dạng nên đa số các học sinh còn bỡ ngỡ khi tiếp thu kiến thức cơ bản dẫn đến nhiều học sinh không viết đúng công thức hoá học ở một chất, không lập đợc công thức của sản phẩm khi viết phơng trình phản ứng hoá học Qua nghiên cứu, phân loại các dạng bài tập tôi nhận thấy dạng bài xác định công thức hoá học của một chất xuyên suốt chơng trình học hoá 8 và hoá 9 nó chiếm một vị trí quan trọng trong chơng trình hoá học ở cấp Trung học cơ sở Bắt đầu từ khái niệm lập công thức và lập công thức căn vứ vào hoá trị, sau đó là các bài toán xác định công thức căn cứ vào thành phần phần trăm các nguyên tố, căn cứ vào phơng trình hoá học Vậy phải hớng dẫn học sinh giải các bài tập xác định công thức hoá học của một chất nh thế nào?
Trờng Trung học cơ sở Xuân Nộn là một trong những trờng có cơ sở vật chất khó khăn, thêm vào đó có nhiều gia đình cha quan tâm đến việc học tập của con em mình, còn nhiều học sinh thì rất lời học, lời suy nghĩ, các em cho là hoá rất khó, không làm đợc dẫn đến các em rất sợ môn hoá vì "môn hoá rất khó" Việc hớng dẫn xác định công thức hoá học cho chúng ta biết : Phân tử khối của chất, thành phần hoá học của chất từ đó biết đợc những tính chất của chất Vì vậy tôi chọn đề tài này
II - Nội dung
Các dạng bài xác định công thức hoá học của một chất:
Dạng 1: Xác định công thức hoá học của 1 chất khi biết hoá trị
Trang 3
* Công thức có dạng Ax By
A, B là ký hiệu hoá học của các nguyên tố cấu tạo nên chất
x,y là chỉ số nguyên tử các nguyên tố
Hoá trị của nguyên tố này thờng là chỉ số của nguyên tố kia
Ví dụ: III A 0 l II Công thức hoá học Al2O3
- Các chỉ số phải tối giản nên phải đơn giản chúng nếu cần
Nếu hoá trị hai nguyên tố nh nhau, các chỉ số đều là 1
Ví dụ: Lập công thức hoá học của hợp chất chứa 2 nguyên tố sau:
a) Fe (III) và I (II) b) C (IV) và H (I) c) Na (I) và CI (I) d) S (IV) và O (II) e) Ca (II) và O (II) Giải:
a) III II y
x O
Fe Công thức hoá học Fe2O3
b) C IV x H II yCông thức hoá học CH4
c) Na I x Cl I y Công thức hoá học NaCl
d) VI II y
x O
S Công thức hoá học S2O6 Tối giản công thức hoá học SO3 (chỉ số 2 và 6
đơn giản cho 2)
e) Ca II x O II y Công thức hoá học CaO
* Xác định công thức hoá học của một chất gồm một nguyên tố kết hợp với một nhóm nguyên tố
- Một nhóm các nguyên tố cũng có thể có hoá trị:
Ví dụ:
Nhóm SO4 có hoá trị II
Nhóm PO4 có hoá trị III
Nhóm NO3 có hoá trị I
Nhóm CO3 có hoá trị II
Nhóm OH có hoá trị I
- Cách lập công thức tơng tự nh chất gồm 2 nguyên tố Hoá trị của nguyên
tố (hay nhóm nguyên tố) này là chỉ số của nguyên tố hay nhóm nguyên tố kia
Ví dụ: Lập công thức hoá học của hợp chất cấu tạo bởi:
a) H (I) và SO4 (II) b) Ca (II) và PO4 (III)
Trang 4c) Al (III) và NO3 (I)
d) K (I) và CO3 (II) e) Ba (II) và SO3 (II) g) Cu (II) và OH (I) Giải
a) H I (SO4II)y Công thức hoá học H2SO4
b) Ca II (SO4III) y Công thức hoá học Ca3 (PO4)2
c) Al III (NO3)I y Công thức hoá học Al(NO3)3
d) K I x(C O3II)y Công thức hoá học K2CO3
e) Ba II x(SO3 II)y Công thức hoá học BaSO3
g) Cu II x(OH)I y Công thức hoá học Cu(OH)2
Dạng 2: Xác định công thức hoá học của một chất dựa vào kết quả phân tích định lợng:
* Một hợp chất vô cơ Ax By Oz có chứa % về khối lợng A là a% , % khối l-ợng B là b% , % khối ll-ợng C là c% ta có tỷ lệ về số mol các nguyên tố:
x : y : z =
C B
c M
b M
a
: : Trong đó: a,b,c là thành phần % khối lợng các nguyên tố trong hợp chất
MA, MB, MC là khối lợng mol nguyên tử của các nguyên tố
- Với các hợp chất vô cơ tỷ lệ tối giản giữa x, y, z thờng cũng là giá trị các chỉ số cần tìm:
Lu ý: n =
M
m
n = 22V,4
Ví dụ 1:
Tìm công thức hoá học của hợp chất có thành phần khối lợng nh sau:
H = 2,4% ; S = 39,1% ; O = 58,5%
Biết phân tử của khối lợng hợp chất là: 82
Giải:
- Xác định xem công thức hoá học
ngoài H, S và O còn nguyên tố nào
khác
- Vì %H + %S + %O
= 2,4 % + 39,1 % + 58,5% = 100%
- Đặt công thức ở dạng tổng quát - Nên CTHH chỉ có H, S và O
Hx Sy Oz
- Lập phơng trình đại số theo PTK x + 32y + 16z = 82
Trang 5
- Lập tỷ lệ khối lợng của từng nguyên
4 , 2
82
x
=> x = 2
100
1 , 39 82
32
y
=> y = 1
100
5 , 58 82
16
z
=> z = 3
- Lập thành công thức hoá học - CTHH của hợp chất H2SO3
Ví dụ 2: Phân tích một hợp chất vô cơ A có thành phần % theo khối lợng
nh sau: đồng là 40%, lu huỳnh là 20% và oxi là 40% Xác định công thức hoá học của A
Giải:
- Xác định xem A ngoài Cu vào O còn
nguyên tố nào khác không
Vì % Cu + % S + %O = 40% + 20% + 40% = 100%
- Đặt công thức ở dạng tổng quát Nên A chỉ có Cu, S và O
- Tìm nguyên tử khối (NTK) của từng
nguyên tố
Gọi công thức hoá học của A là CuxSyOZ
Cu= 64 ; S = 32 ; O = 16
- Lập tỷ lệ số mol các nguyên tố Cu,
O M
S M
Cu %
:
% :
%
=
16
40 : 32
20 : 64 40
= 0,625 ; 0,625 ; 2,5
- Tìm chỉ số x, y, z
x, y, z là nguyên dơng
(Tối giản nhất nếu là chất vô cơ)
Chia tất cả số hạng của tỷ số cho 0,625 ta đợc x: y: z = 1:1:4
- Lập thành công thức hoá học Công thức hoá học CuSO4
Ví dụ 3: Trong thành phần của thuỷ tinh chịu nhiệt có 18,43% K2O, 10,98% CaO và 70,59% SiO2 (theo khối lợng)
Hãy biểu diễn công thức hoá học của loại thủy tinh này dới dạng oxit
Giải:
- Xác định trong thành phần của
thuỷ tinh ngoài 3 oxít K2O, CaO,
SiO2 còn oxít khác không
Vì %K2O + %CaO+ %SiO2 = 18,43% + 10,98% + 70,59% = 100%
- Đặt CT hoá học ở dạng tổng quát Nên CTHH chỉ có K20, CaO và SiO2
CT tổng quát xK2O.yCaO.z SiO2
- Tìm phần tử khối của từng oxít K2O = 94; CaO= 56; SiO2 = 60
- Lập tỷ lệ x : y ; z
ta có tỷ lệ x:y:z =
60
59 , 70 : 56
98 , 10 : 94
43 , 18
= 0,19 : 0,19 : 1,17
= 1 : 1 : 6
- Lập thành công thức hoá học CTHH của thuỷ tinh là: K2O.CaO.6 SiO2
Trang 6
Ví dụ 4: Một số loại thuỷ tinh pha lê có thành phần theo khối lợng là
7,132% Na, 32,093% Pb, thành phần còn lại là Silic và oxi Hãy tìm công thức hóa học của pha lê này dới dạng các oxít
Giải:
- Xác định thành phần của thủy tinh
pha lê có 3 oxít
- CTHH có các oxít Na2O, PbO, SiO2
- Đặt CTHH ở dạng tổng quát - CTTQ: x Na2O.y Pb0 zSiO2
-Từ % Na tìm % Na2O trong công
thức
- Theo công thức hoá học Na2O ta có:"
46g kim loại Na tạo đợc 62 g Na2O 7,132% KL Na tạo đợc 9 , 613 %
46
% 132 , 7 62
Na2O
- Từ % Pb tìm % Pb0 trong công
thức
- theo công thức PbO ta có:
207g Pb tạo ra đợc 223g PbO 32,093% tạo ra đợc 34 , 574 % 0
207
% 093 , 32 223
Pb
- Từ % Na2O và % PbO tìm % của
SiO2 trong pha lê
- Thành phần theo khối lợng của SiO2 là:
100% - (9,613 + 34,574)% = 55,813 % SiO2
Tập tỉ lệ x : y : z ta có tỷ lệ
x: y: z =
60
813 , 55 : 223
574 , 34 : 62
613 , 9
= 0,155 : 0,155: 0,930 = 1 : 1 : 6
- Thành lập công thức hoá học - Công thức hoá học của loại pha lê này là:
Na2O.PbO.6SiO2
Ví dụ 5: Trong tinh thể hiđrat hoá của một muối SunFat kim loại hoá trị II.
thành phần nớc kết tinh chiếm 45,234% khối lợng hãy xác định công thức của tinh thể này, biết rằng tinh thể chứa 11,51% lu huỳnh
Giải:
Với dạng bài này dựa vào % về khối lợng ta lập phơng trình, giải phơng trình và tìm ra công thức hoá học
- Lập CTHH tổng quát của tinh thể - CTHH tổng quát của tinh thể
XSO4 nH2O
- Dựa vào % nớc kết tinh lập phơng
324 , 45 96
18
X n
- Dựa vào % S lập phơng trình
100
51 , 11 18 96
32
X
- Kết hợp (1) và (2) ta đợc hệ
- Thành lập hệ phơng trình
676 , 54
324 , 75 96
18
X
n
100
51 , 11 18 96
32
X
(1)
(1)
(2)
Trang 7
- Giải hệ phơng trình tìm:
X và n
- Giải hệ ta đợc:
n = 7
X = 56 Nguyên tố đó là Fe Lập thành công thức hoá học CTHH của tinh thể FeSO4 7 H2O
Lu ý: Với công thức hoá học của thuỷ tinh và tinh thể ngậm nớc chỉ số là
hệ số và viết ở phía trớc cuả các chất cấu tạo nên công thức hoá học
Nếu trong bài toán cho thành phần, phần trăm của các nguyên tố và phân tử khối của hợp chất Ta có thể lập phơng trình, giải phơng trình và xác định đợc công thức hoá học của hợp chất
Dạng 3: Xác định công thức hoá học của một chất dựa theo phơng trình hoá học:
Hớng giải:
- Đặt công thức đã cho, viết phơng trình phản ứng xảy ra Đặt số mol chất
đã cho, rồi tính số mol chất có liên quan
- Lập phơng trình hoặc hệ phơng trình toán học rồi giải tìm ra nguyên tử khối của nguyên tố cần tìm, suy ra tên nguyên tố, tên chất và công thức hoá học của chất
Ví dụ 1: Hoà tan hoàn toàn 7,2g một kim loại hoá trị II bằng dung dịch HCl
thu đợc 6,72 lít H2 ở ĐKTC xác định tên kim loại đã dùng
Giải:
- Đặt ký hiệu kim loại và số mol kim
loại
- Đặt A là kim loại đã dùng và có số mol x để phản ứng
- Viết phơng trình phản ứng A + 2 HCl -> ACl2 + H2
- Lập hệ phơng trình đại số 1 (mol) 1 (mol)
x (mol) x (mol)
Ta có hệ x A = 7,2 (1)
x = 6,72 : 22,4 = 0,3 (2)
- Xác định công thức - Vậy A là kim loại Mg
Ví dụ 2: Khử hoàn toàn 16g bột oxit sắt bằng khí CO ở nhiệt độ cao, sau khi
phản ứng kết thúc, khối lợng sắt giảm 4,8g
Hãy xác định công thức hoá học của oxít sắt đã dùng
Giải:
- Đặt công thức hoá học và biện
luận
- Đặt công thức hoá học của oxit sắt là FexOy
sau phản ứng khối lợng oxit sắt giảm 4,8g chính
là khối lợng của oxi trong oxit sắt
- Viết phơng trình phản ứng FexOy + yCO to x Fe + yCO2
hay FexOy xFe + yO
56 x + 16y 16y
16 4,8
Trang 8
- Lập phơng trình đại số 16 16y = 4,8 (56 x + 16 y)
giải phơng trình ta đợc 32
y x
(x,y là số nguyên dơng và tối giản)
- Lập thành công thức hoá học Công thức hoá học oxit sắt là Fe2O3
Ví dụ 3: Cho 208g dung dịch BaCl224% tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa 27,36g muối Sunphát kim loại M Sau phản ứng thu đợc 800ml dung dịch muối clorua kim loại M có nồng độ 0,2M tìm công thức phân tử muối Sunphát
Giải:
- Đặt công thức của muối cần tìm ở
dạng tổng quát
- Công thức tổng quát của muối Sunphát kim loại M là: Mx(SO4)y
- Tìm số mol BaCl2 và số mol muối
clorua kim loại M n BaCl2 = 100.204 0,24mol
24 208
nMCl2y/x = 0,8 x 0,2 = 0,16 mol
- Viết phơng trình phản ứng Mx(SO4)y + y BaCl2 xMCl2y/x+ yBaSO4
y x
- Lập phơng trình đại số của x và y 0,24 0,16
0,24 x = 0,16y
- Tìm x và y
3
2 3
2 274 , 0 16 , 0
y
x y
x
=> công thức phân tử của muối Sunphát
M2(SO4)3
M2(SO4)3 + 3BaCl2 -> 2MCl3 + 3 BaSO4
1 3 0,08 0,24
342 08
, 0
36 , 27
3 4
2 ( )
n
m
- Xác định kim loại M và công thức
phân tử của muối
2M + 288 = 342
M = 27 => nhôm Công thức phân tử của muối Sunphát là
Al2(SO4)3
Ví dụ 4: Cho 2,88 oxít của kim loại hoá trị II, tác dụng vừa đủ với 100ml
dung dịch H2SO4 0,4M, rồi cô cạn dung dịch thì nhận đợc 7,52 g tinh thể muối ngậm nớc Tìm công thức phân tử muối ngậm nớc
Giải:
- Tính số mol của H2SO4 - 100ml = 0,1 lít
n = CM V => nH 2 SO 4 = 0,4 0,1 = 0,04 (mol)
- Đặt ký hiệu kim loại và công thức
hoá học oxít
- Gọi R là kí hiệu và nguyên tử khối của kim loại hoá trị II
-> CTHH oxít RO
Trang 9
- Viết phơng trình phản ứng - PT phản ứng
RO + H2SO4 RSO4 + H2O
- Lập phơng trình đại số 1 mol 1 mol 1mol
0,04 0,04 0,04
- Tìm khối lợng mol của oxít
MRO = 72 ( )
04 , 0
88 , 2
g n
m
R + 16 = 72
- Tìm nguyên tố kim loại R = 72 - 16 = 56
Vậy R là Sắt
- Lập công thức oxít, muối Vậy công thức phân tử của oxít là FeO
Công thức phân tử của muối là FeSO4
- Tìm khối lợng, mol nớc kết tinh m H O
2 kết tinh = 7,52 - (0,04 x 152) = 1,44
O H
n
18
44 , 1
mol
- Tìm tỷ lệ của muối và nớc Tỉ lệ: nFeSO4 : nH 2 O = 0,04 : 0,08 = 1:2
- Xác định công thức của muối ngậm
nớc
Công thức phân tử của muối ngậm nớc là FeSO4 2H2O
Ví dụ 5: Nhiệt phân hoàn toàn 12,6gam muối cacbonat một kim loại hoá trị
II Toàn bộ khí thu đợc cho hấp thụ hoàn toàn vào 200g dung dịch NaOH 4% đợc dung dịch mới (không còn NaOH) có nồng độ các chất tan là 6,63% Xác định kim loại
Giải:
- Tìm số mol NaOH
mNaOH = 8g
100
200 4
nNaOH = 0 , 2mol
40
8
- Gọi kim loại cần tìm là M
- Viết phơng trình phản ứng - Phơng trình phản ứng
M CO3 to MO + CO2 (1)
- Viết phơng trình phản ứng CO2 khi
tác dụng với NaOH
- Gọi a là số mol CO2 phản ứng với NaOH tạo muối NaHCO3
- b là số mol CO2 phản ứng với NaOH tạo ra muối Na2CO3
CO2 + NaOH -> NaHCO3 (2)
a a a
CO2 + 2 NaOH -> Na2CO3 + H2O (3)
b 2b b
- Lập hệ phơng trình Từ (2) và (3) ta có:
a + 2b = 0,2
20084 44106( ) 6100,63
b a
b a
- Giải hệ phơng trình tìm số mol và
khối lợng mol của muối
giải hệ đợc a = 0,1
b = 0,05
Trang 10
nMCO 3 = nCO 2 = a + b = 0,1 + 0,05 = 0,15 Khối lợng mol của MCO3 là 84 ( )
15 , 0
6 , 12
g
- Tìm kim loại M và viết công thức
hoá học của muối
Ta có: M - 60 = 84
M = 84 - 60 = 24 Vậy M là can xi
- Công thức của muối CaCO3
Dạng 4: Xác định công thức hoá học của một chất bằng cách biện luận.
- Cách giải tơng tự dạng bài tập công thức dựa vào PTHH, nhng phải biện luận
Ví dụ 1: 0,5lít khí A (đktc) có khối lợng là 0,759 g Đốt 3,4g khí A ngời ta thu
đợc 2,24 lít khí lu huỳnh đioxít (đktc) và 1,8g nớc
Tìm công thức hoá học của A
Giải:
- Xác định khối lợng mol phân
tử của hợp chất A
- Khối lợng mol phân tử của hợp chất A
5 , 0
759 , 0 4 , 22
g
- Tính số mol chất đem đốt và
số mol các chất tạo thành
- Số mol A đem đốt
M
m
1 , 0 34
4 , 3
- Số mol các chất tạo thành
nSO 2 = V 0 , 1mol
4 , 22
24 , 2 4 ,
M
m
1 , 0 18
8 , 1
- Biện luận tìm công thức hoá
học của A
Nh vậy 0,1mol A bị đốt -> 0,1 mol SO2 và 0,1 mol
H2O suy ra: 1mol A bị đốt -> 1 mol SO2 và 1 mol H2O
Nh vậy trong phân tử A chỉ có 1 nguyên tử, lu huỳnh (S = 32)
Không chứa oxi (vì O = 16) và A phải có hiđrô
Số nguyên tử H trong A là: 2
2
32 34
Công thức hoá học của hợp chất A là H2S
Ví dụ 2: Hoà tan hoàn toàn 7,56g một kim loại M cha rõ hóa trị vào dung
dịch a xít HCl, thì thu đợc 9,408lít H2 ở CTKTC
xác định kim loại M
Giải:
Gọi n là hoá trị của kim loại M