Hướng dẫn học sinh nắm vững các công thức hóa học

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

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

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 tduy 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

* 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: 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 0

y II III

x O Fe y II IV

x H C y I I

x Cl Na y II VI

x O S

y II II

x O Ca

- 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) c) Al (III) và NO3 (I) d) K (I) và CO3 (II) e) Ba (II) và SO3 (II) g) Cu (II) và OH (I) Giải

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 =

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:

y

II I

SO

H ( 4 )

y

III II

SO

Ca( 4 )

y

I III

NO

Al( 3)

y

II I

x C O

K ( 3 )

y

II II

x SO

Ba ( 3 )

y

I II

x OH

Cu ( )

C B

c M

b M

a

: :

- Lập phơng trình đại số theo PTK x + 32y + 16z = 82

- Lập tỷ lệ khối lợng của từng nguyên

tố để tìm x, y, z

=> x

= 2 => y = 1

=> 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%

V

100

4 , 2

82x =

100

1 , 39 82

16z =

O S

O M

S M

:

% :

%

16

40 : 32

20 : 64 40

x, y, z là nguyên dơng

(Tối giản nhất nếu là chất vô cơ)

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

- 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 =

= 0,19 : 0,19 : 1,17

= 1 : 1 : 6

- Lập thành công thức hoá học CTHH của thuỷ tinh là: K2O.CaO.6 SiO2

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

tạo ra đợc

- Từ % Na2O và % PbO tìm % của - Thành phần theo khối lợng của SiO2 là:

60

59 , 70 : 56

98 , 10 : 94

43 , 18

% 613 , 9 46

% 132 , 7

0

% 574 , 34 207

% 093 , 32 223

Pb

≈

SiO2 trong pha lê 100% - (9,613 + 34,574)% = 55,813 % SiO2

Tập tỉ lệ x : y : z ta có tỷ lệ

x: y: z = = 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

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:

60

813 , 55 : 223

574 , 34 : 62

613 , 9

676 , 54

324 , 45 96

18

= +

X n

100

51 , 11 18 96

32

= +

X

676 , 54

324 , 75 96

+

X n

100

51 , 11 18 96

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

- 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

- Lập thành công thức hoá học Công thức hoá học oxit sắt là Fe2O3

3

2

=

y x

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

- Tìm số mol BaCl2 và số mol muối

clorua kim loại M

n BaCl2 = nMCl2y/x = 0,8 x 0,2 = 0,16 mol

- Viết phơng trình phản ứng Mx(SO4)y + y BaCl2 xMCl2y/x+ yBaSO4

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

24

2 274 , 0

16 , 0

y

x y

x

342 08

, 0

36 , 27

3 4

2 ( ) = =

n m

M M SO

- Đặt ký hiệu kim loại và công thức

- 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 kết tinh = 7,52 - (0,04 x 152) = 1,44

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

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)

) ( 72 04 , 0

88 , 2

g n

m

=

=

O H

m 2O H

n0,082 ( )

18

44 , 1

mol

=

g

8 100

200 4

=

mol

2 , 0 40

b 2b b

- Lập hệ phơng trình Từ (2) và (3) ta có:

a + 2b = 0,2

- Tìm kim loại M và viết công thức

hoá học của muối

Ta có: M - 60 = 84

M = 84 - 60 = 24Vậy 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

- Tính số mol chất đem đốt và

số mol các chất tạo thành

Nh vậy trong phân tử A chỉ có 1 nguyên tử, lu huỳnh (S = 32)

100

63 , 6 ) ( 44 200

106

+ +

+

b a

b a

) ( 84 15 , 0

6 , 12

g

=

) ( 34 5

, 0

759 , 0 4 , 22

g

≈

mol M

m

1 , 0 34

4 ,

24 , 2 4 ,

mol M

m

1 , 0 18

8 ,

=

Không chứa oxi (vì O = 16) và A phải có hiđrô

Số nguyên tử H trong

A là:

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

- Viết công thức hoá học Vậy M là A1

Ví dụ 3: Hoà tan hoàn toàn 8,9g hỗn hợp 2 kim loại A và B có cùng hoá trị II và có tỷ lệ mol là 1: 1 bằng dung dịch HCl thu đợc 4,48 lít H2 ở ĐKTC Hỏi A, B là các kim loại nào trong số các kim loại sau: Mg, Cu, Ba, Fe, Zn Giải:

Gọi a là số mol của mỗi kim loại đã dùng

MA và MB lần lợt khối lợng mol của A và B

- Viết phơng trình phản ứng A+ 2HCl -> ACl2 + H2

1mol 1mola(mol) a (mol)

B + 2HCl -> BCl2 + H2

2 2

408 , 9

nx

9 84

, 0

56 ,

=

n

M nx

Mx

1mol 1mola(mol a (mol)

- Lập phơng trình đại số - Giả sử lấy mol RxOy hoà tan cần ymol H2SO4 và tạo

thành 1 mol muốn Mx(SO4)y

Khối lợng dung dịch H2SO4 là

mdd H 2 SO 4 = Khối lợng muối tạo thành

mMx(SO 4 )y = xM + 96y (gam)

- Khối lợng dung dịch sau phản ứng

9 ,

) ( 400 5

, 24

98 100

gam y

y

=

% 100 16 400

96

x y xM y

y xM

+ + +

<=>

- Giải phơng trình và biện luận

Dạng 5: Xác định công thức phân tử của hợp chất hữu cơ gồm các

nguyên tố C, H, O

Dạng đốt cháy (hay phân tích) a (g) một hợp chất hữu cơ A gồm C, H, O ta

thu đợc b (g) CO2 và c (g) H2O

Lập công thức của A Biết khối lợng mol của A (MA)

Để giải bài toán dạng này ta có thể dùng 1 trong 3 cách sau:

Cách 1: Công thức hoá học của hợp chất A có dạng CxHyOz

Tính % C =

% H =

% O = Lập tỷ lệ:

3

a b

100

9a

c

%)

% (

y C

z m

y m

H c

Hợp chất hữu cơ A chỉ có 3 nguyên tố

- Lập công thức hoá học - Vậy công thức phân tử của A là C3H6O2

Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn 7,5g Hiđrô cacbon A thu đợc 22g CO2 và 13,5g H2O Biết tỷ khối của Hiđrô cacbon so với H2 = 15 Lập công thức của phân tử A.

- Lập công thức hoá học - Vậy công thức phân tử của A là C2H6

Lu ý: Trong các hợp chất hữu cơ chỉ số không tối giản

Ví dụ 3: Đốt cháy hoàn toàn 4,5g hợp chất hữu cơ A biết A chứa C, H,

O và thu đợc 9,9g khí CO2 và 54g H2O

Lập công thức phân tử của A Biết phân tử khối của A bằng 60

100

74 24 , 42

16 11 , 8 65 , 48

3 100

74 65 , 48

74 11 ,

2 100

74 24 , 42

6 11

3 , 22 11

=

g g c

5 , 7

30 5 , 1 6

2 5

, 7

30 6

, 7 30

- Viết công thức hoá học Vậy công thức phân tử của A là C3H8O

Ví dụ 4: Hợp chất hữu cơ A có phân tử khối là 60 Đốt cháy hoàn toàn 7,2gam A thu đợc 5,376lít khí CO2 (ở ĐKTC) và 4,32g H2O Hãy xác định công thức phân tử của A

% 60 100 5 , 4 11

3 9 , 9 100 11

a b

% 33 , 13 100 5 , 4 9

4 , 5 100

a c

% 67 , 26 )%

33 , 13 60 (

%

100

60 67 , 26

16 33 , 13 60

60 60

8 100

60 33 ,

1 100

60 67 , 26

12 , 0 60

2 , 7

=

=

M m

24 , 0 4 , 22

376 , 5 4 ,

24 , 0 18

32 ,

=

M m

- Viết công thức ở dạng tổng quát Công thức tổng quát: CxHyOz

- Viết phơng trình đốt cháy A CxHyOz + (x + ) O2 -> xCO2 + H2O

- Viết công thức hoá học Công thức phân tử của A C2H4O2

Ví dụ 5: Hỗn hợp khí A gồm CO và một hiđrôcacbon để đốt cháy hoàn toàn 6,72 lít khí A, phải dùng vừa hết 39,2 lít không khí phản ứng tạo thành 8,96 lít CO2 và 1,8g H2O Xác định công thức phân tử của hiđrô cacbon Biết oxi chiếm 20% thể tích không khí và các khí đều đo ở điều kiện tiêu chuẩn

- Đặt công thức tổng quát của hiđrô

cacbon và đặt số mol của các khí

0,5a + (x+)b = 0,35 (4)

0,5a + xb+ = 0,35

2 4

z y

− 2

y

2

y

2 24

, 0 12 , 0

4 12

, 0

24 , 0

) ( 3 , 0 4 , 22

72 , 6 4 ,

% 100

% 20 2 ,

35 , 0 4 , 22

84 , 7 4 ,

4 , 0 4 , 22

96 ,

1 , 0 18

8 ,

=

M m

(4 / )

a + xb = 0,4 (5)

xb = 0,4 - a (5 / )

0,5yb = 0,1 (6)

yb = 0,1: 0,5 = 0,2 (6 / )

- Giải hệ phơng trình tìm các ẩn - Giải hệ

- Thay (5/), (6/) và (4/)0,5 a + 0,4 - a + = 0,35

a = 0,2

b = 0,1Thay a, b vào (5/) và (6/) ta đợc

- Lập công thức hoá học của A x = 2 ; y = 2 => Công thức hoá học của A

là C2H2

III/ Kết luận

Qua quá trình thực hiện đề tài tôi nhận thấy đa số các học sinh đã biết cách xác định công thức hoá học của các hợp chất vô cơ, tinh thể ngậm nớc và thuỷ tinh ở dạng 1, dạng 2

Dạng 3,4 giúp học sinh tìm đợc công thức hoá học của kim loại dựa vào

ph-ơng trình hoá học

Dạng 5: Giúp các em lập công thức hoá học của các hợp chất hữu cơ

Trong một số năm áp dụng phơng pháp giảng dạy lập công thức hoá học nh trên tôi nhận thấy học sinh đã lập đợc công thức hoá học của các hợp chất, các sản phẩm trong các phơng trình hoá học Từ đó giúp học sinh làm thành thạo các dạng bài tập công thức hoá học Kết quả điểm trung bình năm, học kỳ I ở các lớp tôi giảng dạy năm học 2006 - 2007 nh sau:

Kết quả khi áp dụng đề tài:

Giải bài tập hoá học là phơng tiện chủ yếu để rèn luyện và phát triển t duy của học sinh là công cụ để kiểm tra, đánh giá kỹ năng của học sinh Trong đó, giải bài tập lập công thức hoá học có vai trò rất quan trọng, hớng dẫn học sinh có phơng pháp tốt để tập xác định công thức hoá học là đã thực hiện đợc một phần cơ bản trong yêu cầu cần đạt đợc của bộ môn

* Đề nghị và kiến nghị:

- Đề nghị nhà trờng bổ xung thêm tài liệu tham khảo cho giáo viên

- Cần phổ biến rộng dãi hơn những sáng kiến kinh nghiệm của các giáo viên giàu kinh nghiệm để chúng tôi có điều kiện học tập

Trên đây là một vài kinh nghiệm của bản thân tôi, rất mong sự góp ý của các bạn đồng nghiệp và các cấp lãnh đạo

Ngày 05 tháng 4 năm 2007

Ngời viết

Nguyễn Thị Tâm Ngọc