Hướng dẫn học sinh giải bài tập lập công thức hóa học bậc trung học cơ sở

Có thể nêu ra một số lý do như: do môn học mới đối với bậc trung học cơ sở nên kiến thức kỹ năng của học sinh còn nhiều chỗ khuyết, học sinh chưa phân loại được các dạng bài tập… Trong H

BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN

1 Lời giới thiệu:

Dạy và học hóa học ở các trường hiện nay đã và đang được đổi mới tích cực nhằm góp phần thực hiện thắng lợi các mục tiêu của nhà trường Ngoài nhiệm vụ nâng cao chất lượng hiểu biết kiến thức và vận dụng kỹ năng, các nhà trường còn phải chú trọng đến công tác bồi dưỡng học sinh giỏi các cấp; coi trọng việc hình thành và phát triển tiềm lực trí tuệ cho học sinh Đây là một nhiệm vụ không phải trường nào cũng có thể làm tốt vì nhiều lý do Có thể nêu

ra một số lý do như: do môn học mới đối với bậc trung học cơ sở nên kiến thức

kỹ năng của học sinh còn nhiều chỗ khuyết, học sinh chưa phân loại được các dạng bài tập…

Trong Hóa học, lập công thức hóa học là một nội dung kiến thức rất quan trọng, do đó việc lập đúng công thức hóa học lại càng quan trọng hơn Vì lập đúng công thức hóa học thì các em mới giải đúng các bài toán hoá học ( bài toán tính theo công thức hóa học và tính theo phương trình hóa học) Qua thực tế giảng dạy tôi thấy học sinh rất lúng túng khi lập một công thức hóa hóa học, do

đó việc lập công thức hoá học là một nội dung khó đối với học sinh Thực tế học sinh đã học lập công thức hóa học từ lớp 8 nhưng lên lớp 9 nhiều em vẫn còn lập sai

Với những lý do trên, tôi xin trình bày một số phương pháp lập công thức hóa học cụ thể, có thể áp dụng ở trường trung học cơ sở và giáo viên có thể thực hiện đề tài này qua các buổi phụ đạo học sinh ở các giờ ôn tập, luyện tập chính khóa và bồi dưỡng học sinh giỏi

2 Tên sáng kiến:

“ Hướng dẫn học sinh giải bài tập lập công thức hóa học bậc trung học cơ

sở ”

3 Tác giả sáng kiến:

- Họ và tên: Lê Xuân Khái

- Địa chỉ tác giả sáng kiến: Trường THCS Bạch Lưu, xã Bạch Lưu, huyện Sông Lô, tỉnh Vĩnh Phúc

- Số điện thoại: 0972 027 339

E_mail: lexuankhai.gvc2bachluu@vinh phuc.edu.vn

- Họ và tên: Nguyễn Anh Dũng

- Địa chỉ tác giả sáng kiến: Trường THCS Bạch Lưu, xã Bạch Lưu, huyện Sông Lô, tỉnh Vĩnh Phúc

- Số điện thoại: 0978 502 423

E_mail: nguyenanhdung.gvc2hailuu@vinh phuc.edu.vn

4 Chủ đầu tư tạo ra sáng kiến: Trường THCS Bạch Lưu.

5 Lĩnh vực áp dụng sáng kiến:

Giảng dạy chuyên đề và phụ đạo học sinh ở các giờ ôn tập, luyện tập chính khóa và bồi dưỡng học sinh giỏi môn hóa học lớp 8, lớp 9

6 Ngày sáng kiến được áp dụng lần đầu:

Sau khi kết thúc năm học 2016-2017 tôi rút ra kinh nghiệm và thực hiện từ

đó cho đến nay

7 Mô tả bản chất của sáng kiến:

7.1 Thực trạng của vấn đề nghiên cứu:

7.1.1 Thực trạng chung:

Khi chuẩn bị thực hiện đề tài, khả năng lập công thức hóa học của học sinh còn hạn chế Đa số học sinh còn lúng túng khi lập công hức hóa học Vì thế các em rất thụ động trong các buổi học Rất ít học sinh có sách tham khảo về loại bài tập này Nếu có cũng chỉ là một quyển sách “giải bài tập hóa học 8, giải bài tập hóa học 9” hoặc một quyển sách “bài tập hóa học 8, bài tập hóa học 9 ”

mà nội dung viết về vấn đề này quá ít ỏi Lý do chủ yếu là do điều kiện kinh tế gia đình còn khó khăn hoặc không biết tìm mua một sách hay

7.1.2 Chuẩn bị thực hiện đề tài:

Để áp dụng đề tài vào trong công tác buổi phụ đạo học sinh yếu kém, qua các giờ ôn tập, luyện tập chính khóa, tôi đã thực hiện một số khâu quan trọng như sau:

a) Điều tra trình độ học sinh, tình cảm thái độ của học sinh về nội dung của đề tài; điều kiện học tập của học sinh Đặt ra yêu cầu về bộ môn, hướng dẫn cách sử dụng sách tham khảo và giới thiệu một số sách hay của các tác giả để những học sinh có điều kiện tìm mua; các học sinh khó khăn sẽ mượn sách của bạn để học tập

b) Xác định mục tiêu, chọn lọc và nhóm các bài toán theo dạng, xây dựng nguyên tắc áp dụng cho mỗi dạng, biên soạn bài tập mẫu và các bài tập vận dụng

và nâng cao Ngoài ra phải dự đoán những tình huống có thể xảy ra khi bồi dưỡng mỗi chủ đề

c) Chuẩn bị đề cương bồi dưỡng, lên kế hoạch về thời lượng cho mỗi dạng toán

d) Sưu tầm tài liệu, trao đổi kinh nghiệm cùng các đồng nghiệp; nghiên

cứu các đề thi học sinh giỏi hàng năm của huyện ta và một số huyện khác

7.2 Nội dung của sáng kiến:

Trong quá trình giảng dạy giáo viên cần phải hướng dẫn cho học sinh nắm vững các bước lập công thức hoá học, dựa vào từng dạng cụ thể:

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

a Phương pháp

- Gọi công thức dạng chung A B a x b y

- 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)

b Bài tập áp dụng

Bài tập 1: Lập công thức hóa học của hợp chất tạo bởi hai nguyên tố:

a Al (III) và O (II)

b P (V) và O (II)

c Na (I) và Cl (I)

Giải

a Al (III) và O (II)

- Đặt công thức hóa học của hợp chất là:Al O III x II y ( x,y là các số nguyên dương)

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

=> x y III II => Suy ra x =2; y = 3

- Vậy công thức của hợp chất là Al2O3

b P (V) và O (II)

- Đặt công thức hóa học của hợp chất là: P O x y

- Theo quy tắc hóa trị, ta có:

2

2; 5 5



- Vậy công thức của hợp chất là P O2 5

c Na (I) và Cl (I).

- Đặt công thức hóa học của hợp chất là: Na Cl x y

- Theo quy tắc hóa trị, ta có:

.I

1

1; 1 1



- Vậy công thức của hợp chất là NaCl

Bài tập 2: Lập công thức hóa học của hợp chất tạo bởi một nguyên tố và

nhóm nguyên tử:

a Ba (II) và nhóm SO4 (II)

b Fe (III) và NO3 (I)

Giải

a Ba (II) và nhóm SO4 (II)

- Đặt công thức hóa học của hợp chất là: Ba SO II x( II4)y, ta có: x.II = y.II

Ta có tỷ lệ x y II II => x y II II 11

- Chọn x = 1; y = 1 ta có công thức hóa học là: BaSO4

b Fe (III) và NO3 (I)

- Đặt công thức hóa học của hợp chất là: Fe x(NO ) 3 y

Theo quy tắc hóa trị, ta có:

.III I

1

1; 3 3



- Vậy công thức của hợp chất là Fe(NO ) 3 3

Lưu ý: Có thể áp dụng để tính nhẩm để lập nhanh công thức hóa học.

- Gọi công thức dạng chung A B 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 x = y = 1

+ Nếu a  b mà tỉ lệ a : b là tối giản thì x = b, y = a

+ Nếu a  b mà tỉ lệ a:b chưa tối giản thì ta giản ước để được tỉ lệ a’ :b’ khi đó

x = b’; y = a’

Ví dụ:

- Khi a = b thì x = y = 1

+ Hợp chất: Ca O II x II y

=> x = y = 1

Vậy công thức hóa học là: CaO

+ Hợp chất: Al III x(PO III4)y

=> x = y = 1

Vậy công thức hóa học là: AlPO4

- Khi a  b mà tỉ lệ a : b là tối giản thì x = b, y = a

+ Hợp chất: Na O I x II y

=> x = 2; y = 1

Vậy công thức hóa học là: Na2O

+ Hợp chất: Fe III x(SO II4)y

=> x = 2; y = 3

Vậy công thức hóa học là: Fe (SO ) 2 4 3

- Khi a  b mà tỉ lệ a:b chưa tối giản thì ta giản ước để được tỉ lệ a’ : b’ khi đó

x = b’; y = a’

+ Hợp chất: S O VI x II y

=> x = 1; y = 3

Vậy công thức hóa học là: SO 3

c Bài tập vận dụng

Bài tập 1: Lập công thức hóa học của hợp chất tạo bởi hai nguyên tố:

a Fe (III) và O (II)

b Ca (II) và Cl (I)

c Mg (II) và NO3 (I)

Bài tập 2: Lập công thức hóa học của hợp chất tạo bởi một nguyên tố và

nhóm nguyên tử:

c Na (I) và nhóm SO4 (II)

d Fe (III) và PO4 (I)

Dạng 2 Xác định công thức hóa học khi biết thành phần phần trăm về khối lượng các nguyên tố và phân tử khối.

Nếu bài toán yêu cầu lập công thức phân tử của hợp chất, cho biết:

+ Thành phần gồm các nguyên tố A, B, C nguyên tử khối tương ứng là MA, MB,

MC

+ Thành phần phần trăm các nguyên tố là %A, %B và %C

+ Phân tử khối tương ứng của hợp chất là M A B C x y z

Cần tìm x, y và z

a Phương pháp.

- Giả sử công thức của hợp chất có dạng AxByCz

.

x y z

A B C C

=>

%

100.

% B.

100.

%

100.

x y z

x y z

x y z

A B C A

A B C B

A B C C

A M

x

M M y

M

C M

z

M







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 công thức: M A = d A/B

M B hoặc M A =29.d A/KK

b bài tập áp dụng.

Bài tập 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?

Giải

- Phần trăm của nguyên tố Na trong hợp chất là:

100 – 25,8 = 74,2%

- Gọi công thức của X là NaxOy

- Ta có: x74, 223y25,81610062

=> 74, 2 62 2

100 23

 ; 25,8 62 1

100 16

 Suy ra công thức của X là Na2O

Bài tập 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

Giải

- Gọi công thức cần tìm là HxSyOz

Ta có: x2, 41y39,132 z58,51610082

=> 2, 4 82 2

100

x   ; 39,1 82 1

100 32

 ; 58,5 82 3

100 16



- Vậy công thức của hợp chất là H2SO3

Bài tập 3: Phân tử hợp chất A có tỉ khối đối với khí hiđro bằng 17 Biết

trong hợp chất, hiđro chiếm 5,88 % về khối lượng, còn lại là Lưu huỳnh Xác định công thức phân tử của A

Giải

- Tính khối lượng mol của hợp chất

=> MA = 17.2 = 34 (g)

- Phần trăm của nguyên tố S trong hợp chất là:

100 – 5,88 = 94,12%

- Gọi công thức của A là HxSy

- Ta có: 5,88x194,12 100y3234

=> 5,88 34 2

100

x   ; 94,12 34 1

100 32

 Suy ra công thức của A là H2S

D

ạng 3 Xác định công thức hóa học khi biết thành phần phần trăm về khối lượng mà không biết khối lượng mol của hợp chất.

a Phương pháp

- Công thức chung của hợp chất dạng AxBy hoặc AxByCz…

Ta có tỉ lệ thức: : : % :% B % C:

A

x y z



 x y z a b c: :  : :

( 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

b Bài tập áp dụng

Bài tập 1: Hợp chất A chứa 3 nguyên tố Ca, C, O với tỉ lệ phần trăm các

nguyên tố là: 40%Ca; 12%C và 48%O về khối lượng Tìm Công thức phân tử của A

Giải

- Gọi công thức hóa học của hợp chất A là CaxCyOz

Ta có:

% % % O 40 12 48

40 12 16 : : 1:1: 3

Ca C O

x y z

x y z

- Suy ra công thức của A là CaCO3

Bài tập 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?

Giải

- Gọi công thức của hợp chất là CuxSyOz

- Ta có: :

% %S % O 40 20 40

64 32 16

Cu S O

Cu

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

c Bài tập vận dụng

Bài tập 1: Hợp chất vô cơ A có thành phần % về khối lượng các nguyên tố là:

45,95%K ; 16,45%N; 37,6%O Xác định công thức hóa học của A

Đáp số: KNO2

Bài tập 2: Hợp chất vô cơ B có thành phần % về khối lượng các nguyên tố là:

28,57%Mg ;14,2%C và còn lại là O Xác định công thức hóa học của B

Đáp số: MgCO3

D

ạng 4 Lập công thức hóa học khi biết tỉ lệ khối lượng của các nguyên tố trong hợp chất.

Trường hợp 1: Biết phân tử khối

a Phương pháp

- Đặt công thức cần tìm ở dạng chung AxBy ( x, y nguyên dương, tối giản)

- Tìm tỉ lệ về khối lượng các nguyên tố:

(1)

y

- Mặt khác ta có: x.MA + y.MB = Mhợp chất (2)

- Thay (1) vào (2) ta tìm được x, y rồi thay vào công thức chung ta được công thức cần tìm

b Bài tập áp dụng

Bà tập 1: Tìm công thức hóa học của một oxit của sắt, biết phân tử khối

bằng 160 và có tỉ lệ khối lượng của sắt và oxi là 7:3

Giải

- Giả sử công thức hóa học của oxit là FexOy

- Ta có tỉ lệ về khối lượng:

1,5 (1)

Fe Fe

- Mặt khác: 56x + 16y = 160 (2)

Thay (1) vào (2), ta được:

56x + 16.1,5x = 160

 80x = 160

 x= 2

Thay x = 2 vào (1) ta được: y = 1,5.2 = 3

Vậy công thức của oxit sắt đó là Fe2O3

Trường hợp 2: Không biết phân tử khối

a Phương pháp

- Đặt công thức cần tìm ở dạng chung AxBy ( x, y nguyên dương, tối giản)

- Tìm tỉ lệ về khối lượng các nguyên tố:

A A B

B B A

y M m M b (a, b là số nguyên dương, tối giản)

- Thay x = a; y = b vào công thức chung ta được công thức cần tìm.

b Bài tập áp dụng

Bài tập 1: Tìm công thức hóa học của một oxit của sắt biết tỉ lệ khối

lượng của sắt và oxi là 7:3

Giải

- Giả sử công thức hóa học của oxit là FexOy

- Ta có tỉ lệ về khối lượng:

.. Fe Fe Fe.. O 7.163.56 23

 x 2;y 3

- Vậy công thức của oxit sắt đó là Fe2O3

Bài tập 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

Giải

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

- Ta có tỉ lệ:

10 7 24 : : : : 0, 25 : 0,5 :1,5

40 14 16

=> 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.

Bài tập 3: Xác định công thức hóa học của oxit một kim loại A chưa rõ

hóa trị.Biết tỉ lệ về khối lượng của A và oxi là 7 : 3

Giải.

Gọi n là hóa trị của A → công thức hóa học của hợp chất có dạng A2On

Ta có tỉ lệ khối lượng các nguyên tố :

2.

n.

A A

O O

2 2.3

16.7 112

A

M

Vì n là hóa trị của kim loại A nên n chỉ có thể là 1,2,3,4

Ta xét bẳng sau:

Từ kết quả bảng trên ta được công thức hóa học của hợp chất là : Fe2O3

c Bài tập vận dụng

Bài tập 1: Tìm công thức hóa học của một oxit biết tỷ lệ về khối lượng là:

7

20

N

O

m

Đáp số: N2O5

Bài tập 2: Tìm công thức hóa học của một oxit biết tỷ lệ khối lượng của hợp

chất là: S 23

O

m

Đáp số: SO3

Dạng 5: Lập công thức hóa học theo phương hóa học.

Trường hợp 1: Biết hóa trị của nguyên tố.

a Phương pháp

+ Đổi số liệu đề bài ra số mol ( nếu có) + Đặt công thức chất cần tìm ở dạng chung

+ Viết phương trình hóa học, tìm số mol của chất cần xác định công thức theo số mol của chất đã biết

+ Tính khối lượng mol (M) của chất cần tìm => Nguyên tử khối => dựa vào bảng toàn hoàn xác định nguyên tố

b Bài tập áp dụng

Bài tập 1: Hòa tan hoàn toàn 7,2 g một kim loại hóa trị II bằng dung dịch

HCl dư ,thu được 6,72 lít H2 (đktc) Xác định tên kim loại

Giải:

Số mol của H2 thu được là :

6,72

0,3

22, 4

H

Đặt M là kim loại hóa trị II đã dùng:

PTHH : M + 2HCl → MCl2 + H2 (1) 0,3 mol 0,3 mol Theo (1) => nM = n H2 = 0,3 mol

=> 7, 2 24

0,3

M

Vậy kim loại có hóa trị II là Mg = 24

Bài tập 2: Cho 2 g hỗn hợp gồm Fe và kim loại hóa trị II vào dung dịch

HCl dư thì thu được 1,12 lít H2 (đktc) Mặt khác, Nếu hòa tan 4,8 g kim loại hóa trị II đó cần chưa đến 18,25 g HCl Xác đinh tên kim loại

Giải Gọi M là nguyên tử khối và cũng là kí hiệu của kim loại hóa trị II

Phương trình hóa học: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (1)

x mol x mol

M + 2HCl → MCl2 + H2 (2)

Đặt : Fe

M









Theo đề ra ta có: 56x + My = 2 (*)

Theo phương trình phản ứng (1) và (2) kết hợp với đề bài ta có:

2

1,12

0,05

22, 4

H

n  x y  mol (**)

Từ (*) và (**) ta có : 0,8

56

y

M





Vì 0 < y < 0,05 nên 0 0,8 0,05

56 M

 => M < 40 (3*) Mặt khác : theo (2) kết hợp với đề bài ta có :

4,8 9,6

2 2.

HCl M

Mà đề ra : 9,6

M < nHCl = 18, 25 0,5

36,5  mol => M > 19,2 (4*)

Từ (3*) và (4*) => 19,2 < M < 40 Vì M là kim loại có hóa trị II, nên chỉ có Mg = 24 là phù hợp

c Bài tập vận dụng

Bài tập 1: Hòa tan 24g một oxit kim loại hóa trị II cần dùng 29,4 g H2SO4 Xác định công thức của oxit

Trường hợp 2: Không biết hóa trị của nguyên tố.

a Phương pháp

+ Đặt công thức chất cần tìm ở dạng chung

+ Gọi n là hóa trị, x là số mol, M là nguyên tử khối của nguyên tố cần tìm + Viết phương trình hóa học,đặt số mol x vào phương trình và tính số mol của chất đã cho theo x và M

+ Lập PT hoặc hệ phương trình toán học,biện luận giá trị để tìm khối lượng mol (M) theo hóa trị (n) của nguyên tố cần tìm ( 1 ≤ n ≤ 4 ) => nguyên

tử khối hoặc phân tử khối => dựa vào bảng toàn hoàn xác định nguyên tố => Công thức của hợp chất

b Bài tập áp dụng

Bài tập 1: Cho 10g dung dịch muối sắt clorua 32,5% tác dụng với dung

dịch bạc nitrat dư thì tạo thằn 8,61 gam kết tủa Hãy tìm công thức hoá học của muối sắt đã dùng

Giải

Khối lượng muối sắt Clorua trong 10g dd nồng đọ 32,5%:

(10.32,5)/100 = 3,25g

Đặt x là hóa trị của sắt, vậy công thức tổng quát: FeClx

PTHH: Feclx + xAgNO3 → xAgCl + Fe (NO3)x

Theo PTHH: (56 + x.35,5)g x(108 +35,5)g

Theo đề bài: 3,25g 8,61 g

Ta có phương trình:

(56+35,5x)/3,25 = 143,5x/8,61

Giải phương trình ta được x = 3

Vậy công thức của muối sắt clorua là FeCl3.