Tài liệu Rèn kĩ năng giải bài tập về công thức hóa học cho học sinh thcs

“ RÈN KĨ NĂNG GIẢI BÀI TẬP VỀ CÔNG THỨC HÓA HỌC CHO HỌC SINH THCS” Giáo viên: Nguyễn Thị Giang - Trang 1 - Trường THCS T.T Khoái Châu “ RÈN KĨ NĂNG GIẢI BÀI TẬP VỀ CÔNG THỨC HÓA HỌC CHO HỌC SINH THCS” A. MỞ ĐẦU I. ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Thực trạng của vấn đề nghiên cứu Hóa học là môn khoa học nghiên cứu về chất, sự biến đổi chất và ứng dụng của chúng, do vậy Hóa học có vai trò quan trọng trong nhà trường cũng như ngoài cuộc sống. Hóa học trong nhà trường THCS cung cấp cho học sinh một hệ thống kiến thức phổ thông, cơ bản và thiết thực đầu tiên về Hóa học, hình thành và phát triển năng lực nhận thức, năng lực hành động, năng lực xã hội và năng lực cá nhân cho học sinh. Từ đó học sinh có khả năng vận dụng, liên hệ, ứng dụng tốt các kiến thức vào giải quyết các nhiệm vụ cụ thể, thực tế, có thói quen làm việc khoa học, trung thực, cẩn thận, tỉ mỉ, tự giác, có ý thức trách nhiệm với bản thân, gia đình, xã hội, có thể hòa hợp với môi trường thiên nhiên, chuẩn bị hành trang đi vào cuộc sống lao động. Hóa học là môn khoa học thực nghiệm, “ học” phải đi đôi với “hành” mới đạt hiệu quả, chất lượng cao. “ Hành” trong hóa học là nói tới kĩ năng thao tác, tiến hành các thí nghiệm hóa học, kĩ năng vận dụng kiến thức vào giải quyết các vấn đề trong thực tiễn, hay giải các bài tập hóa học… Trong đó bài tập hóa học là phương tiện chủ yếu để rèn luyện và phát triển tư duy của học sinh, là công cụ để kiểm tra đánh giá kiến thức, kĩ năng vận dụng kiến thức vào cuộc sống, sản xuất và nghiên cứu khoa học. Trong thực tế giảng dạy, việc giải bài tập hóa học nói chung, bài tập về công thức hóa học nói riêng, đối với học sinh còn gặp nhiều khó khăn, một số học sinh làm bài tập một cách máy móc, lúng túng trong phương pháp và cách trình bày chưa được khoa học, hợp lý. Hơn nữa trong phân phối chương trình giảng dạy trên lớp ít: 02 tiết/1 tuần, thời lượng dành cho luyện tập không nhiều, song số lượng và dạng loại các bài tập lại rất phong phú, đặc biệt trong các đề thi chọn học sinh giỏi các cấp, thi vào trường chuyên… Giáo viên: Nguyễn Thị Giang - Trang 2 - Trường THCS T.T Khoái Châu “ RÈN KĨ NĂNG GIẢI BÀI TẬP VỀ CÔNG THỨC HÓA HỌC CHO HỌC SINH THCS” Qua nghiên cứu và phân dạng bài tập tôi nhận thấy dạng bài tập về công thức hóa học xuyên suốt chương trình Hóa học 8, 9, chiếm một vị trí quan trong trong chương trình Hóa học trung học cơ sở. Xuất phát từ những lí do trên tôi đã nghiên cứu và thực hiện đề tài “ Rèn kĩ năng giải bài tập về công thức hóa học cho học sinh THCS” để góp phần nâng cao chất lượng và hiệu quả giảng dạy bộ môn Hóa học. 2. Ý nghĩa của giải pháp mới Trên cơ sở nghiên cứu về đề tài, tôi đã hệ thống lại các dạng bài về xác định công thức hóa học và tính theo công thức hóa học, trên cơ sở hệ thống các kiến thức liên quan, xây dựng mô hình, phương pháp chung cho từng loại và lập kế hoạch cho học sinh từng bước tiếp cận với từng dạng bài sao cho phù hợp với thời lượng chương trình và nội dung kiến thức trên lớp. Sau mỗi nội dung thực hiện được, tôi có phương pháp kiểm tra đánh giá kịp thời, nhằm đánh giá sự tiến bộ của học sinh, cũng như thu lại tín hiệu ngược của quá trình giảng dạy để từ đó có các biện pháp cải tiến phương pháp dạy học phù hợp cho từng đối tượng học sinh, nhằm nâng cao dần chất lượng giảng dạy và gây hứng thú, say mê cho học sinh. Trong quá trình thực hiện, để tránh khô khan, nhàm chán, tôi đã kết hợp nhiều phương pháp, kĩ thuật dạy học khác nhau như: sử dụng trò chơi, tổ chức hoạt động theo nhóm, dạy học nêu và giải quyết vấn đề, có thể tiến hành áp dụng một số phương pháp mới như phương pháp dạy học dự án - là giao cho học sinh, hay nhóm học sinh một “ dự án” - thực chất trong phạm vi đề tài thì đó là các dạng bài liên quan đến công thức hóa học, để các em tự tìm hiểu, tự nghiên cứu và hoàn thành“ dự án” trong một thời gian nhất định … nhằm phát huy tối đa tính tích cực của học sinh và giúp học sinh ghi nhớ, vận dụng hiệu quả hơn nội dung tri thức chiếm lĩnh được. 3. Phạm vi nghiên cứu của đề tài - Đề tài được tiến hành nghiên cứu tại trường THCS Đông Ninh - Khoái Châu - Hưng Yên Giáo viên: Nguyễn Thị Giang - Trang 3 - Trường THCS T.T Khoái Châu “ RÈN KĨ NĂNG GIẢI BÀI TẬP VỀ CÔNG THỨC HÓA HỌC CHO HỌC SINH THCS” - Đối tượng: học sinh lớp 8A và 9A là lớp thực nghiệm, hai lớp 8B và 9B là lớp đối chứng. - Lĩnh vực khoa học nghiên cứu là lĩnh vực chuyên môn. II. PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH 1. Cơ sở lý luận Cơ sở lý luận quan trọng cho việc giải bài tập hóa học về công thức hóa học là kiến thức về hóa học đại cương, vô cơ và hữu cơ. * Phần đại cương là các khái niệm, định luật, quy tắc cơ bản của hóa học. Những kiến thức này sẽ theo học sinh trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu hóa học: Bảng 1: MỘT SỐ NGUYÊN TỐ HÓA HỌC Số Proton 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Tên nguyên tố Ký hiệu hóa học Hiđro Heli Liti Beri Bo Cacbon Nitơ Oxi Flo Neon Natri Magie Nhôm Silic Photpho Lưu Nguyên tử khối Hóa trị 1 4 7 9 11 12 14 16 19 20 23 24 27 28 31 32 I H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S huỳnh 17 18 19 20 - I II III IV,II II,III,IV… II I I II III IV III,V II,IV,V I Clo Argon Kali Canxi Giáo viên: Nguyễn Thị Giang Cl Ar K Ca - 35,5 39,9 39 40 Trang 4 - I,… I II Trường THCS T.T Khoái Châu “ RÈN KĨ NĂNG GIẢI BÀI TẬP VỀ CÔNG THỨC HÓA HỌC CHO HỌC SINH THCS” 24 25 Crom Mangan Cr Mn 52 55 II,III II,IV,V II… 26 29 30 35 47 Sắt Đồng Kẽm Brom Bạc 56 80 Fe Cu Zn Br Ag 56 64 65 80 108 II,III I,II II I… Bari Thủy Ba Hg I 137 201 II I,II Chì Pb 207 II,IV ngân 82 Bảng 2. HÓA TRỊ MỘT SỐ NHÓM NGUYÊN TỬ Tên nhóm Hidroxit(OH); Nitrat (NO3) Sunfat (SO4); Cacbonat (CO3) Photphat (PO4) Hóa trị I II III - Định luật bảo toàn khối lượng Trong phản ứng hóa học, tổng khối lượng sản phẩm bằng tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng. A+B � C+D Công thức về khối lượng: mA + mB = mC + mD - Quy tắc hóa trị Trong công thức hóa học, tích của chỉ số và hóa trị của nguyên tố này bằng tích của chỉ số và hóa trị của nguyên tố kia. a b A x By � a.x  b. y - Khái niệm về phản ứng hóa học, bản chất của phản ứng hóa học, - Phương trình hóa học biểu diễn phản ứng hoá học và cho biết : + chất tham gia và sản phẩm tạo thành sau phản ứng + phản ứng xảy ra trong điều kiện nào ? Giáo viên: Nguyễn Thị Giang - Trang 5 - Trường THCS T.T Khoái Châu “ RÈN KĨ NĂNG GIẢI BÀI TẬP VỀ CÔNG THỨC HÓA HỌC CHO HỌC SINH THCS” + tỉ lệ giữa các chất tham gia và sản phẩm tạo thành về: số nguyên tử (phân tử) ; khối lượng ; số mol. - Công thức chuyển đổi m M ; m  n.M ; d A/ B  MA ; MB n n V (đối với chất khí ở đktc) 22, 4 M m n d A/KK  ; V  22, 4.n MA 29 Trong đó n: số mol M: khối lượng mol m: khối lượng chất V: thể tích chất khí dA/B: tỉ khối chất khí A đối với chất khí B dA/KK: Tỉ khối chất khí A đối với không khí - Tinh thể ngậm nước (tinh thể hidrat) là có chứa một số phân tử nước nhất định trong tinh thể. Ví dụ CuSO4 . 5 H2O, Na2CO3.10H2O…. * Phần hóa học vô cơ là các kiến thức về phân loại, tính chất của: - Các hợp chất vô cơ: oxit, axit, bazơ, muối - Kim loại: sắt, nhôm…, phi kim: clo, cacbon…. và các hợp chất của chúng. * Phần hóa học hữu cơ là các kiến thức về thành phần, cấu tạo hidrocacbon, dẫn xuất của hidrocacbon, các loại phản ứng hữu cơ…. Để giải các bài tập về công thức hóa học học sinh cần phải có các kiến thức và kĩ năng toán học: giải phương trình bậc nhất, giải hệ phương trình, phương pháp biện luận, tính toán theo tỷ lệ phần trăm…. 2. Cơ sở thực tiễn Trong quá trình giảng dạy môn Hóa học THCS tôi nhận thấy lượng kiến thức mà học sinh phải chiếm lĩnh trong một giờ lên lớp tương đối nhiều, số tiết dành cho luyện tập rất ít, mà đặc điểm của học sinh THCS là khả năng tập trung, Giáo viên: Nguyễn Thị Giang - Trang 6 - Trường THCS T.T Khoái Châu “ RÈN KĨ NĂNG GIẢI BÀI TẬP VỀ CÔNG THỨC HÓA HỌC CHO HỌC SINH THCS” tổng hợp, khái quát hóa chưa cao. Hơn nữa trong một lớp học có nhiều đối tượng học sinh có trình độ nhận thức khác nhau, điều đó gây không ít khó khăn cho giáo viên khi vừa phải chú ý bồi dưỡng học sinh khá giỏi, lại vừa phải quan tâm học sinh yếu kém. Xuất phát từ thực tiễn đó nên tôi thiết nghĩ nếu không phân dạng các bài tập hóa học nói chung và bài tập về công thức hóa học nói riêng, mà giáo viên hướng dẫn giải bài tập một cách dàn trải sẽ khó thu được kết quả cao trong thời lượng tiết học có hạn, khối lượng kiến thức rất lớn mà phạm vi ứng dụng lại đa dạng, với nhiều mức độ nhận thức khác nhau của học sinh từ nhận biết, thông hiểu, vận dụng ở cấp độ thấp đến vận dụng ở cấp độ cao. Trên cơ sở đó, tôi mạnh dạn nghiên cứu và thực hiện đề tài để vừa đảm bảo kiến thức cơ bản vừa có thể kích thích khả năng tự lực, sáng tạo, tích cực, tự giác của học sinh để nâng cao chất lượng đại trà cũng như chất lượng mũi nhọn của bộ môn. 3. Các biện pháp tiến hành Qua quá trình nghiên cứu sách giáo khoa, các tài liệu tham khảo, tạp chí giáo dục… trong xu thế đẩy mạnh công cuộc đổi mới căn bản, toàn diện trong giáo dục, xuất phát từ mâu thuẫn giữa thực tiễn dạy học và đảm bảo đạt chuẩn mục tiêu đầu ra, tôi nhận thấy phải đổi mới toàn diện từ mục tiêu, nội dung, phương pháp dạy học cho từng nội dung, từng bài, từng chương nhằm tích cực hóa hoạt động của người học để người học tự giác, tích cực chiếm lĩnh tri thức, hình thành và phát triển năng lực nhận thức và năng lực hành vi. Trong phạm vi của đề tài, tôi đã thực hiện một số biện pháp đạt hiệu quả cao như: phân dạng các bài tập về công thức hóa học một cách khái quát, xây dựng phương pháp giải và có các ví dụ minh họa cho từng dạng bài. Sau đó tôi lên kế hoạch cho việc tích hợp mỗi dạng bài vào từng phần nội dung của tiết học sao cho phù hợp với nội dung chương trình dạy học. Đổi mới phương pháp dạy học tích cực và đổi mới kiểm tra đánh giá, vừa thực hiện tự đánh giá và đánh giá lẫn nhau – nghĩa là sau khi các nhóm học sinh hoàn thành nhiệm vụ, thảo luận thống nhất có thể đưa ra đáp án chuẩn, phương pháp trình bày khoa học nhất từ đó yêu cầu các em tự đánh giá hoặc cho các nhóm đánh giá chéo nhau để đảm Giáo viên: Nguyễn Thị Giang - Trang 7 - Trường THCS T.T Khoái Châu “ RÈN KĨ NĂNG GIẢI BÀI TẬP VỀ CÔNG THỨC HÓA HỌC CHO HỌC SINH THCS” bảo khách quan, kết hợp với đánh giá của giáo viên. Giáo viên đánh giá cao các cách giải hay, sáng tạo của học sinh nhằm kịp thời động viên các em tích cực phát huy vận dụng sáng tạo trong học tập. Việc kết hợp đổi mới mục tiêu, nội dung và phương pháp dạy học phần công thức hóa học như vậy không những khiến cho học sinh phát triển về mặt trí tuệ, thể lực, nhân cách, còn giúp cho các giờ học trở nên nhẹ nhàng, hiệu quả, đồng thời rèn cho các em nhiều kĩ năng như tự nghiên cứu, tư duy tổng hợp, khái quát hóa, khả năng liên hệ, vận dụng linh hoạt, kĩ năng ra quyết định, nhận xét, đánh giá và kĩ năng giao tiếp… 4. Thời gian tạo ra giải pháp Tôi nghiên cứu và thực hiện đề tài này trong năm học 2012-2013. hoàn thành vào tháng 05 năm 2013. B. NỘI DUNG I. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 1. Giúp học sinh hệ thống được các dạng bài tập về công thức hóa học: tính theo công thức hóa học và xác định công thức, từ đó có phương pháp giải phù hợp cho từng dạng. 2. Giúp học sinh có hứng thú khi học tập bộ môn từ đó tích cực, chủ động sáng tạo trong việc chiếm lĩnh tri thức. 3. Coi đề tài là một tài liệu để nghiên cứu và tham khảo cho giáo viên và phụ huynh. II. PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH 1. Mô tả giải pháp của đề tài 1.1. Phương pháp giải một số dạng bài tập về công thức hóa học CHUYÊN ĐỀ 1. BÀI TẬP TÍNH THEO CÔNG THỨC HÓA HỌC Dạng 1. Biết công thức hóa học, tính thành phần phần trăm về khối lượng các nguyên tố. Cách giải Giả sử có công thức hóa học đã biết AxBy - Tính khối lượng mol của hợp chất Giáo viên: Nguyễn Thị Giang - Trang 8 - Trường THCS T.T Khoái Châu “ RÈN KĨ NĂNG GIẢI BÀI TẬP VỀ CÔNG THỨC HÓA HỌC CHO HỌC SINH THCS” M Ax By  A.x  B. y - Tính thành phần phần trăm về khối lượng các nguyên tố trong hợp chất %A  mA x.A .100%  .100% M A By M A By x %B  x mB y.B .100%  .100% hoặc % B  100%  % A M A By M A By x x Trong đó (+) mA, mB là khối lượng của nguyên tố A, B (+) M A B lần lượt là khối lượng mol của AxBy x y Nếu hợp chất có nhiều nguyên tố thì ta tính tương tự như trên. Ví dụ 1: Tính thành phần phần trăm về khối lượng của các nguyên tố trong hợp chất SO2. Hướng dẫn - Tìm khối lượng mol của hợp chất M SO2  32  16.2  64( g ) - Thành phần phần trăm về khối lượng các nguyên tố trong hợp chất SO2 là %S  mS 32 .100%  .100%  50% M SO2 64 %O  mO 16.2 .100%  .100%  50% ( hoặc %O = 100% - % S = 50%) M SO2 64 Ví dụ 2. Trong các hợp chất sau, hợp chất nào có hàm lượng sắt cao nhất? a. FeO b. Fe2O3 c. Fe3O4 d. FeSO4 e. FeS2. Hướng dẫn Cách 1. Tính thành phần Fe trong từng hợp chất Trong hợp chất FeO : % Fe  56 .100%  77, 78% 56  16 Trong hợp chất Fe2O3 : % Fe  56.2 .100%  70% 56.2  16.3 Trong hợp chất Fe3O4 : % Fe  56.3 .100%  72, 41% 56.3  16.4 Giáo viên: Nguyễn Thị Giang - Trang 9 - Trường THCS T.T Khoái Châu “ RÈN KĨ NĂNG GIẢI BÀI TẬP VỀ CÔNG THỨC HÓA HỌC CHO HỌC SINH THCS” Trong hợp chất FeSO4 : % Fe  Trong hợp chất FeS2 : % Fe  56 .100%  36,84% 56  32  16.4 56 .100%  46.67% 56  32.2 Vậy hợp chất FeO có hàm lượng Fe cao nhất Cách 2. Suy luận nhanh: Do O = 16; S = 32 nên 1 nguyên tử S tính bằng 2 nguyên tử O. Quy S sang O và tính xem ở mỗi chất trung bình 1 nguyên tử sắt kết hợp với bao nhiêu nguyên tử O. Chất nào có số nguyên tử O nhỏ nhất thì chất đó có hàm lượng Fe lớn nhất. 1 1 1 1,5 1 Fe2 O3 FeO 1,3 1 Fe3 O4 6 Fe SO4 1 4 Fe S 2 Kết luận: Hợp chất FeO có hàm lượng Fe cao nhất. Dạng 2. Tính khối lượng của mỗi nguyên tố có trong một lượng hợp chất Bài toán tổng quát: Tính khối lượng của nguyên tố A trong a gam hợp chất AxBy? Cách giải: - Trong M Ax By gam hợp chất thì có x.A gam nguyên tố A Vậy trong a gam hợp chất thì có b gam nguyên tố A b a.mA a.x. A  M Ax By x. A  y.B Ví dụ 1: Tìm khối lượng của C trong 22 gam CO2 Hướng dẫn Ta có MCO 2 = 12 + 16.2 = 44 (g) Trong 44 gam CO2 có 12 gam C vậy trong 22 g CO2 có b gam C => b  22.12  6( g ) ) 44 Ví dụ 2. Để tăng năng suất cho cây trồng, một bác nông dân đã đến cửa hàng phân bón để mua phân đạm. Cửa hàng đó có các loại phân bón sau: NH4NO3 (đạm 2 lá); (NH2)2CO ( đạm U rê), (NH4)2SO4 ( đạm 1 lá). Theo em, Giáo viên: Nguyễn Thị Giang - Trang 10 - Trường THCS T.T Khoái Châu “ RÈN KĨ NĂNG GIẢI BÀI TẬP VỀ CÔNG THỨC HÓA HỌC CHO HỌC SINH THCS” nếu bác nông dân mua 500 kg phân đạm, thì nên mua loại đạm nào có lợi nhất? Tại sao? Hướng dẫn Loại đạm có lợi nhất là đạm có hàm lượng N cao nhất Cách 1. + Đạm 2 lá nNH 4 NO3  500000  6250( mol ) 80 => mN  2.6250.14  175000( g )  175kg + Đạm urê n( NH 2 )2 CO  500000  8333,33(mol ) 60 => mN  2.8333,33.14  233333( g )  233,333kg + Đạm 1 lá n( NH 4 )2 SO4  500000  3787,87(mol ) 132 => mN  2.3787,87.14  106060( g )  106, 06 kg Kết luận: Vậy bón đạm urê là có lợi nhất. Cách 2. + Đạm 2 lá: %N  => 2.14 .100%  35% 14  4  14  16.2 mN  35 .500  175(k g ) 100 + Đạm urê: %N  => 2.14 .100%  46, 67% (14  2).2  12  16 mN  46,67 .500  233,3(k g ) 100 + Đạm một lá: Giáo viên: Nguyễn Thị Giang - Trang 11 - Trường THCS T.T Khoái Châu “ RÈN KĨ NĂNG GIẢI BÀI TẬP VỀ CÔNG THỨC HÓA HỌC CHO HỌC SINH THCS” %N  => 2.14 .100%  21, 21% (14  4).2  32  16.4 mN  21, 21 .500  106, 06(k g ) 100 Kết luận: Vậy bón đạm urê là có lợi nhất CHUYÊN ĐỀ 2. BÀI TẬP XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC Phương pháp chung a) Đối với bài toán tìm công thức của chất vô cơ: Bao gồm xác định tên kim loại, tên oxit, tên muối, bazơ… Phương pháp chung là tìm được nguyên tử khối của kim loại, phân tử khối của oxi, muối…hoặc tìm được tỉ lệ về số nguyên tử của các nguyên tố trong hợp chất. Muốn làm được như vậy chúng ta có thể áp dụng phương pháp trung bình ( nguyên tử khối trung bình, phân tử khối trung bình) và phối hợp các phương pháp khác như phương pháp đại số, bảo toàn khối lượng, tăng giảm khối lượng… Một số kim loại có nhiều hóa trị nên trong các phản ứng khác nhau nó có thể thể hiện các hóa trị khác nhau, tùy thuộc vào đề bài. b) Đối với bài toán tìm công thức phân tử hoặc công thức cấu tạo của hợp chất hữu cơ thì phương pháp chung là tìm được số nguyên tử cacbon, hiđro, oxi… hoặc tìm được phân tử khối của hợp chất đó và tỉ lệ số nguyên tử các nguyên tố trong phân tử. Xác định công thức hợp chất có thể thông qua công thức đơn giản. Muốn vậy chúng ta cũng sử dụng phương pháp trung bình (số nguyên tử cacbon trung bình, phân tử khối trung bình), phương pháp đại số, phương pháp tăng giảm khối lượng, phương pháp bảo toàn khối lượng, biện luận... Muốn giải được bài toán dạng này thì điều quan trọng nhất là phải viết được các công thức phân tử dạng tổng quát của hợp chất hữu cơ đó phù hợp với bài toán. Viết đúng và cân bằng đúng phương trình dạng tổng quát Lưu ý: Hỗn hợp hiđrocacbon ở thể khí thì: n  4 và Giáo viên: Nguyễn Thị Giang - Trang 12 - n 4 Trường THCS T.T Khoái Châu “ RÈN KĨ NĂNG GIẢI BÀI TẬP VỀ CÔNG THỨC HÓA HỌC CHO HỌC SINH THCS” Dạng 1. Lập công thức khi biết thành phần các nguyên tố và hóa trị của chúng. Cách giải a b - Gọi công thức dạng chung Ax By - 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 x b b' + Nếu a # b ; Ta có   ' y a a b' Chọn a’, b’ là nhứng số nguyên dương và tỉ lệ ' là tối giản a 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 III II - Gọi công thức dạng: Al x Oy ( x,y là các số nguyên dương) - Áp dụng quy tắc hóa trị ta có: x. III = y. II x II => y  III => 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 SO 4 Có hóa trị II. Học sinh vận dụng Cách 1. - Viết công thức dưới dạng: CaIIx(SO4)IIy ta có: x.II = y.II x II  y II Ta có tỷ lệ => x II 1   y II 1 - Chọn x = 1; y = 1 ta có công thức hóa học là: CaSO4. Cách 2. - Từ tỷ lệ: x b  y a ta có thể tính nhẩm - Khi a = b thì x = y =1 = > công thức CaSO4 Giáo viên: Nguyễn Thị Giang - Trang 13 - Trường THCS T.T Khoái Châu “ RÈN KĨ NĂNG GIẢI BÀI TẬP VỀ CÔNG THỨC HÓA HỌC CHO HỌC SINH THCS” (*)Có thể áp dụng cách 2 để tính nhẩm cho một số các trường hợp sau đây - Khi a = b thì x = y = 1 II II + Hợp chất Mg x O y x = y = 1 Vậy công thức hóa học là: MgO  III III  + Hợp chất Al x ( PO4 ) y 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. I II Na x O y  x = 2; y = 1. Vậy công thức hóa học là: Na2O - Khi a > b đều là số chẵn  IV II IV 2 VI 3 C x Oy ta có II  1  VI II S x O y ta có II  1  x = 1 và y = a : b CO2 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 AxBy, biết %A và %B. Cần tìm x và y - Tìm khối lượng mỗi nguyên tố trong hợp chất mA = %A %B M .M Ax By mB = .M Ax By ( hoặc mB = Ax By - mA 100% 100% ) - Tìm số mol nguyên tử mỗi nguyên tố trong 1 mol hợp chất nA  mA ; A nB  mB B x n a A => Suy ra: y  n  b B - Chọn x = a, y = b => suy ra công thức của hợp chất Giáo viên: Nguyễn Thị Giang - Trang 14 - Trường THCS T.T Khoái Châu “ RÈN KĨ NĂNG GIẢI BÀI TẬP VỀ CÔNG THỨC HÓA HỌC CHO HỌC SINH THCS” ( 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 = dA/B . MB hoặc MA = dA/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 NaxOy - Khối lượng mỗi nguyên tố trong hợp chất là 25, 6.62  16( g ) 100  M X  mO  62  16  46( g ) mO  mNa - Trong một mol phân tử hợp chất X có mO 16   1(mol ) 16 16 m 46  Na   2(mol ) 23 23 nO  nNa - Ta có x : y  nNa : nO  2 :1 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 HxSyOz Ta có x + 32y + 16z = 82 - Lập khối lượng mỗi nguyên tố trong hợp chất Giáo viên: Nguyễn Thị Giang - Trang 15 - Trường THCS T.T Khoái Châu “ RÈN KĨ NĂNG GIẢI BÀI TẬP VỀ CÔNG THỨC HÓA HỌC CHO HỌC SINH THCS” mH  2, 4.82 2 100 mS  39,1.82  32 100 mO  58,5.82  48 100 - Tìm số mol nguyên tử của từng nguyên tố nH = 2 : 1 = 2 (mol) nS = 32 : 32 = 1 (mol) nO = 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 SxOy - Tìm số mol nguyên tử mỗi nguyên tố trong 1 mol hợp chất 80 �40 32  32 g � ns  1 100 32 80 �60 48 mo   48 g � no  3 100 16 ms  => x = 1. y = 3 - Vậy công thức hóa học cần tìm là S03. Cách 2 - Gọi công thức của hợp chất là SxOy - 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: 32 x 16 y 80   40 60 100 => x =1, y = 3. - Công thức hóa học cần tìm là SO3. Giáo viên: Nguyễn Thị Giang - Trang 16 - Trường THCS T.T Khoái Châu “ RÈN KĨ NĂNG GIẢI BÀI TẬP VỀ CÔNG THỨC HÓA HỌC CHO HỌC SINH THCS” Cách 3 - Gọi công thức của hợp chất là SxOy - Lập tỉ số về khối lượng để tìm x,y x.32 40  � x 1 80 100 y.16 60  � y 3 80 100 - 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 d A/ H 2  17  M A  d A/ H 2 .M H 2 => MA = 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 AxBy hoặc AxByCz… % A % B %C : : A B C  x : y : z  a : b : c x:y: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 KxCly Giáo viên: Nguyễn Thị Giang - Trang 17 - Trường THCS T.T Khoái Châu “ RÈN KĨ NĂNG GIẢI BÀI TẬP VỀ CÔNG THỨC HÓA HỌC CHO HỌC SINH THCS” % K %Cl 52,35 47, 65 :  x : y  : 39 35,5 39 35,5  x : y  1,36 :1,34  x : y  1:1 x: 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 CuxSyOz - Ta có => x:y:z= %Cu % S %O : : M Cu M S M O x : y: z = 40 20 40 : : 64 32 16 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 AxBy , biết tỉ lệ khối lượng của A với B là a:b a b x a' Ta có: x : y  A : B  y  b ' (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 FexOy 7 3 :  0,125 : 0,1875 56 16 - Ta có :  x : y  2 : 3 x: y  Giáo viên: Nguyễn Thị Giang - Trang 18 - Trường THCS T.T Khoái Châu “ RÈN KĨ NĂNG GIẢI BÀI TẬP VỀ CÔNG THỨC HÓA HỌC CHO HỌC SINH THCS” - 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 CaxNyOz - Ta có x : y : z = => 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. D2.4. Lập công thức hóa học của tinh thể ngậm nước. Cách giải - Tìm khối lượng mol hoặc số mol của tinh thể ngậm nước - Tính khối lượng nước có trong một mol tinh thể - Tìm số mol nước có trong một mol tinh thể ( đó là số phân tử nước có trong tinh thể ngậm nước) Ví dụ 1: Tìm CTHH của muối ngậm nước CaCl 2 .x H2O. Biết rằng lượng Ca chiếm 18,26%. Hướng dẫn - Ta có: %Ca  40 40 .100  M TT  .100 M TT %Ca  M TT  40 .100  219( g ) 18, 26 - Khối lượng nước trong tinh thể là: 219-111 = 108(g) - Số mol nước trong tinh thể x = 108:18 = 6 (mol) - Vậy công thức của tinh thể ngậm nước là CaCl2.6H2O Giáo viên: Nguyễn Thị Giang - Trang 19 - Trường THCS T.T Khoái Châu “ RÈN KĨ NĂNG GIẢI BÀI TẬP VỀ CÔNG THỨC HÓA HỌC CHO HỌC SINH THCS” Ví dụ 2: Hòa tan 6,66 g tinh thể Al2(SO4)3. nH2O vào nước được dung dịch A. Lấy 1/10 dung dịch A cho tác dụng với dung dịch BaCl 2 thấy tạo thành 0,699 gam kết tủa. Xác định công thức tinh thể của muối nhôm sunfat. Hướng dẫn PTHH: Al2(SO4)3 + 3BaCl2 -> 3BaSO4 � + 2AlCl3 Theo PTHH, cứ 1 mol tức là (342+18n) g tinh thể -> thu được 699 g kết tủa Theo bài cứ 6,66 :10 g tinh thể -> thu được 0,699 g kết tủa => 342+18n = (699 . 0,66):0,699 => n = 18 Vậy công thức của tinh thể là Al2(SO4)3. 18H2O D2.5. Xác định công thức hợp chất hữu cơ dựa vào thành phần nguyên tố. Cách giải - Xác định hợp chất hữu cơ cần tìm có bao nhiêu nguyên tố - Gọi công thức phân tử của hợp chất hữu cơ cần tìm là C xHy hoặc CxHyOz, CxHyOzNt… - Tìm tỉ lệ: %C % H % O : : :... = x’:y’:z’ 12 1 16 + Nếu biết tỉ lệ % các nguyên tố x : y : z :… = + Nếu biết khối lượng của từng nguyên tố trong hợp chất x : y : z :...  mC mH mO : : :...  x' : y' : z' 12 1 16 - Công thức đơn giản (Cx’Hy’Oz’..)n Ta có M = (12.x’ + y’ + 16.z’).n => tìm được giá trị n => Suy ra công thức hóa học cần tìm. Ví dụ 1. Đốt cháy 4,5 gam hợp chất hữu cơ A thu được 6,6 g CO 2 và 2,7 g H2O. Biết khối lượng phân tử của A là 60 đvC. Xác định công thức hóa học của A? Hướng dẫn - Khối lượng các nguyên tố trong A mC  Giáo viên: Nguyễn Thị Giang 12.6, 6  1,8( g ) 44 - Trang 20 - Trường THCS T.T Khoái Châu