Bài 21: Lí thuyết và giải bài tập về tính theo công thức hóa học

I.TÓM TẮT LÍ THUYẾT

1. Xác định thành phần phần trăm các nguyên tố trong hợp chất:

1.1. Các bước xác định thành phần phần trăm các nguyên tố của hợp chất?

Cách 1:

- Tìm khối lượng mol của hợp chất
- Tìm số mol nguyên tử mỗi nguyên tố trong 1 mol hợp chất rồi quy về khối lượng.
- Tìm thành phần phần trăm các nguyên tố trong hợp chất.

Cách 2: Xét công thức hóa học: AxByCz

\(\% A = \frac{{x.{M_A}}}{{{M_{hc}}}}.100\%\); \(\% B = \frac{{y.{M_B}}}{{{M_{hc}}}}.100\%\); \(\% C = 100\% - (\% A + \% B)\)

1.2. Ví dụ

Câu hỏi: Một loại phân bón có công thức KNO₃ , em hãy xác định thành phần phần trăm (theo khối lượng) của các nguyên tố.

Hướng dẫn:

*Cách 1:

Bước 1: Xác định khối lượng mol của hợp chất. \({M_{KN{O_3}}} = 39 + 14 + 16.3 = 101\)

Bước 2: Xác định số mol nguyên tử mỗi nguyên tố trong 1 mol hợp chất.

Trong 1mol KNO₃có:

1 mol nguyên tử K ⇒ Khối lượng nguyên tử Kali là: 1 . 39 = 39

1 mol nguyên tử N ⇒ Khối lượng nguyên tử Nitơ là: 1. 14 = 14

3 mol nguyên tử O ⇒ Khối lượng nguyên tử O là: 16 . 3 = 48

Bước 3: Tính thành phần % mỗi nguyên tố

\(\begin{array}{l} \% K = \frac{{39}}{{101}}.100 = 36,8.\% \\ \% N = \frac{{14}}{{101}}.100 = 13,8\% \\ \% O = \frac{{48}}{{101}}.100 = 47,8\% \end{array}\)

*Cách 2: Xét công thức hóa học KNO₃

Áp dụng công thức ta có:

\(\begin{array}{l} \% K = \frac{{{M_K}}}{{{M_{hh}}}} = \frac{{39}}{{101}}.100 = 36,8.\% \\ \% N = \frac{{{M_N}}}{{{M_{hh}}}} = \frac{{14}}{{101}}.100 = 13,8\% \\ \% O = 100\% - (36,8\% + 13,8\% ) = 47,8\% \end{array}\)

2. Biết thành phần các nguyên tố hãy xác định công thức hoá học của hợp chất

2.1. Các bước xác định công thức hoá học của hợp chất

Bước 1: Tìm khối lượng của mỗi nguyên tố có trong 1 mol hợp chất.

Bước 2: Tìm số mol nguyên tử của mỗi nguyên tố có trong 1 mol hợp chất.

Bước 3: Lập Công thức hóa học của hợp chất.

2.2. Ví dụ

Câu hỏi: Một hợp chất có thành phần các nguyên tố theo khối lượng là: 40% Cu; 20%S và 40%O. Em hãy xác định công thức hóa học của chất đó. Biết hợp chất có khối lượng mol là 160g/mol

Hướng dẫn:

Bước 1: Tìm khối lượng của mỗi nguyên tố có trong 1 mol hợp chất.

\(\begin{array}{l} {m_{Cu}} = \frac{{40}}{{100}}.160 = 64g\\ {m_S} = \frac{{20}}{{100}}.160 = 32g\\ {m_O} = \frac{{40}}{{100}}.160 = 64g \end{array}\)

Bước 2: Tìm số mol nguyên tử của mỗi nguyên tố có trong 1 mol hợp chất.

\(\begin{array}{l} {n_{Cu}} = \frac{{{m_{Cu}}}}{{{M_{Cu}}}} = \frac{{64}}{{64}} = 1mol{\rm{ }}\\ {n_S} = \frac{{{m_S}}}{{{M_S}}}{\rm{ = }}\frac{{32}}{{32}}{\rm{ = }}1mol{\rm{ }}\\ {n_O} = \frac{{{m_O}}}{{{M_O}}}{\rm{ = }}\frac{{64}}{{16}}{\rm{ = }}4mol. \end{array}\)

Bước 3: hợp chất có khối lượng mol là 160g/mol và số mol của Cu, S, O tương ứng như trên nên công thức hóa học của hợp chất là CuSO₄

II.GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA

Câu 1.(Trang 71 SGK)

Tìm thành phần phần trăm (theo khối lượng) các nguyên tố hóa học có trong những hợp chất sau:

a) CO và CO₂;

b) Fe₃O₄ và Fe₂O₃;

c) SO₂ và SO₃.

Bài làm:

a)Trong hợp chất CO

%C = (\[\frac{{{M}_{c}}}{{{M}_{co}}}\]).100% = ( \[\frac{12}{28}\]) . 100% = 42,8 %

%O = 100 – 42,8 = 57,2 %

Trong hợp chất CO₂

%C = (\[\frac{{{M}_{c}}}{{{M}_{c{{o}_{2}}}}}\]).100% = ( \[\frac{12}{44}\]) . 100% = 27,3%

%O = 100% - 27,3% = 72,7%

b) Trong hợp chất Fe₂O₃

%Fe = (\[\frac{2{{M}_{Fe}}}{{{M}_{F{{e}_{2}}{{O}_{3}}}}}\]).100% = ( \[\frac{56.2}{160}\]) . 100% = 70%

%O = 100% - 70% = 30%

Trong hợp chất Fe₃O₄

%Fe = (\[\frac{3{{M}_{Fe}}}{{{M}_{F{{e}_{3}}{{O}_{4}}}}}\]).100% = ( \[\frac{56.3}{28}\]) . 100% = 72,4%

%O = 100% - 72,4% = 27,6%

c)Trong hợp chất SO₂

%S = (\[\frac{{{M}_{s}}}{{{M}_{s{{o}_{2}}}}}\]).100% = ( \[\frac{32}{64}\]) . 100% = 50%

%O -= 100% - 50% = 50%

Trong hợp chất SO₃

%S = (\[\frac{{{M}_{s}}}{{{M}_{s{{o}_{3}}}}}\]).100% = (\[\frac{32}{80}\]) . 100% = 40%

%O -= 100% - 40% = 60%

Câu 2.(Trang 71 SGK)

Hãy tìm công thức hóa học của những hợp chất có thành phần các nguyên tố như sau:

a) Hợp chất A có khối lượng mol phân tử là 58,5 g/mol, thành phần các nguyên tố theo khối lượng: 60,68% Cl và còn lại là Na.

b) Hợp chất B có khối lượng mol phân tử là 106 g/mol, thành phần các nguyên tố theo khối lượng: 43,4% Na; 11,3% C; 45,3% O

Bài làm:

a) Khối lượng của mỗi nguyên tố có trong hợp chất A là:

M_Cl= \[\frac{(58,5.60,68)}{100}\]= 35,5 (g) =>n_Cl = 1 mol

M_Na = \[\frac{(58,5.39,32)}{100}\] = 23 (g) =>n_Na = 1mol

=>Công thức hóa học của hợp chất A là : NaCl

b) Khối lượng của mỗi nguyên tố có trong hợp chất B là:

M_Na = \[\frac{(106.43,4)}{100}\] = 46 =>n_Na = \[\frac{46}{23}\]= 2 mol

M_C = \[\frac{(106.11,3)}{100}\]= 12 => n_C = 1 mol

M_O = \[\frac{(106.45,3)}{100}\] = 48 => n_O= 3 mol

=>Công thức hóa học của hợp chất B là : Na₂CO₃

Câu 3.(Trang 71 SGK)

Công thức hóa học của đường là C₁₂H₂₂O₁₁.

a) Có bào nhiêu mol nguyên tử C, H, O trong 1,5 mol đường

b) Tính khối lượng mol phân tử của đường

c) Trong 1 mol đường có bao nhiêu gam mỗi nguyên tố C, H, O ?

Bài làm:

a) Số mol nguyên tử C, H, O trong 1,5 mol đường có 18 mol C, 33 mol H và 16,5 mol O

b) Khối lượng mol đường:

M_C12H22O11 = 12 . 12 + 22 . 1 + 16 . 11 = 342 g

c) Trong đó:

m_C = 12 . 12 = 144 g; m_H = 22 g; m_O = 11 . 16 = 176 g

Câu 4.(Trang 71 SGK)

Một loại đồng oxit màu đen có khối lượng mol phân tử là 80 g/mol. Oxit này có thành phần theo khối lượng là: 80% Cu và 20% O. Hãy tìm công thức hóa học của loại đồng oxit nói trên.

Bài làm:

Trong 1 mol phân tử đồng oxit có

mCu = \[\frac{(80.80)}{100}\]= 64 g

mO = \[\frac{(20.80)}{100}\]= 16 g

Số mol nguyên tử của mỗi nguyên tố có trong 1 mol đồng oxit là

nCu = 64.64 = 1 mol

nO =\[\frac{16}{16}\] = 1 mol

=>Công thức hóa học của oxit này là CuO

Câu 5.(Trang 71 SGK)

Hãy tìm công thức hóa học của khí A. Biết rằng