Phương pháp biện luận tìm CTPT oxit MxOy

Hóa Học Mỗi Ngày – www.hoahocmoingay.com

PHƯƠNG PHÁP BIỆN LUẬN TÌM CTPT M

X

O

Y

Biên soạn: Hóa Học Mỗi Ngày

I- CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Bài toán tìm công thức phân tử oxit là một dạng bài tập quen thuộc trong các kì thi. Để

xác định nhanh CTPT của một oxit kim loại M

x

O

y

thông thường có những cách giải sau:

Tìm khối lượng phân tử của oxit hay tìm tỷ lệ mol giữa kim loại và oxi trong oxit.

Tuy nhiên vẫn bắt gặp một số bài toán trắc nghiệm hiện nay “thiếu dữ kiện” nên khó

tìm ra đáp án trực tiếp bằng những cách làm trên. Trong trường hợp này, ta vẫn có thể giải

được bằng cách biện luận các trường hợp có thể có của một oxit:

Xét một oxit M

x

O

y

thì ta luôn có:



M

O

n x

y n

Các dạng oxit có thể là:

 Nếu

y

x

=

2

1

→ M

x

O

y

là M

2

O tương ứng kim loại có hóa trị 1

 Nếu

y

x

=1 → M

x

O

y

là MO tương ứng kim loại có hóa trị 2 (trừ các peoxit Na

2

O

2

,...)

 Nếu

y

x

=

3

2

→ M

x

O

y

là M

2

O

3

tương ứng kim loại có hóa trị 3

 Nếu

y

x

=

4

3

→ M

x

O

y

là M

3

O

4

trường hợp Fe

3

O

4

II- MỘT SỐ BÀI TẬP

Câu 1: Để khử hoàn toàn 23,2 gam một oxit kim loại cần dùng 8,96 lit H

2

(đktc). Kim loại đó

là:

A. Mg B. Cu C. Fe D. Cr

Hướng dẫn



2

H

8,96

n = 0,4(mol)

22,4

M

x

O

y

+ yH

2

o

t C

   xM + yH

2

O

Theo pt: Mx + 16y(g)……y (mol)

Đề bài: 23,2 (g)……….0,4 (mol)

Lập tỷ lệ:

Mx + 16y 23,2 x

58 M 42

0,4 y y

   

Biện luận các trường hợp các tỷ lệ

x 1 2 3

;1; ;

y 2 3 4

 . Hóa Học Mỗi Ngày – www.hoahocmoingay.com

Kết quả phù hợp khi tỷ lệ

3 4

x 3

M = 56 (Fe) hay oxit Fe O

y 4

 

Vậy kim loại là Fe.

 Đáp án C

Câu 2: Đốt cháy hoàn toàn 5,04 gam kim loại thu được 6,96gam một oxit. CTPT của oxit là:

A. Na

2

O B. ZnO C. Fe

2

O

3

D. Fe

3

O

4

Hướng dẫn

xM +

2

y

O

2

o

t C

   M

x

O

y

n

O

=

6,96 5,04

0,12( )

16

m ol





Tỷ lệ:

5,04

42

M

0,12 M

x

y

 

Biện luận theo

x

y

hoặc theo M(dựa vào đáp án) được

x

y

=

3

4

khi M = 56

 Đáp án D

Câu 3:(ĐH B 2010) Khử hoàn hoàn m gam oxit M

x

O

y

cần dùng vừa đủ 17,92 lit CO (đktc)

thu được b gam kim loại M. Hòa tan hết b gam kim loại M đó bằng dung dịch H

2

SO

4

đặc

nóng (dư) thu được 20,16 lit khí SO

2

(sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Oxit M

x

O

y

là:

A. Cr

2

O

3

B. FeO C. Fe

3

O

4

D. CrO

Hướng dẫn

2

CO

SO

17,92

n = 0,8( )

22,4

20,16

n = 0,9( )

22,4

mol

mol





Gọi a là số mol M

x

O

y

Gọi m là hóa trị kim loại trong muối M

2

(SO

4

)

m

Sơ đồ:

2 4

H SO 0,8 mol CO

2 2 4 m (1) (2)

a(mol) MxOy ax(mol)M 0,9 mol SO M (SO )        

Theo (1): n

O(oxit)

= n

CO

nên ay = 0,8 (3)

Theo (2) bảo toàn electron có: axm = 0,9.2 = 1,8 (4)

Từ (3) và (4) lập tỷ lệ:

mx 1,8 9

y 0,8 4

 

(Có thể biện luận theo tỷ lệ

x

y

như Câu 1 hoặc theo m)

Biện luận theo m khi m = 1; 2; 3

Giá trị hợp lý khi m = 3 và

3 4

x 3

Fe 0

y 4

  Hóa Học Mỗi Ngày – www.hoahocmoingay.com

 Đáp án C

Câu 4:(ĐH B 2010) Hòa tan hoàn toàn 2,44 gam hỗn hợp X gồm Fe

x

O

y

và Cu bằng dung dịch

H

2

SO

4

đặc nóng dư. Sau phản ứng thu được 0,504 lit khí SO

2

(sản phẩm khử duy nhất, ở đktc)

và dung dịch chứa 6,6 gam hỗn hợp muối sunfat. Phần trăm khối lượng Cu trong X là:

A. 26,23% B. 13,11% C. 39,34% D. 65,57%

Hướng dẫn

2,44g

FexOy

Cu

a(mol)

b(mol)

H

2

SO

4

0,504 lit SO

2

+ 6,6g

Fe

2

(SO

4

)

3

CuSO

4

ax/2

b (mol)

(mol)

 Giả sử Fe

x

O

y

là Fe

2

O

3

thì n

Cu

=

0,504

0,0225( )

22,4

mol  và

2 3

2,44 - 64.0,0225

nFe O = =0,00625 (mol)

160

Khi đó khối lượng muối là: m = 0,0225*160 + 0,00625*400 = 6,1(g) # 6,6  Loại Fe

2

O

3

 Do đó Fe

x

O

y

là FeO hoặc Fe

3

O

4

nên:

56ax + 16ay + 64b = 2,44 (1)

Bảo toàn electron: a + 2b =

0,504

*2 0,045( )

22,4

mol  (2)

Bảo toàn nguyên tố Fe và Cu nên số mol muối thu được như sơ đồ trên:

200ax + 160b = 6,6 (3)

Ta có hệ phương trình (1), (2), (3)

Biện luận:

+ Khi Fe

x

O

y

là FeO hay x = y = 1 giải hệ trên được a = 0,025 và b = 0,01

Vậy:

0,01*64

% *100 26,23%

2,44

Cu  

+ Khi Fe

x

O

y

là Fe

3

O

4

( x = 3 và y = 4) thì vô nghiệm

 Đáp án A