Ôn luyện Hóa học 8 - Chuyên đề 3: Xác định công thức hóa học

Nội dung tài liệu: Ôn luyện Hóa học 8 - Chuyên đề 3: Xác định công thức hóa học

1. 56.x %mFe = . 100% ; MFexOy 16. y %mO = . 100% MFexOy %m 56.x ⇒ Fe = %mO 16.y %m m 56.x 7 x 7.16 2 Mà Fe = Fe nờn = ⇒ = = %mO mO 16.y 3 y 3.56 3 Vậy CTHH là Fe2O3 Bài 3: Một oxit (A) của nitơ cú tỉ khối hơi của A so với khụng khớ là 1,59. Tỡm cụng thức oxit A. Phõn tớch: Từ tỉ khối hơi đề cho tớnh được MA. Tuy nhiờn, từ CTTQ NxOy ta thấy khối lượng mol của nú là biểu thức chứa ẩn x và y. Vẫn giải được vỡ x, y ∈N* Giải: ⁄ = ⇒ = ⁄ . = 1,59.29 = 46,11 ∼ 46 퐾퐾 퐾퐾 Đặt CTTQ của A là NxOy, ta cú: 14x + 16y = 46 ⇒14x = 46 – 16y ⇒y <3 y=1 ⇒x=2,1 (loại) y=2 ⇒ x=1 (nhận) Vậy CTHH của A là NO2 Bài 4: Cụng thức phõn tử của A cú dạng KxClyOz. Nung núng 2,45 gam A đến phản ứng hoàn toàn, chỉ thấy thoỏt ra 672 ml (ở đktc) khớ O2. Phần chất rắn cũn lại sau phản ứng là hợp chất chỉ chứa hai nguyờn tố kali và clo. Xỏc định cụng thức phõn tử của A? Phõn tớch: Tớnh số mol O2 ⇒ nO Dựa vào ĐLBTKL tớnh được khối lượng chất rắn KCl ⇒nKCl ⇒nK , nCl Vận dụng tỉ lệ: x: y: z = nK : nCl : nO . A là hợp chất vụ cơ, tỡm được CTPT Giải: 0,672 nO = = 0,03(mol); m =0,03x32= 0,96(gam); nO=2푛 = 0,06 (mol); 2 22,4 O2 2 1,49 Khối lượng chất rắn (KCl) = 2,45 – 0,96 = 1,49 (gam); n = =0,02(mol) KCl 74,5 nK = nCl =nKCl= 0,02 (mol); Ta cú tỉ lệ x:y:z = 0,02 : 0,02 : 0,06 = 1 : 1 : 3 . A là chất vụ cơ A là KClO3. Bài 5: Khi phõn tớch thành phần một hợp chất hữu cơ Y (chỉ chứa C, H và O) thỡ thu được kết quả: Y cú chứa 60%C và 13,33%H về khối lượng. Xỏc định cụng thức phõn tử của Y (biết Y chỉ chứa duy nhất một nguyờn tử oxi). Giải: Đặt CTPT Y: CxHyOz, ta cú %O = 100 – 60 – 13,33 = 26,67% 60 13,33 26,67 Ta cú tỉ lệ : : = : : = 3: 8: 1 12 1 16 Cụng thức ĐGN: C3H8O cũng là CTPT (vỡ Y chỉ chứa 01 nguyờn tử oxi) VẬN DỤNG: Bài 1: Một oxit nitơ(A) có công thức NOx và có %N = 30,43%. Tìm công thức của (A). Bài 2: Một oxit của kim loại M có %M = 72,41. Tìm công thức oxit. Bài 3: Một quặng sắt có chứa 46,67% Fe, còn lại là S. a) Tìm công thức quặng. b) Viết PTHH, biết đốt chỏy quặng này sinh ra Fe2O3 và SO2 Bài 4: Oxit của kim loại M. Tìm công thức của oxit trong 2 tr•ờng hợp sau: a) mM : mO = 9 : 8 3
2. b) %M : %O = 7 : 3 Bài 5: Một oxit của phi kim (X) có tỉ khối hơi của (X) so với hiđro bằng 22. Tìm công thức (X). Đáp số: TH1: CO2 TH2: N2O Bài 6: Một oxit cú chứa 60% oxi về khối lượng. Xỏc định cụng thức húa học của oxit trờn? Bài 7: Đốt chỏy hoàn toàn 6,8 gam một hợp chất vụ cơ A chỉ thu được 4,48 lớt SO2(đktc) và 3,6 gam H2O. Tỡm cụng thức húa học của chất A. II. TèM CễNG THỨC HểA HỌC DỰA VÀO PHƯƠNG TRèNH HểA HỌC: Phương phỏp giải chung - Đặt cụng thức chất cần tỡm theo bài toỏn - Đặt ẩn số (thường là số mol, khối lượng mol ) của chất cần tỡm (nếu cần) - Viết phương trỡnh húa học - Tớnh theo phương trỡnh húa học=> Lập phương trỡnh toỏn học chứa ẩn số - Giải phương trỡnh toỏn học tỡm M chất cần tỡm => Cụng thức húa học. Bài 1: Cho 7,2g một kim loại hoỏ trị II phản ứng hoàn toàn với dung dịch HCl, thu được 0,3 mol H2 ở đktc. Xỏc định tờn kim loại đó dựng. Phõn tớch: Đề cho m của kim loại, nếu biết n thỡ suy ra được M, n kim loại suy ra từ số mol H2 theo PTHH Giải: - Gọi kim loại cần tỡm là A - Phương trỡnh húa học: A + 2HCl → ACl2 + H2 0,3 ⇠0,3 mol ⇒ MA = m/n = 7,2/0,3=24(g). Vậy A là kim loại Mg Bài 2: Dẫn luồng khớ H2 dư qua 16 gam một oxit kim loại húa trị III. Sau phản ứng thu được 11,2 gam kim loại. Xỏc định CTHH của oxit trờn. Phõn tớch: Do đề cho khối lượng 2 chất khi tớnh số mol chứa ẩn là MA nờn dựa vào PTHH để lập phương trỡnh toỏn học chứa ẩn MA Giải: - Đặt cụng thức của oxit cần tỡm là A2O3, A cú khối lượng mol là x - PTHH : A2O3 + 3 H2 → 2 A + 3 H2O 16 11,2 - Theo đề bài: 푛 = ; 푛 = 2 3 2 +16.3 - Theo PTHH: 푛 = 2. 푛 2 3 11,2 16 ⇔ = 2. 2 +16.3 Giải phương trỡnh được x=56, A là Fe Cỏch giải PT 1 ẩn bằng mỏy tớnh: - Vậy oxit kim loại cần tỡm là Fe2O3 Bài 3: Hũa tan hoàn toàn 5,4 gam hỗn hợp A gồm một kim loại húa trị I và oxit của nú cú tỉ lệ số mol tương ứng là 2:1 trong dung dịch H2SO4 dư thỡ thu được 1,12 lit khớ (đktc). Xỏc định kim loại và oxit? Phõn tớch: Khớ H2 chỉ sinh ra trong PTHH (1) Gọi kim loại húa trị I là X, cụng thức oxit là X2O Phương trỡnh: 2X + H SO → A SO + H (1) 2 4 2 4 2 X2O + H2SO4 → A2SO4 + H2O (2) 1,12 Theo PTHH(1): 푛 = 2. 푛 = 2. = 0,1 ( 표푙) 2 22,4 푛 2 Cú: = ⇒푛 2 = 0,05 표푙 푛 2 1 Cú = + 2 =5,4 (g) ⇔ 0,1.MX + 0,05.(2MX + 16)= 5,4 ⇒ MX = 23(g) (Na) Vậy A gồm Na và Na2O 4
3. Bài 4: Hoà tan hoàn toàn 3,6 g một kim loại bằng dung dịch HCl, sau phản ứng thu được 3,36 lớt một chất khớ ở đktc. Hóy xỏc định kim loại. Phõn tớch: Vận dụng cỏc bước giải tớnh theo PTHH, tuy nhiờn sẽ được biểu thức hệ giữa khối lượng mol và hoỏ trị của kim loại. Vỡ húa trị của kim loại là I, II, III, IV nờn dựng phương phỏp biện luận để tỡm ra kim loại. - Gọi kim loại cần tỡm là R, hoỏ tr ị của kim loại là a, a ∈ ∗ - PTHH : 2R + 2aHCl → 2RCla + aH2 - Khớ thu được sau phản ứng là H2 - Theo đề bài : 푛 2 = = 0,15 (mol) 2 2 - Theo PTHH : 푛 = 푛 . 0,15 (mol) 푅 2= 0,3 mR =n . M = 3,6 (g) ⇔ . = 3,6 M= 12a Vỡ R là kim loại nờn a cú thể nhận cỏc giỏ trị 1, 2, 3. Xột bảng sau : a I II III M 12(loại) 24(Mg) 36(loại) Vậy kim loại là Mg Bài 5: Cho 12 g một Oxớt kim loại hoỏ trị II phản ứng hoàn toàn với 0,6 mol HCl . Xỏc định CTHH oxit kim loại đó dựng. - Gọi CTHH của oxit là: MO PTHHL MO + 2HCl –> MCl2 + H2O 0,3 ⇠ 0,6 (mol) Ta cú: 0,3(M + 16) = 12 ⇒M= 24 (Mg) Vậy oxit kim loại là MgO Bài 6: Khử 3,48 gam một oxit kim loại M cần dựng 1,344 lớt khớ hiđro (ở đktc). Toàn bộ lượng kim loại thu được tỏc dụng với dung dịch HCl dư cho 1,008 lớt khớ hiđro ở đktc.Tỡm kim loại M và oxit của nú . Đặt cụng thức oxit là: MxOy 푡표 PTHH: MxOy + yH2 → xM + yH2O (1) (Chỳ ý: Trong PTHH (1) thỡ húa trị của M là 2y/x. Tuy nhiờn khi M phản ứng với HCl thỡ nú khụng giữ nguyờn húa trị đú (trường hợp của Fe + HCl → FeCl2 + H2, cho dự trong phản ứng (1) nú là Fe2O3), nờn trong phản ứng (2) ta đặt húa trị của M là n) 2M + 2n HCl → 2MCln + nH2 (2) , 1,344 Theo PTHH(1): Số mol H2O = Số mol H2 = = 0,06 ( 표푙) = 0,06 (mol) 22,4 Áp dụng ĐLBTKL cho phản ứng (1), suy ra: mM = 3,48 + 0,06.2 – 0,06.18 = 2,52 (g) 2 2 1,008 0,09 Theo phương trỡnh (2): nM = 푛 = . = 푛 2 푛 22,4 푛 0,09 ⇒ Ta cú: mM =2,52 ⇔ . = 2,52 ⇒ M = 28 n 푛 M là kim loại nờn 1≤ n ≤ 3 ⇒ M=56 (Fe) 2,52 Vậy nFe= = 0,045 (mol). (*) 56 Theo phương trỡnh (1) : 푛 = 푛 2 0,045 3 ⇔ 0,045 = .0,06 ⇒ = = 0,06 4 Vậy cụng thức oxit là Fe3O4 Hoặc sau khi tớnh tới chỗ (*), tớnh tiếp như sau: 1 0,06 Theo phương trỡnh (1) : 푛 = 푛 = (mol) 2 Theo đề bài: = 3,48 (𝑔) 5
4. 0,06 ⇔ . ( + 16 ) = 3,48 2 2 ⇒ M=42. = 21. , với là húa trị của M trong cụng thức MxOy 2 I II III 8/3 M 21(loại) 42(loại) 63(loại) 56 (Fe) ( Khi xột mối quan hệ giữa húa trị và M kim loại trong cụng thức oxit, nếu thay cỏc húa trị I, II, III mà khụng cú kết quả thỡ thế giỏ trị 8/3 là cụng thức Fe3O4) Bài 7. Hoà tan hết 8 gam một oxit kim loại cần dung dịch chứa 0,15 mol H2SO4. Tỡm cụng thức của oxit ? Đặt cụng thức là MxOy, suy ra húa trị của M là 2y/x ( Trong phản ứng giữa oxit kim loại với axit thường (HCl, H2SO4 loóng...) thỡ húa trị của kim loại trong oxit chớnh là húa trị của kim loại trong muối. Chỉ cú lưu ý trường hợp FeO, Fe3O4 khi phản ứng với axit cú tớnh oxi húa mạnh (H2SO4 đặc núng, HNO3 thỡ tạo ra muối sắt III-sẽ được bổ sung ở lớp 9) PTHH: 2MOx y +2y H2 SO 4 ⎯⎯→ xM 2 (SO 4 ) 2 y + 2yH 2 O x Theo PTHH: y 2y M =37,3 = 18,67 xx 2y/x I II III IV M 18,67 37,33 56(Fe) 74,68 Chọn 2y/x = III, M=56, Vậy oxit Fe2O3 Bài 8. Cú 1 oxit sắt chưa biết. - Hoà tan m gam oxit cần 0,45 mol HCl . - Khử toàn bộ m gam oxit bằng CO núng, dư thu được 8,4 gam sắt. Tỡm cụng thức oxit. Đặt cụng thức oxit là Fe x O y PTHH: FexOy + 2yHCl → x FeCl2y/x + yH2O (1) 푡표 FexOy + yCO → xFe +y CO2 (2) 1 0,45 Theo PTHH (1): Số mol FexOy = nHCl = mol 2 2 1 1 8,4 0,15 Theo PTHH (2): Số mol FexOy = nFe = . = mol 56 Theo đề bài: Số mol FexOy (1) = Số mol FexOy (2) 0,45 0,15 ⇔ = 2 0,15.2 2 ⇒ = = ⇒ CTHH: Fe2O3 0,45 3 Nếu giải bài toỏn ra kết quả khụng hợp lớ mà chắc chắn quỏ trỡnh suy luận đỳng thỡ hóy bỡnh tĩnh xem lại cỏc con số và quỏ trỡnh biến đổi, tớnh toỏn! VẬN DỤNG: Link gửi bài làm: Bài 1. Khử hoàn toàn 23,2g một oxit của sắt (chưa rừ hoỏ trị của sắt )bằng khớ CO ở nhiệt độ cao. Sau phản ứng thấy khối lượng chất rắn giảm đi 6,4g so với ban đầu . Xỏc định cụng thức của oxit sắt. Bài 2. Hũa tan hoàn toàn một lượng kim loại R bằng dung dịch H2SO4 loóng rồi cụ cạn dung dịch sau phản ứng thu được một lượng muối khan cú khối lượng gấp 5 lần khối lượng kim loại R ban đầu đem hũa tan. Tỡm kim loại R? Bài 3: Có một oxit sắt ch•a rõ công thức, chia oxit này làm 2 phần bằng nhau. a/ Để hoà tan hết phần 1 cần dùng 150ml dung dịch HCl 1,5M. b/ Cho luồng khí H2 d• đi qua phần 2 nung nóng, phản ứng xong thu đ•ợc 4,2g sắt. Tìm công thức của oxit sắt nói trên. 6
5. Dạng 2 : Xác định công thức dựa trên phản ứng. Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn 1gam nguyên tố R. Cần 0,7 lit oxi(đktc), thu đ•ợc hợp chất X. Tìm công thức R, X. Đáp số: R là S và X là SO2 Bài 2: Khử hết 3,48 gam một oxit của kim loại R cần 1,344 lit H2 (đktc). Tìm công thức oxit. - Đây là phản ứng nhiệt luyện. -Tổng quát: Oxit KL A + (H2, CO, Al, C) ---> Kim loại A + (H2O, CO2, Al2O3, CO hoặc CO2) - Điều kiện: Kim loại A là kim loại đứng sau nhôm. Đáp số: Fe3O4 Bài 3: Nung hết 9,4 gam M(NO3)n thu đ•ợc 4 gam M2On. Tìm công thức muối nitrat H•ớng dẫn: - Phản ứng nhiệt phân muối nitrat. - AwCông thức chung: M: đứng tr•ớc Mg ----- ---> M(NO2)n (r) + O2(k) 0 t M: ( từ Mg --> Cu) M(NO3)n(r) ----- ------ ----- ---> M2On (r) + O2(k) + NO2(k) M: đứng sau Cu ----- ------> M(r) + O2(k) + NO2(k) Đáp số: Cu(NO3)2. Bài 4: Nung hết 3,6 gam M(NO3)n thu đ•ợc 1,6 gam chất rắn không tan trong n•ớc. Tìm công thức muối nitrat đem nung. Đáp số: Fe(NO3)2 Bài 5: Đốt cháy hoàn toàn 6,8 gam một hợp chất vô cơ A chỉ thu đ•ợc 4,48 lít SO2(đktc) và 3,6 gam H2O. Tìm công thức của chất A. Đáp số: H2S Bài 6: Hoà tan hoàn toàn 7,2g một kim loại (A) hoá trị II bằng dung dịch HCl, thu đ•ợc 6,72 lit H2 (đktc). Tìm kim loại A. Đáp số: A là Mg Bài 7: Cho 12,8g một kim loại R hoá trị II tác dụng với clo vừa đủ thì thu đ•ợc 27g muối clorua. Tìm kim loại R. Đáp số: R là Cu Bài 8: Cho 10g sắt clorua(ch•a biết hoá trị của sắt ) tác dụng với dung dịch AgNO3 thì thu đ•ợc 22,6g AgCl(r) (không tan). Hãy xác định công thức của muối sắt clorua. Đáp số: FeCl2 Bài 9: Hoà tan hoàn toàn 7,56g một kim loại R ch•a rõ hoá trị vào dung dịch axit HCl, thì thu đ•ợc 9,408 lit H2 (đktc). Tìm kim loại R. Đáp số: R là Al Bài 10: Hoà tan hoàn toàn 8,9g hỗn hợp 2 kim loại A và B có cùng hoá trị II và có tỉ lệ mol là 1 : 1 bằng dung dịch HCl dùng d• thu đ•ợc 4,48 lit H2(đktc). Hỏi A, B là các kim loại nào trong số các kim loại sau đây: ( Mg, Ca, Ba, Fe, Zn, Be ) Đáp số:A và B là Mg và Zn. Bài 11: Hoà tan hoàn toàn 5,6g một kim loại hoá trị II bằng dd HCl thu đ•ợc 2,24 lit H2(đktc). Tìm kim loại trên. Đáp số: Fe Bài 12: Cho 4,48g một oxit của kim loại hoá trị tác dụng hết 7,84g axit H2SO4. Xác định công thức của oxit trên. Đáp số: CaO Bài 13: Để hoà tan 9,6g một hỗn hợp đồng mol (cùng số mol) của 2 oxit kim loại có hoá trị II cần 14,6g axit HCl. Xác định công thức của 2 oxit trên. Biết kim loại hoá trị II có thể là Be, Mg, Ca, Fe, Zn, Ba. Đáp số: MgO và CaO 7
6. Bài 14: Hoà tan hoàn toàn 6,5g một kim loại A ch•a rõ hoá trị vào dung dịch HCl thì thu đ•ợc 2,24 lit H2(đktc). Tìm kim loại A. Đáp số: A là Zn Bài 15: Có một oxit sắt ch•a rõ công thức, chia oxit này làm 2 phần bằng nhau. a/ Để hoà tan hết phần 1 cần dùng 150ml dung dịch HCl 1,5M. b/ Cho luồng khí H2 d• đi qua phần 2 nung nóng, phản ứng xong thu đ•ợc 4,2g sắt. Tìm công thức của oxit sắt nói trên. Đáp số: Fe2O3 Bài 16: Khử hoàn toàn 4,06g một oxit kim loại bằng CO ở nhiệt độ cao thành kim loại. Dẫn toàn bộ khí sinh ra vào bình đựng n•ớc vôi trong d•, thấy tạo thành 7g kết tủa. Nếu lấy l•ợng kim loại sinh ra hoà tan hết vào dung dịch HCl d• thì thu đ•ợc 1,176 lit khí H2 (đktc). Xác định công thức oxit kim loại. Đỏp số : Fe3O4. 8