MỤC LỤC
Mục lục 1
Danh mục các từ viết tắt 4
Phần I : Mở đầu 5
I. Lý do chọn đề tài 5
II. Nhiệm vụ của đề tài 6
Phần II : Nội dung 7
Chương I: Cơ sở tổng quan 7
A. Các dạng toán cơ bản tìm công thức hoá học trong hợp chất vô cơ 7
B. Các dạng toán cơ bản tìm công thức hoá học trong hợp chất hữu cơ 7
C. Các bài tập tự giải 7
D. Các công thức được sử dụng trong giải toán hoá vô cơ và hữu cơ 7
E. Các phương pháp được sử dụng trong quá trình thực hiện đề tài 8
Chương II : Phương pháp và đối tượng nghiên cứu 9
A. Phương pháp nghiên cứu 9
B. Đối tượng nghiên cứu 9
Chương III : Kết quả và thảo luận 10
A. Hoá học Vô Cơ 10
1. Tìm công thức hoá học dựa vào phương trình phản ứng 10
1.1 Tìm công thức hoá học dựa vào V, C, tỉ lệ n, M 10
1.2 Tìm công thức hoá học dựa vào tính chất lí – hoá học 27
1.3 Tìm công thức hoá học dựa vào chuỗi phản ứng 29
2. Tìm CTHH dựa vào phần trăm các nguyên tố trong hợp chất 31
3. Tìm tên kim loại, phi kim dựa vào Bảng hệ thống tuần hoàn 32
4. Tìm công thức hoá học dựa vào quy tắc hoá trị 34
5. Tìm CTHH dựa vào thể tích, nồng độ, tỉ lệ số n, tỉ lệ m, M 36
B. Hoá học Hữu cơ 39
1. Tìm công thức hợp chất hữư cơ dựa vào tỉ lệ (n, m,V ) 40
2. Tìm công thức hợp chất hữư cơ dựa vào tính chất lí - hoá học 63
3. Tìm công thức hợp chất hữư cơ dựa vào chuỗi phản ứng 64
4. Tìm công thức hợp chất hữư cơ dựa vào phương pháp trung bình 66
khoa học.
Là người giáo viên Hóa học, với mong muốn góp phần nhỏ bé của mình trong việc tìm tòi
phương pháp giảng dạy nhằm phát triển tư duy cho học sinh, giúp học sinh biết được sự đa dạng
về hóa học đặc biệt trong việc tính toán tìm công thức phân tử của các hợp chất Hóa học nên tôi
chọn đề tài “ Tìm công thức phân tử” đối với các bài toán Hóa học THCS.
II. NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI :
1. Nêu lên được cơ sở lí luận của việc phân dạng các bài toán Hóa học về tìm công thức hóa
học trong quá trình dạy và học.
2. Tiến hành nghiên cứu các tài liệu liên quan đến bài toán xác định công thức Hóa học.
3. Hệ thống các bài toán Hóa học theo từng dạng.
4. Bước đầu sử dụng việc phân loại các dạng bài toán xác định công thức Hóa học, làm nền
tảng kiến thức cho công tác giảng dạy sau này, làm tài liệu tham khảo cho sinh viên các trường
Cao đẳng và Đại học.
PHẦN II. NỘI DUNG
Chương 1: Cơ sở và tổng quan
A. Các dạng toán cơ bản tìm công thức hoá học trong hợp chất vô cơ.
1. Tìm CTHH dựa vào phương trình phản ứng.
1.1 Tìm CTHH dựa vào thể tích, nồng độ, tỉ lệ số mol, khối lượng mol. [2], [8], [9], [10], [11],
[12], [13], [15], [18], [23].
1.2 Tìm CTHH dựa vào tính chất lí – hoá học. [2], [9], [11], [19].
1.3 Tìm CTHH dựa vào chuỗi phản ứng. [5], [4].
2. Tìm CTHH dựa vào phần trăm các nguyên tố trong hợp chất. [2], [13].
3. Tìm tên kim loại – phi kim dựa vào bảng hệ thống tuần hoàn. [2],[4], [13].
4. Tìm CTHH dựa vào quy tắc hoá trị. [21], [23].
5. Tìm CTHH dựa vào thể tích, nồng độ, tỉ lệ số mol, tỉ lệ khối lượng, khối lượng mol. (Không
dựa vào PTPƯ). [11], [12], [22].
B. Các dạng toán cơ bản tìm công thức hoá học trong hợp chất hữu cơ.
1. Tìm CTHH dựa vào tỉ lệ ( số mol, phần trăm khối lượng, thể tích, ). [2], [3], [4], [5], [11],
[12], [13], [15], [23].
2. Tìm CTHH dựa vào tính chất lí - hoá học. [5], [8].
: khối lượng dung dịch
Cho hchc A có CTTQ : C
x
H
y
O
z
N
t
:
+ D
0
=
22,4
M
trong đó D
0
: khối lượng riêng
+ a = m
C
+ m
H
+ m
O
+ m
N
trong đó a : khối lượng của hchc
+
100
A
M
2
N
m
14t
O
2
H
m
9y
2
CO
m
44x
===
+ x =
14.a
2
CO
.m
A
M
, y =
9a
O
2
H
.m
A.
M
Chương 2: Phương pháp và đối tượng nghiên cứu
A/ Phương pháp nghiên cứu
Trong Bài Tiểu Luận này, chúng em đã vận dụng các phương pháp nghiên cứu khoa học
như: phân tích lí thuyết, thảo luận nhóm và rút kinh nghiệm, có sử dụng một số phương pháp
thống kê toán học.
Tham khảo các tài liệu đã biên soạn và phân tích hệ thống các dạng bài toán Hóa học theo
nội dung đã đề ra.
Trên cơ sở đó chúng em đã trình bày các dạng bài toán xác định công thức Hóa học đã sưu
tầm và nghiên cứu.
B/ Đối tượng nghiên cứu:
Nội dung chương trình hóa học bậc Trung học cơ sở
Sách giáo khoa lớp 8, 9, Các sách tham khảo, nâng cao hóa học
Sách giáo trình cao đẳng và đại học.
Chương 3: Kết quả và thảo luận
A. HÓA HỌC VÔ CƠ
1. Tìm công thức hóa học dựa vào phương trình phản ứng:
Phương pháp giải:
Bước1 : Số mol ( hay khối lượng, thể tích) các chất đã biết.
Bước 2 : Viết PTPƯ và ghi số mol (hay khối lượng, thể tích) đó ngay vào dưới công thức
hoá học của chất trong PƯHH .
Bước 3: Dùng quy tắc tam suất để tìm số mol (hay thể tích, khối lượng) của chất cần tìm
Chú ý : Trong phép tính toán ta có thể dùng đơn vị mol hay thể tích, khối lượng.
Tuy nhiên thông thường người ta dùng đơn vị mol thì phép tính thuận tiện hơn.
1.1. Tìm công thức hóa học dựa vào thể tích, nồng độ, tỉ lệ số mol, khối lượng mol.
Bài 1: Hoà tan hoàn toàn 18g một kim loại cần 800ml dung dịch HCl 2.5M. Kim loại M
là kim loại nào sau đây? (Biết hoá trị Kim loại trong khoảng I đến III). [23]
A. Ca B. Mg C.Al D. Fe
Giải : Đáp số đúng C.
Chỉ có kim loại hoá trị III ứng với M =27 là phù hợp
Vậy kim loại M là nhôm (Al).
Cách 2 : PTHH : 2M + 2x HCl
→
2MCl
x
+ xH
2
2mol
n
HCl
= C
M
. V = 0,8 . 2,5 = 2 (mol)
n
M
=
x
1
n
HCl
→
n
M
=
x
2
(mo l) (1)
Mà đề ra : n
2
→
2MCl
2M(g) 2(M + 35,5) g
9,2g 23,4 g
9,2 . 2(M + 35,5) = 2M . 23,4
653,2=14,2M
→
M = 23
Vậy kim loại đó là Natri(Na).
Bài 3 : Hoà tan 0,7g kim loại A bằng dung dịch H
2
SO
4
loãng, dư. Sau phản ứng lấy
thanh kẽm rửa nhẹ, sấy khô, cân được 3,36l khí hiđrô(đktc). Tên kim loại A là:
A. Fe B. Sn C. Zn D. Al E. Mg
[15]
Giải :
Đáp số D
Gọi A là khối lượng, a là hoá trị của kim loại A.
Theo đề ta có: Số mol của H
2
là n
2H
=
4.22
6.33
= 0,15(mol)
Ta có bảng biện luận :
a 1 2 3
A 9 18 27
Vậy kim loại đó là nhôm( Al )
Bài 4 : Hoà tan hoàn toàn 1,7 g hỗn hợp gồm kẽm và kim loại A thuộc phân nhóm chính
nhóm II trong dung dịch HCl vừa đủ để thu được 0,672l khí (đktc) và dung dịch B, mặt
khác để hoà tan 1,9g kim loại A thì dùng không hết 200ml dung dịch HCl. Xác định kim
loại A
[9]
Giải
PTPƯ : Zn + 2HCl
→
ZnCl
2
+ H
2
(1)
b 2b b
A + 2HCl
→
ACl
2
+ H
2
(2)
a 2a a
(Gọi a , b lần lượt là số mol của A và Zn trong 1,7g hỗn hợp)
Ta có n
2
H
HCl
ban đầu→
3,8/ A < 0,1 A > 38 (5)
Từ (3) và (4) M =
)(
)65(
ba
bAa
+
+
=
03,0
7,1
= 56,67
A < 56,67 (6)
Từ (5) và (6) ta có : 38 < A < 56,67 nhóm chính nhóm II A
Suy ra A = 40 là thoả mãn.Vậy A là Canxi (Ca)
Bài 5 : Hoà tan hết 32g kim loại M trong dung dịch HNO
3
thu được 8,96 l khí (đktc), hỗn
hợp khí NO và NO
2
có tỉ khối so với H
2
bằng 17. Xác định kim loại M
[10]
hh khí
=
4,22
96,8
= 0,4 (mol)
Hay a + b = 0,4 (3)
M =
342.17
)(
)4630(
==
+
+
ba
ba
(4)
Từ (3) và (4) suy ra 30a + 46b = 13,6 (5)
Từ (3) và (5) ta có hệ a + b = 0,4
30a + 46b = 13,6
Vậy ta có : n
M(1)
=
n
3
mol ; và n
NO
= 0,3 mol
n
M(2)
=
Vậy M = 64
→
M là Đồng(Cu).
Bài 6 : Cho 10,8 g kim loại hóa trị III tác dụng với Clo có dư thì thu được 53,4g muối.
Xác định kim loại đang phản ứng.
( Câu hỏi và bài tập trắc nghiệm Hóa học 9 _ Võ Tường Huy)
Giải:
Phương trình phản ứng:
2M + 3Cl
2
→ 2MCl
3
2M g 2(M + 35,5 . 3)
10,8g 53,4g
Lập tỉ lệ:
( )
4,53
5,1062
8,10
2 +
=
MM
⇒
53,4.M = 10,8 . (M +106,5)
⇒
46,2 M = 1150,2
⇒
M =
2,46
2,1150
%
%100.
==⇒
C
m
m
ct
dd
= 490
m
dd
=
dd
m
+
42
SOH
m
= 16 + 490 + M = 506 + M
Mà:
dd
ct
m
m
C
%100.
% =
( )
M
M
ROH + HCl
→
RCl +H
2
O (2)
Số mol H
2
O =
18
65,47
= 2,65 mol
n
HCl
= 0,5. 100.10
-3
= 0,05 mol
n
ROH
= n HCl = 0,05 mol
OR
n
2
=
2
1
n
ROH
= 0,025 mol
OR
2
(1)
1,5 mol 0,5 mol
M
3
N
2
+ 6 H
2
O
→
2 NH
3
+ 3 M(OH)
2
(2)
0,5 mol 1 mol
4NH
3
+ 5 O
2
→
4NO + 6 H
2
O (3)
1 mol 1mol
Ta có n
M
=
to
MCO
3
+ CO
2
+ H
2
O (1)
1mol 1mol
0,1mol 0,1mol
Khí CO
2
qua thanh nóng đỏ tạo thành C
CO
2
+ C
(đỏ)
→
to
2 CO
1mol 2mol tăng 1 mol
0,1mol 0,2mol
←
4,22
24,2
= 0,1 (mol)
Vậy số mol của CO
2
(đktc). Hãy xác định công thức của oxit sắt đã dùng.
[12]
Giải
Gọi công thức của oxit sắt là Fe
x
O
y
PTPƯ: Fe
x
O
y
+ y CO
→
o
t
xFe + y CO
2
Số mol của Fe là:
n
Fe
=
56
84,0
= 0,015 mol
số mol CO
2
là
2
CO
→
CaX
2
(1)
X + Mg
→
CaMg
2
(2)
X
n
CaX
240
1,11
2
+
=
(mol) →
X
n
X
240
1,11
+
=
(mol)
X
n
MgX
224
Vậy X là Clo.
Baì 13: Có một hỗn hợp bột sắt và bột kim loại M(M có hóa trị không đổi) . Nếu hòa tan
hỗn hợp này trong dung dịch HCl thì thu được 7,84l H
2
(đktc). Nếu cho lượng hỗn hợp
kim loại trên tác dụng với khí Clo, phải dùng 8,4l khí(đktc). Biết tỉ lệ số mol Fe và kim loại
M trong hỗn hợp là 1 : 4. Hãy xác định kim loại M nếu khối lượng kim loại M trong hỗn
hợp là 5,4g.
[11]
Giải:
Đặt n là hóa trị của kim loại M
Theo đề bài ta có
M
Fe
n
n
=
4
1
Gọi x là số mol của Fe => số mol M là 4x
PTPƯ : Fe + 2HCl FeCl
2
+ H
2
(1)
x x (mol)
2M + 2nHC 2MCl
n
+ nH
2
= 0,375 (mol)
Giải hệ pt:
x +2nx =0,35
=> x=0,05 và 2nx =0,3
1,5x +2nx =0,375
=> Số mol kim loại M trong hỗn hợp là:4x =4.0,05 =0,2(mol)
Mà khối lượng M trong hỗn hợp là 5,4g
M =
2,0
4,5
=27
Vậy kim loại cần tìm là Al
Bài 14 : Cho 2,16 g hỗn hợp hai kim loại A, B ở phân nhóm phụ IA tác dụng hoàn toàn
với nước thu được 50 ml dung dịch X và 896 cm
3
khí H
2.
Xác định tên A, B biết chúng ở hai chu kỳ liên tiếp nhau.
( Ngô Ngọc An- Hoá học cơ bản và nâng cao 9).
Giải
Hai kim loại A và B ở nhóm I nên có hoá trị I.
PTPƯ: 2A + 2H
2
O
→
2AOH + H
2
amol amol
2
a
Mặt khác theo đề, Avà B là hai kim loại ở hai chu kỳ liên tiếp nhau trong bảng HTTH.
Do đó nguyên tố còn laị là Kali(K).
Cách 2:
Ta có : a + b = 0,08
aM
A
+ bM
B
= 2,16
Giả sử M
A
> M
B
.
→
aM
A
+ bM
B
> aM
A
+ bM
B
> aM
B
+ bM
B
→
( Ngô Ngọc An – Hóa học Cơ bản & nâng cao 9)
Giải :
Ta có : n
HCl
=
5,36.100
3,7.200
= 0,4( mol)
Kí hiệu M cũng là nguyên tử khối của M.
PTPƯ : M + nHCl
→
MCl
n
+
2
n
H
2
1mol n mol
2
n
mol
ymol 0,4mol 0,2mol
Ta có :
N
HCl
m
= x + 0,4.36,5 = 14,2 + x
m
Vậy kim loại cần tìm có nguyên tử khối bằng 56 là sắt (Fe)
Bài 16 : Đốt cháy hoàn toàn một kim loại A dể thu được một oxit thì phải dùng một lượng
oxi bằng 40% lượng đã dùng. Tên kim loại đã dùng ?
(Võ Tường Huy – Câu hỏi và bài tập trắc nghiệm hóa học 9)
Giải :
Gọi n là hoá trị của kim loại A.
PTPƯ : nA + nO
2
→
2A
2
O
n
Theo đề bài ta có : 4A .
100
40
= 32n
→
A = 20n
Bảng biện luận
n 1 2 3
A 20 40 60
Kl loại nhận loại
Chọn giá trị n = 2 và A = 40.
Vậy A là Canxi(Ca)
Bài 17 : Hoà tan một lượng muối cacbonat của một kim loại hoá trị II bằng dung dịch
H
2
+ CO
2
↑
+ H
2
O
0,15mol 0,15mol 0,15mol 0,15mol
m
RCO3
= (R + 60 ) . 0,15
4
RSO
m
=n (R + 96) . 0,15
m
ddsau pư
= (R + 60 ) . 0,15 + 100 – 44. 0,15
= (R + 60 ) . 0,15 + 93,4
Theo đề bài ta có
17,0
)4,9315,0).60((
15,0).96(
=
++
+
R
R
R = 24 .
6,14
=0,4 (mol)
=>
a
MCl
n
=
a
4,0
(mol)
=> m
Mcla
=
a
4,0
.(M + 35,5a)
=
a
M.4,0
+ 14,2
Theo đề bài ta có nồng độ muối M thu được là 11,96%
11,96 =
100.
200
)2,14.4,0( +
a
M
+
a
M.4,0
→
to
K
2
MnO
4
+ MnO
2
+ O
2
0,035 0,0175 mol
Số mol O
2
tham gia phản ứng là 0,0175.
100
80
= 0,014 mol
Đặt n là hóa trị của R (với n = 1,2,3)
4R + n O
2
→
2R
2
O
n
n
3
A(NO
3
)
2
+ 2 AgCl
BCl
2
+ 2AgNO
3
B(NO
3
)
2
+ 2 AgCl
Số mol muối Clorua là:
2
1
n
AgCl
(mol)
Với
3
AgNO
n
= n
AgCl
=
5,142
=> A=40 Vậy A là: Ca
B=24 B là: Mg
Vậy công thức hóa học của hai muối ban đầu là: CaCl
2
và MgCl
2
1.2.Tìm Công thức hóa học dựa vào tính chất lí– hóa học
Phương pháp giải
Dựa vào các tính chất vật lí (màu sắc, mùi vi, trạng thái ) và tính chất hóa học đặc
trưng của từng chất để suy ra công thức hóa học của chất cần tìm.
Bài 1 : Khí A (không cháy) và khí B (cháy được) đều không màu, không mùi tác dụng với
nhau trong điều kiện thích hợp thu được khí C có mùi khai, nhưng không màu. Đốt cháy
khí C trong oxi thu được khí A và oxit của khí B. Nếu đốt cháy khí C trong oxi và có xúc
tác thì thu được oxit của khí A và oxit của B. Hãy xác định A, B, C.
[19]
Giải:
Khí C có mùi khai. Vậy khí C là NH
3
⇒
khí A : là N
2
( không cháy )
Khí B : là H
2
(cháy được )
Phương trình phản ứng :
N
2
+ 3H
a.AgCl b.CaCO
3
c.
.
BaCO
3
d.BaSO
4
[11]
Giải:
Chất kết tủa trắng là BaCO
3
PTHH K
2
CO
3
+ BaCl
2
BaCO
3
+ 2KCl
(trắng)
Bài 3:
Chất bột màu trắng có các tính chất sau:
- Khi đốt trên ngọn lửa đèn cồn thấy ngọn lửa có màu tím hoa cà
- Tác dụng với dung dịch axit clohidric thì có khí cacbonic thoát ra
- Khi nung nóng thì lại có khí cacbonic
- Chất rắn còn lại sau khi nung lại tác dụng được với dung dịch axit tạo ra khí
t
K
2
CO
3
+ H
2
O + CO
2
2HCl + K
2
CO
3
2KCl + H
2
O + 2CO
2
Bài 4: Nhỏ từ từ dung dịch natri hydroxit vào dung dịch sắt II clorua đến khi khối
lượng đạt cực đại thì dừng lại. để trong không khí khoảng 5 phút, rồi lọc kết tủa
đem nung ở nhiệt độ cao ta thu được 1 chất rắn duy nhất. chất rắn đó là :
a.FeO b.Fe
2
O
3
c.Fe
2
O d.Fe
3
O
Bài 1: Cho sơ đồ biến hóa sau:
Al → X → Al(OH)
3
→ Y → Al
Các chất X, Y lần lượt là
a.AlCl
2,
Al
2
(SO
4
)
3
b. AlCl
3,
Al
2
(SO
4
)
3
C.
AlCl
3,
Al
2
O
3
d.Al
2
4Al + 3O
2
Bài 2: Cho sơ đồ biến hóa sau:
CaO A B CaCO
3
Công thức chất A, B trong sơ đồ lần lượt là
a. CO
2 ,
Ca(OH)
2
b.Ca(OH)
2 ,
CO
c. Ca(OH)
2
, Ca(HCO
3
)
2
d. Ca(OH)
2,
C
[5]
Giải :
Đáp án c
CaO + H
2
2
+ Ag
b. Al + HCl + H
2
C.
Fe + FeCl
3
d. Fe + CuSO
4
+ Cu
Các chất điền vào các phương trình là
A. a. AgNO
3
b. AlCl
3
c. Cl
2
d.FeSO
4
B. a. AgCl
b. AlCl
3
c. Cl
d.CuCl
2
C. a. Ag
FeSO
4
+ Cu
Bài 4: Cho chuỗi biến hóa sau:
Cu(OH)
2
→
O
t
A
→
B
→
CuSO
4
→
Cu(OH)
2
Chất A, B có công thức lần lượt là:
a, H
2
O, H
2
SO
4
b,Cu, H
2
O
Cu + H
2
O
Cu + FeSO
4
CuSO
4
+ Fe
CuSO
4
+ 2NaOH Na
2
SO
4
+ Cu(OH)
2
2.Tìm công thức hóa học dựa vào phần trăm các nguyên tố trong hợp chất
Bài 1: X là nguyên tố có hoá trị III trong hợp chất với Hiđro. Biết thành phần phần
trăm khối lượng của Hiđro trong hợp chất là 17,65%. Xác định nguyên tố X.
(Ngô Ngọc An – Hoá học cơ bản và nâng cao 9).
Giải:
Cách 1: Gọi công thức hoá học của hợp chất có dạng XH
3
Theo đề, %Hiđro là: 17,65%
→
%X là: 100% - 17,65% = 82,3%
Ta có 17,65% ứng với ( 3.1) đvC
82,35% ứng với 82,35.3/17,65 = 14 đvC
Nguyên tố X có nguyên tử khối bằng 14. Vậy X là Nitơ(N).
→
80 =
7407,0
)802( +x
→
X = 14
3. Tìm tên kim loại – phi kim dựa vào bảng Hệ thống tuần hoàn
Lưu ý :
- Khi dự đoán các nguyên tố trong bảng tuần hoàn cần phải biết vị trí của nó trong chu kỳ,
nhóm đồng thời nắm vững sự biến thiên tính chất của các nguyên tố trong chu kỳ, trong một
nhóm.
- Khi gặp bài toán xác định 2 kim loại A và B ở hai chu kỳ kế tiếp nhau trong bảng tuần hoàn
thì nên tìm nguyên tử khối trung bình rồi biện luận.
Khối lượng hỗn hợp 2 kim loại
M = =D
Số mol hỗn hợp 2 kim loại .
Trong hai kim loại, phải có một kim loại có nguyên tử khối lớn hơn D và một kim loại có
nguyên tử khối nhỏ hơn D ( vì hai kim loại ở hai chu kỳ liên tiếp).
Hoặc có thể tính :
Giả sử kim loại A có số mol là a, nguyên tử khối là M
A
kim loại B có số mol là b, nguyên tử khối là M
B
a + b = c
aM
A
+ bM
B
= d
A
và M
B
. Cách này được sử dụng rất nhiều để giải các
phương trình toán hoá học loại 2 phương trình 4 ẩn số, trong đó có 2 ẩn số có giới hạn.
Bài 1: Biết A có cấu tạo như sau : điện tích hạt nhân là 15+, có 3 lớp electron, ở lớp
ngoài cùng có 5 electron. Dựa vào bảng HTTH thì nguyên tố A là
A.Nitơ B.Clo C.Photpho D. Lưu huỳnh
(Võ Tường Huy –Câu hỏi và bài tập trắc nghiệm Hoá học 9)
Giải:
Đáp số C
Trong nguyên tử A có 3 lớp electron nên A ở chu kỳ 3.
A có 5electron ở lớp ngoài cùng nên A thuộc nhóm V.
Mặt khác A có điện tích hạt nhân là 15+, do đó A có 15e.