Việc xác định công thức hóa học từ phần trăm khối lượng các nguyên tố là một dạng bài tập quan trọng trong chương trình Hóa học lớp 8. Bài viết này sẽ cung cấp phương pháp giải chi tiết, dễ hiểu, kèm theo ví dụ minh họa và bài tập tự luyện để bạn nắm vững kiến thức và tự tin giải quyết các bài tập tương tự.
A. Lý thuyết và phương pháp giải
Khi biết phần trăm khối lượng của các nguyên tố trong một hợp chất, mục tiêu là tìm ra tỷ lệ số nguyên tử của mỗi nguyên tố, từ đó suy ra công thức hóa học. Dưới đây là các bước thực hiện:
Bước 1: Giả sử công thức hóa học của hợp chất là AxByOz..., trong đó A, B, O,… là các nguyên tố, còn x, y, z,… là số nguyên tử tương ứng.
Bước 2: Tính khối lượng của mỗi nguyên tố trong một mol hợp chất. Sử dụng công thức:
- Khối lượng của nguyên tố A = (Phần trăm khối lượng của A / 100) * Khối lượng mol của hợp chất
- Tương tự cho các nguyên tố B, O,…
Bước 3: Tìm số mol của mỗi nguyên tố. Sử dụng công thức:
- Số mol của A = Khối lượng của A / Khối lượng mol của A (tra bảng tuần hoàn)
- Tương tự cho các nguyên tố B, O,…
Bước 4: Lập tỉ lệ số mol của các nguyên tố. Ví dụ: x : y : z = số mol A : số mol B : số mol O. Sau đó, tối giản tỉ lệ này về các số nguyên nhỏ nhất.
Bước 5: Viết công thức hóa học của hợp chất dựa trên tỉ lệ số nguyên tử tìm được.
Ví dụ: Xác định công thức hóa học của một oxit sắt, biết sắt chiếm 70% khối lượng và khối lượng mol của oxit là 160 g/mol.
Giải:
Đặt công thức oxit sắt là FexOy.
Khối lượng của Fe trong 1 mol oxit: (70/100) * 160 = 112 g
Khối lượng của O trong 1 mol oxit: 160 – 112 = 48 g
Số mol Fe: 112 / 56 = 2 mol
Số mol O: 48 / 16 = 3 mol
Tỉ lệ Fe : O = 2 : 3
Vậy công thức hóa học của oxit sắt là Fe2O3.
B. Ví dụ minh hoạ
Ví dụ 1: Một hợp chất có thành phần phần trăm khối lượng các nguyên tố như sau: 40% Cu, 20% S và 40% O. Biết khối lượng mol của hợp chất là 160 g/mol. Xác định công thức hóa học của hợp chất.
Hướng dẫn giải:
Đặt công thức hóa học của hợp chất là CuxSyOz.
Khối lượng Cu trong 1 mol hợp chất là: (40/100) * 160 = 64 g.
Khối lượng S trong 1 mol hợp chất là: (20/100) * 160 = 32 g.
Khối lượng O trong 1 mol hợp chất là: (40/100) * 160 = 64 g.
Số mol Cu = 64/64 = 1 mol
Số mol S = 32/32 = 1 mol
Số mol O = 64/16 = 4 mol
Vậy công thức hóa học của hợp chất là CuSO4.
Ví dụ 2: Phân tích một mẫu hợp chất cho thấy có 75% Al và 25% C về khối lượng. Khối lượng mol của hợp chất là 144 g/mol. Tìm công thức hóa học của hợp chất.
Hướng dẫn giải:
Đặt công thức hóa học của hợp chất là AlxC y.
Khối lượng Al trong 1 mol hợp chất: (75/100) * 144 = 108 g
Khối lượng C trong 1 mol hợp chất: (25/100) * 144 = 36 g
Số mol Al: 108 / 27 = 4 mol
Số mol C: 36 / 12 = 3 mol
Vậy công thức hóa học của hợp chất là Al4C3.
C. Bài tập tự luyện
Câu 1: Một hợp chất khí có chứa 75% carbon và 25% hydro về khối lượng. Khối lượng mol của hợp chất là 16 g/mol. Xác định công thức hóa học của hợp chất.
Câu 2: Một oxide của nitrogen chứa 30.43% nitrogen về khối lượng. Khối lượng mol của oxide là 46 g/mol. Tìm công thức hóa học của oxide đó.
Câu 3: Hợp chất X chứa 52.17% carbon, 13.04% hydro, và 34.78% oxygen. Khối lượng mol của X là 46 g/mol. Xác định công thức hóa học của X.
Câu 4: Một hợp chất chứa 40% magnesium, 60% oxygen. Khối lượng mol của hợp chất là 40 g/mol. Xác định công thức hóa học của hợp chất.
Câu 5: Một hợp chất chứa 27.3% carbon và 72.7% oxygen. Khối lượng mol của hợp chất là 44 g/mol. Tìm công thức hóa học của hợp chất.
Lời giải gợi ý:
CH4NO2C2H6OMgOCO2
Kết luận:
Nắm vững phương pháp trên và luyện tập thường xuyên, bạn sẽ dễ dàng giải quyết các bài tập “Tìm Công Thức Hóa Học Biết Phần Trăm Khối Lượng” một cách chính xác và nhanh chóng. Chúc các bạn học tốt!
