Đề tài Hình thành kĩ năng xác định công thức hoá học trong dạy học hóa học 8 THCS

một số nhóm nguyên tử:
Hóa trị
Kim loại
Phi kim
Nhóm nguyên tử
I
Na; K; Ag; Cu; Hg; Li ...
H; Cl; Br; F; I; ...
NO3; OH ...
II
Mg; Ca; Ba; Cu; Hg; Zn; Fe; Sn; Pb; Be; Cr; Mn ...
O; N; S ...
SO4; CO3 ...
III
Al; Cr; Fe; B ...
N; P ...
PO4.
IV
Mn; Pb ...
S; Si; N
V
P; N
VI
S
II. Kiến thức học sinh cần có:
- Học sinh bắt buộc phải nhớ được tên nguyên tố, ký hiệu hóa học, nguyên tử khối, hóa trị của các nguyên tố hóa học và các nhóm nguyên tử.
- Nắm được qui tắc hóa trị đối với hợp chất gồm 2 nguyên tố
- Hiểu được các bước xác định công thức hóa học đối với các dạng:
+ Hợp chất AxBy.
+ Nguyên tố kết hợp với một nhóm nguyên tử.
+ Dựa vào kết quả phân tích định lượng, tỷ khối chất khí, tỷ lệ khối lượng các nguyên tố trong hợp chất.
+ Dựa vào phương trình hóa học ...
III. Các bước tổng thể:
Bước 1: Phân tích và định hướng cho học sinh cách tính hóa trị của một nguyên tố trong hợp chất và xác định công thức hóa học của hợp chất theo hóa trị.
Bước 2: Xác định công thức hóa học của hợp chất khi biết được khối lượng mol của hợp chất hoặc tỷ khối đối với không khí và thành phần % của các nguyên tố trong hợp chất hoặc cách xác định công thức hóa học của một chất khi biết được tỷ lệ về khối lượng của các nguyên tố trong hợp chất.
Bước 3: Xác định được công thức hóa học của một chất khi biết được thành phần % của các nguyên tố trong hợp chất.
Bước 4: Xác định công thức hóa học của một chất dựa vào phương trình hóa học, toán biện luận, tính chất vật lý, tính chất hóa học và công thức phân tử.
Chương II: Biện pháp thực hiện chi tiết
I. Nội dung 1:
1) Tính hóa trị của một nguyên tố hoặc nhóm nguyên tử khi biết công thức hóa học của hợp chất .
Giáo viên hướng dẫn học sinh hiểu trong CTHH của hợp chất 2 nguyên tố 
 (A,B Có thể là nguyên tử hay nhóm nguyên tử; a,b là hóa trị của A, B)
 Vậy theo qui tắc hóa trị ta có x.a = y.b
 a = ; b = ;
 x = ; y = 
Ví dụ 1: Tính hóa trị của sắt trong hợp chất Fex(SO4)3 biết gốc SO4 Có hóa trị (II).
Giải
Gọi a là hóa trị của Fe ta có: 
Học sinh vận dụng qui tắc hóa trị : ta có 2.a = 3.II a = 3
Vậy Fe có hóa trị III.
* Ứng với công thức tổng quát AxBy, ta luôn có tích chỉ số và hóa trị của nguyên tố này bằng tích chí số và hóa trị của nguyên tố kia.
 Ví Dụ: Al2O3 ta có III.2 = II.3; H3PO4 ta có I.3 = III.1 (ở đây nhóm nguyên tử là PO4).
2) Lập công thức hóa học của hợp chất 2 nguyên tố A và B (B có thể là nhóm nguyên tố) khi biết hóa trị của một nguyên tố.
Cách 1:
Hóa trị của B
Hóa trị của A
- Bước 1: Viết công thức hóa học dưới dạng AaxBby (x,y là chỉ số; a,b là hóa trị)	Ta có x.a = y.b
- Bước 2: Ta chuyển thành tỷ lệ hay 
- Bước 3: Chọn x,y phải tối giản đến những số đơn giản nhất rồi mới viết công thức.
Ví dụ 2: Lập công thức hóa học của đồng oxit biết đồng có hóa trị I.
Học sinh vận dụng:
- Bước 1: Viết công thức dưới dạng CuIxOIIy
ta có x.I = y.II.
- Bước 2: Ta có tỷ lệ: 
- Bước 3: Vậy x = 2; y = 1 là số tối giản
 Công thức của đồng oxit là: Cu2O
Ví dụ 3: Lập công thức hóa học của Ca có hóa trị II và gốc SO4 Có hóa trị II.
Học sinh vận dụng
- Bước 1: Viết công thức dưới dạng: CaIIx(SO4)IIy ta có: x.II = y.II
- Bước 2: Ta có tỷ lệ 
- Bước 3: Do phân số chưa tối giản nên ta phải tối giản
x = 1; y = 1 ta có công thức hóa học là: CaSO4.
Cách 2: Từ tỷ lệ: ta có thể tính nhẩm theo các trường hợp:
- Khi a = b thì x = y =1.
Ví Dụ: 
 x = y = 1 Vậy công thức hóa học là: MgO
 x = y = 1 Vậy công thức hóa học là: AlPO4
- Khi a = 1 thì x = b và y = 1 hoặc b = 1 thì x = 1 và y = a.
Ví dụ:	 NaIxOIIy x = 2; y = 1.
Vậy công thức hóa học là: Na2O
- Khi a > b đều là số chẵn x = 1 và y = a.b.
Ví Dụ: ta có CO2
 ta có SO3.
- Khi a b và đều 2 thì x = b và y = a.
Nếu cả x và y đều là số chẵn hoặc có ước số chung thì rút gọn lấy số đơn giản nhất.
Cách 3: Hóa trị của một nguyên tố thường là chỉ số nguyên tố kia.
Thông thường gạch chéo hóa trị a, b sẽ cho ra chỉ số x = b; y = a.
Ví dụ: Lập công thức hoá học của hợp chất chứa 2 nguyên tố sau:
 QT Chéo 
 QT Chéo 
 QT Chéo 
 Cách 3 là cách thông dụng thường được áp dụng nhiều trong giảng dạy
II. Nội dung 2:
a) Xác định công thức hoá học của 1 hợp chất khi biết được khối lượng mol hoặc tỷ khối đối với không khí của hợp chất và thành phần % các nguyên tố trong hợp chất.
Bước 1: Gọi x, y là chỉ số của các nguyên tố 
 công thức tổng quát, rồi tìm khối lượng của mỗi nguyên tố có trong 1 mol hợp chất.
Bước 2: Tìm số mol của mỗi nguyên tố trong 1 mol hợp chất.
Bước 3: Viết công thức hoá học của hợp chất.
Ví dụ 1: Xác định công thức của khí A biết khối lượng mol phân tử của khí A là 34 và thành phần % về khối lượng của H là 5,88% và S là 94,12%.
Giải
Cách 1: Vận dụng các bước:
Bước 1: Tìm khối lượng của mỗi nguyên tố trong 1 mol hợp chất khí A.
mH = (g); 	mS = (g)
Bước 2: Tìm số mol nguyên tử của mỗi nguyên tố có trong 1 mol hợp chất khí A.
nH =mol;	nS =mol
 Trong hợp chất khí A có 2mol nguyên tử H và 1 mol Nguyên tử S.
Bước 3: Công thức hoá học của hợp chất A là H2S.
Cách 2: Lập tỷ số về khối lượng để tìm các chỉ số x và y.
Giả sử công thức hoá học cuả hợp chất khí A có dạng: HxSy.
Ta có: x = 2 ; y = 1.
Vậy công thức hoá học của khí A là: H2S.
Cách 3: Vì : %H + %S = 5,88 + 94,12 = 100%.
Vậy khí A gồm 2 nguyên tố H và S; Gọi x, y lần lượt làchỉ số của H và S 
 công thác hoá học của khí A là: HxSy.
Vì khối lựơng mỗi nguyên tố trong phân tử tỷ lệ với thành phần % nên ta có:
giải ra ta được x = 2; y = 1 Công thức hoá học của khí A là: H2S.
Ví dụ 2: Xác định công thức hoá học của hợp chất A có khối lượng mol là 58,5 g thành phần các nguyên tố: 60,68 % là Cl, còn lại là Na.
(bài này có 2 cách giải)
Giải
Cách 1: Tìm % của Na bằng cách: 100% - % Cl = 100% - 60,68% = 39,32%.
Tới đây ta tính theo như ví dụ 1.
Cách 2: Ta có: mCl = (g)
mNa = 58,5 – 35,5 = 23 (g)
 nCl = mol
 nNa = mol
 Công thức hoá học của hợp chất A là NaCl.
Ví dụ 3: Tìm công thức của khí A biết khí A có tỷ khối đối với không khí là 0,552 và thành phần % theo khối lượng của các nguyên tố trong khí A là: 75% C và 25% H. Hướng dẫn học sinh dựa vào công thức tính tỷ khối của khí A đối với không khí là:
dA/kk = Khối lượng mol của khí A là:
MA = 0,552.29 = 16 (g) rồi làm tương tự như ví dụ 1.
b) Khi biết được tỷ lệ về khối lượng của các nguyên tố trong hợp chất. Biết A chiếm a phần về khối lượng, B chiếm b phần về khối lượng.
Bước 1: Giả sử công thức là AxBy
Bước 2: Lập tỷ lệ: 
Bước 3: Công thức hoá học.
Ví dụ 1: Tìm công thức hoá học của hợp chất khi phân tích được kết quả sau: H chiếm 1 phần về khối lượng còn O chiếm 8 phần về khối lượng.
Giải
Cách 1:
Bước 1: Giả sử công thức phân tử của hợp chất là HxOy
Bước 2: Lập tỷ lệ: 
Vậy x = 2; y = 1.
Bước 3: Công thức hoá học của hợp chất là: H2O.
Cách 2: Giả sử khối lượng đem phân tích là a gam ta có:
mH chiếm nH=
mO chiếm nO =
công thức hoá học là H2O.
Ví dụ 2: Tìm công thức hoá học của 1 oxit sắt biết phân tử khối là 160, tỷ lệ về khối lượng là mFe = 7 và mO = 3.
Giải
Cách 1: Số mol của Fe kết hợp với O là:
nFe=0,125 mol
số mol của O kết hợp với Fe là:
nO =0,1875 mol.
Vậy 0,125 mol nguyên tử của Fe kết hợp với 0,1875 mol nguyên tử O.
 2 nguyên tử Fe kết hợp với 3 nguyên tử O.
Vậy công thức hoá học đơn giản của oxit sắt là Fe2O3 và có phân tử khối bằng 160.
Cách 2: Giả sử công thức hoá học của oxit Fe là FexOy.
Lập tỷ lệ khối lượng: y = 1,5x.
Theo đề bài cho nguyên tử khối của oxit Fe bằng 160 nên ta có:
56x + y.16 = 160 vì y = 1,5x
56x + 1,5y.16 = 160
x = 2 và y = 3.
Vậy công thức hoá học là Fe2O3.
Trong cách 2 này nếu bài không cho biết phân tử khối ta dựa vào tỷ lệ:
 x = 2; y = 3.
Vậy công thức hoá học là Fe2O3.
III. Nội dung 3:
 	 Xác định công thức hoá học của 1 hợp chất khi biết được thành phần % của các nguyên tố trong hợp chất.
Một hợp chất vô cơ AxByCz có chứa % về khối lượng:
% Khối lượng của A là a%; % Khối lượng của B là b%; % Khối lượng của C là c%. Ta có tỷ lệ số mol các nguyên tố
x : y : z = .
Trong đó a,b,c là thành phần % khối lượng các nguyên tố trong hợp chất. MA, MB, MC là khối lượng mol nguyên tử của các nguyên tố.
Với các hợp chất vô cơ tỷ lệ tối giản giữa x, y, z thường cũng là giá trị các số cần tìm.
Ví dụ 1: Xác định công thức hoá học khi phân tích 1 hợp chất vô cơ A có thành phần % theo khôi lượng của Na là 43,4%, C là 11,3% và O là 45,3%.
Giải
Cách 1: Ta có % Na + % C + % O = 43,4 + 11,3 + 45,3 = 100% 
nên hợp chất vô cơ A chỉ có 3 nguyên tố là: Na, C, O.
Gọi x, y, z lần lượt là chỉ số của Na, C, O
 Công thức hoá học tổng quát là: NaxCyOz.
Ta có tỷ lệ số mol các nguyên tố Na, C, O là:
x : y : z =::=::
x : y : z2:1:3
 x = 2 ; y =1 ; z = 3
Vậy A có công thức hoá học là Na2CO3.
Cách 2: Giả sử lượng chất đem phân tích là a gam.
mNa= nNa=
mC=nC =
mO=nO =
nNa : nC : nO =:: = 2 : 1 : 3.
 Công thức cấu tạo của A là: Na2CO3
Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn 13,6 g hợp chất a thì thu đựơc 25,6 g SO2 và 7,2 g H2O xác định công thức hoá học của A.
Giải:
Theo đề khi đốt cháy hoàn toàn 1 hợp chất A thì tạo ra SO2 và H2O. 
Vậy hợp chất A có nguyên tố S và H còn có thể có nguyên tố O.
Ta có khối lượng của nước là 7,2 g
nHO =0,4 mol
Vậy trong 0,4 mol phân tử nước có chứa 0,8 mol H
mH = 0,8.1 = 0,8 g.
Ta có khối lượng của SO2 là 25,6 g.
nSO=0,4 mol.
Vậy trong 0,4 mol phân tử SO2 có chứa 0,4 mol S
 mS = 0,4 .32 = 12,8 g.
 Tổng khối lượng của nguyên tố S và H là:
mA = mS + mH = 12,8 + 0,8 = 13,6 g.
Vậy trong a không chứa nguyên tố O.
Gọi x, y lần lượt chỉ số của H và S Công thức hoá học của A là HxSy.
Tỷ lệ: 
Vậy x = 1; y = 2 công thức hoá học của A là H2S.
IV. Nội dung 4:
1) Xác định công thức hoá học dựa theo phương trình hoá học.
Bước 1: Đặt công thức đã cho rồi viết phương trình phản ứng xảy ra.
Bước 2: Đặt số mol chất đã cho rồi vận dụng qui tắc tam xuất tìm số mol có liên quan.
Bước 3: Lập phương trình hoặc hệ phương trình toán học rồi giải tìm ra khối lượng nguyên tử của các nguyên tố cần tìm và suy ra tên nguyên tố tên chất.
2) Xác định công thức hoá học của một ch