Sáng kiến kinh nghiệm Một số phương pháp giảI bài tập lập công thức phân tử của chất dựa vào thành phần định lượng

g nóng một lượng cân của một chất rắn A tạo ra 0,6 g chất rắn B và khí C. Sản phẩm B của sự phân huỷ được mang hoà tan hoàn toàn vào nước tạo ra dung dịch chứa 0,96g chất G dư. Sản phẩm khí C cho đi qua dung dịch chất Đ dư tạo ra 2,76g chất E. Khi cho tương tác dung dịch nước của chất này với chất G tạo ra chất A và Đ . Hãy cho biết các chất A, B, C, Đ, G, E là những chất nào.Viết phương trình phản ứng tương ứng.
	Hướng dẫn: (ở đây tôi không giải cụ thể mà chỉ hướng dẫn học sinh tìm tòi lời giải)
	- Giáo viên hướng dẫn cho học sinh phân tích đề, ví dụ: Nhiệt phân chất 
A B ( rắn) .+ C ( khí), thì A thuộc loại hợp chất nào? (A phải là muối bị phân huỷ)
Hơn nữa B + H2O d2 G, suy ra (B là oxit bazơ và C là một oxit axit)
B là oxit của nhóm kim loại nào ? ( B phải là oxit của kim loại kiềm hoặc kiềm thổ, vì các bazơ khác không tan), d2 G thuộc loại hợp chất nào? (kiềm)
	- Lập sơ đồ định lượng:
A 0,6 g oxit bazơ + oxit axit C
	 +H2O +d2 Đ (dư)
(kiềm)
 0,96g d2 chất G 2,76 g d2 chất E
 	 A + Đ
	- Vì B có 2 khả năng nên phân chia trường hợp.
* Trường hợp 1: 	B là oxit của kim loại kiềm
+ Ký hiệu B là:	M2O
+ Viết phương trình: ( M2O + H2O = 2MOB )	(*)
+ Suy nghĩ gì về lượng của B và G? (tìm được lượng nước)
+ lập tỷ lệ số mol theo lượng nước ? (theo phản ứng (*))
 = = 
= M = 7 Liti
	 1 mol M2O 1 mol H2O
+ Từ số mol, khối lượng B, tìm ra M?	 
* Trường hợp 2: 	B là oxit của kiềm thổ 
Ký hiệu:	MO
- Thực hiện tương tự trường hợp 1 M = 14 (loại)
Vậy A là muối của Li, nhưng A thoã mãn những muối nào?
(B là Li2O có n = 0,02mol , C là CO2 hoặc SO2 có n = 0,02 mol 
 nA = 0,02 mol
Đ là kiềm hoặc muối ( = CO3; = SO3 tan)
( A có thể là Li2CO3 hoặc Li2SO3 , vì các muối còn lại của Li không phân huỷ)
Suy ra các chất B, C, G ?
+ Dung dịch Đ tác dụng được vơí 
CO2 hoặc (SO2) thì Đ là những chất nào?
+ Xét các trường hợp của Đ và của C
Gồm các trường hợp sau:
Gọi M là nguyên tố kim loại trong dung dịch Đ, có hoá trị n)
1) M(OH)n + CO2 
2) M(OH)n +SO2 
3) M2(CO3)n + CO2 + H2O 
4) M2(SO3)n + SO2 + H2O 
khi xét các trường hợp trên, dựa vào lượng của C và Đ
 Suy ra khối lượng mol của kim loại M.
+ Ví dụ xét trường hợp 1.
	2 M(OH)n + nCO2 M2(CO3)n + nH2O 
Số mol CO2 là 0,02 mol
Suy ra 	= 
n = 1
M = 39 Kaly
Ta có:	M = m : n 2M + 60n = M = 69 - 30n
 * n = 2,3 đều loại
+ Các trường hợp còn lại xét tương tự, kết quả đều không phù hợp suy ra Đ là KOH , E là K2CO3.
+ Các phản ứng xảy ra là: 
Li2CO3 Li2O + CO2	(1)
Li2O + H2O LiOH	(2) 
CO2 + 2KOH K2CO3 + H2O	(3)
K2CO3 + 2 LiOH Li2CO3 + 2KOH	(4)
	Vì Li2CO3 ít tan hơn K2CO3 nên phản ứng (4) xảy ra
Bài tập 2: Ba nguyên tố A, B, X thuộc cùng 1 nhóm các nguyên tố của hệ thống tuần hoàn, tổng số thứ tự của 2 nguyên tố đầu và cuối trong bảng hệ thống tuần hoàn là 76. Muối của axit Nitric được tạo thành từ các nguyên tố đó, thường sử dụng để nhuộm màu lửa của pháo bông, pháo hoa thành màu đỏ và dung dịch của nó có môi trường trung tính. Xác định các nguyên tố A,B, X và vị trí của nó trong bảng hệ thống tuần hoàn.
	Hướng dẫn: 
	- Khi giải học sinh cần phải chú ý đến các đặc tính như: màu lửa, môi trường trung tính, tổng số thứ tự trong bảng hệ thống tuần hoàn 
	+ Muối ( - NO3) của A, B, X có môi trường trung tính thì
	A,B,X phải thuộc loại nào?
- Số thứ tự (STT)
 STT ( A) + STT(X) = 76
 Suy ra điều gì?
- Màu ngọn lửa đỏ, đó là hợp chất của nguyên tố nào?
- Từ đó sẽ xảy ra các cặp nào?
( Lưu ý: STT A + STT X = 76)
 + Vì gốc - NO3 là gốc axit mạnh nên A, B, X phải là những kim loại mạnh suy ra A, B, X chỉ có thể là kim loại kiềm hoặc kim loại kiềm thổ - vì các nhóm còn lại không có đủ 3 kim loại đều mạnh.
+ STT (A) + STT(X) = 76
suy ra STT của các kim loại < 76 
+ Màu lửa đỏ để nhuộm pháo bông là Stronti(Sr) = 38
+ trong nhóm II A chỉ có STT ( Ca) 
+ STT ( Ba) = 20 + 56 = 76
Vật A là Ca, B là Sr, X là Ba
2- Dạng bài tập xác định công thức phân tử của một chất dựa vào sự phân tích định lượng.
Cách giải:
- B1: Lập công thức tổng quát dạng AxByCz......
- B2: Dựa vào các dữ kiện ( chủ yếu đến các thành phần định tính của đề, biện luận để xác định dạng của hợp chất cần tìm.)
- B3: Dựa vào thành phần định lượng, biện luận, chia trường hợp để loại trừ các hợp chất có liên quan.
- B4: Dựa vào tỷ lệ về lượng để lập ra công thức cần tìm.
* Chú ý: Trên đây chỉ là 4 bước cơ bản được đúc rút từ kinh nghiệm thực tế khi giải đề thi , trong khi làm cần phải linh hoạt để khai thác các dữ kiện và kết hợp nhiều phương pháp mang tính sáng tạo để giải.
	Bài toán1:
	Hợp chất được tạo thành bởi 3 nguyên tố có khối lượng 10,8g, người ta xử lý cẩn thận bằng Cl2. Khi đó thu được hỗn hợp 2 Clorua và hydroclorua mà từ đó có thể điều chế được 400 g dung dịch HCl 7,3%. Khối lượng tổng của clorua tạo thành là 38,4g. Xác định công thức của hợp chất đầu. Nếu biết một trong các nguyên tố có phần khối lượng trong hợp chất đều là 42,6%, còn trong clorua của nguyên tố đó 39,3%.
Giải:
	- Khi xử lý hợp chất bằng Cl2 tạo ra HCl - hợp chất có nguyên tố H 
	- Giả sử hợp chất có dạng AxByHz 
	- Ta có 	mHCl = 400 x 7,3% = 29,2(g)
	 	 	nHCL = = 0,8(mol)
	nH = 0,8(mol) mH = 0,8 (g)
Khối lượng của nguyên tố A và B là 10,8 - 0,8 = 10(g)
Giả sử trong hợp chất đâù nguyên tố A chiếm 42,6 % ta có:
Mặt khác, gọi công thức muối clorua của A là ACln
	+ n = 1 	 MA = 23 A là Na
	+ n = 2 	 MA = 46 (loại)
	+ n = 3 	 MA = 69 (loại)
	+.................
	+ Các giá khác đều không thoã mãn.
	Vậy trong hợp chất đầu phải có Na.
	nA = nNa = = 0,2 (mol)
	mNaCl = 0,2 x 58,5 = 11,7 (g)
	Suy ra 	mB = 10,8 - mNa - mH = 5,4 (g)
	Giả sử muối clorua của B có dạng BClm ta có:
	khối lượng là:38,4 - 11,7 = 26,7(g)
	Trong đó 26,7 g muối có 5,4 g nguyên tố B
	 = 
	+ m = 1 MB = 9 B là Beri ( Be) khi đó hợp chất có dạng:
	NaxBeyHz hợp chất này không tồn taị.
	+ m = 2 MB = 18 (loại)
	+ m = 3 MB = 27 B là Al khi đó hợp chất có dạng: NaxAlyHz.
	Số mol Al là:	nAl = = 0,2 (mol)
	Ta có:	 x : y : z = 0,2 : 0,2 : 0,8 = 1 : 1 : 4
	Vậy Công thức hợp chất là: NaAlH4
	Các giá trị khác của m không thoã mãn.
	Bài toán 2 : Dùng 1,568 l H2 phản ứng đủ với 4 g hỗn hợp hai oxit thu được m gam hai kim loại A và B. Cho m gam A và B ở trên vào dung dịch HCl dư tạo ra 0,896l H2 và còn 0,64g kim loại A hoá trị II. Cho A phản ứng hết với H2SO4 đặc nóng thu được 0,224l SO2 .Các thể tích khí đo ở đktc .
	a) Tìm m = ?
	b) Tìm công thức của hai oxit trên.
Giải:
a) + A có hoá trị II 	oxit là AO
	+ B có hoá trị n	oxit là B2On
	+ 	= 
	Phản ứng:
	H2 + AO A + H2O	(1)
	nH2 + B2On 2B + nH2O	(2)
	Theo (1) và (2) : = 
	 = 0,07 . 18 = 1,26 (g)
	m(A, B) = 4 + 0,14 - 1,26 = 2,88 (g)
	b) A phản ứng với H2SO4
	A + 2H2SO4 ASO4 + 2H2O + SO2	(3)
	Theo (3) ta có: nA = = 0,01 (mol)
	Suy ra 	MA = 
	A là Cu và oxit của A là CuO
	Khối lượng B là: 2,28 - 0,64 = 2,24 (g)
	 sinh ra là: 
	- Phản ứng B với HCl là:
B + nHCl BCln + 	(4) 
Theo (4) : nB = 	
Suy ra:	MB = 	
+ n = 1:	MB = 28 (loại)
+ n = 2:	MB = 56 ( vậy B là Fe)
+ n = 3:	MB = 84 ( loại)
Vậy B là Fe.
Trong muối clorua Fe có hóa trị II, nhưng oxit có thể ở hoá trị khác.Do đó công thức oxit là : FexOy
Khối lượng 	FexOy	 là 4 (g) - mCuO = 4 - 0,01 . 80 = 3,2(g)
Phản ứng:	FexOy + yH2 xFe + yH2O	(5)
Số mol H2 ở phản ứng (5) là: 0,07 - 0,01 = 0,06 (mol)
Theo (5):	n FexOy = 
	56x + 16 y = 
	3,36 x = 2,24y
	x : y = 2 : 3
Công thức oxit sắt là: Fe2O3
Ngoài 2 dạng chính mà tôi đã trình bày ở trên, trong quá trình học các em còn làm quen với một số dạng khác về lập công tác hoá học của một chất dựa theo thành phần định lượng đó là . 
Dạng 1: Xác định công thức của 1 chất dựa vào kết quả phân tích định lượng (Biết thành phần % của các nguyên tố).
Một hợp chất vô cơ AxByCz có chứa về khôí lượng A là a% ; % khôí lượng B là b%; % khôí lượng là % khôí lượng là C% . Ta có tỷ lệ về số mol các nguyên tố:
X : y : z = 
Trong đó a, b, c là thành phần % khôí lượng các nguyên tố trong hợp chất. 
MA, MB, Mc là khôí lượng mol nguyên tử các nguyên tố.
- Với các hợp chất vô cơ tỷ lệ tối giản giữa x, y, z thường cũng là giá trị các chỉ số cần tìm. 
Lưu ý:	 Số gam 
	Số mol = 
	Khôí lượng mol 
	Số lít (đktc)
	Số mol = 
	 22,4
Bài 1: Phân tích một hợp chất vô cơ A có thành phần % theo khôí lượng của đồng là 40%; lưu huỳnh 20% và oxy là 40% 
Xác định công thức hoá học của A 
	Giải
	Vì % Cu + % S + % 0 = 40 + 20 + 40 = 100% 
	Nếu A chỉ có Cu, S và O 
	Gọi công thức của A là: CuxSy0z 
	Ta có tỷ lệ số mol các nguyên tố Cu; S; 0 là 
X : y : z = = 0,625 : 0,625 : 2,5 = 1: 1: 4
Vậy A có công thức hoá học CuS04
	Bài 2: Đốt cháy hoàn toàn 13,6g hợp chất A, thì thu được 25,6 g S02 và 7,2g H20. Xác định công thức A 
	Giải
 Hợp chất A có nguyên tố là S và H (vì khi đốt tạo ra S02 và H20 ) và có thể có oxy. Theo đề ta có khôí lượng nguyên tố S và H là 
ms = 0,4 . 32 = 12,8 (g)
Tổng khôí lượng 2 nguyên tố S và H là : 12,8 + 0,8 = 13,6 (g)= mA
Vậy A không có ô xy. Gọi công thức Sx Hy ta có x : y = 0,4 : 0,8 = 1: 2 Công thức đơn giản nhất của A là SH2 hay H2S 
Bài 3: Xác định công thức của chất có thành phần theo khôí lượng sau:
a. 2,04%H; 	32,65% S và 65,31% 0 
b. Phân tích một muối vô cơ có chứa 17,1% Ca; 26,5 % P; 54,7%0 và a % H (Học sinh tự làm bài tập này ) 
Dạng 2: tìm công thức hoá học bột chất dựa vào phương trình phản ứng hoá học:
- Đặt công thức chất đã cho 
- Gọi a là số mol chất nói trên đã dùng. Viết phương trình phản ứng, đặt số mol a vào phương trình và tính số mol các chất có liên quan. 
-Lập hệ hương trình, giải hệ 
Bài 1: Hoà tan hoàn toàn 7,2g một kim loại hoá trị II bằng dung dịch HCl, thu được 6.72 lít H2 ở điều kiện tiêu chuẩn. Xác định tên kim loại đã dùng. 
	Giải 
Đặt A là kim loại đã dùng và số mol x để phản ứng . Phương trình phản ứng:
A + 2HCl –> ACl2 + H2
1mol 	 1mol 
x (mol)	 x (mol)
Suy ra ta có hệ số : 	x . A = 7,2 	(1)
	x = 6,72 : 22,4 = 0,3 	(2)
Thế (2) vào (1) ta có A = 7,2 : 0,3 = 24 
Vậy A là kim loại Mg
Bài 2: Hoà tan một lượng ôxit kim loại hoá trị II bằng dung dịch H2S04 10% vừa đủ thu đ