Bài 21: Tính theo công thức hóa học

Tóm tắt lý thuyết

1.1. Xác định thành phần phần trăm các nguyên tố trong hợp chất:

1.1.1. Các bước xác định thành phần phần trăm các nguyên tố của hợp chất?

Cách 1:
- Tìm khối lượng mol của hợp chất
- Tìm số mol nguyên tử mỗi nguyên tố trong 1 mol hợp chất rồi quy về khối lượng.
- Tìm thành phần phần trăm các nguyên tố trong hợp chất.
Cách 2: Xét công thức hóa học: AxByCz

\(\% A = \frac{{x.{M_A}}}{{{M_{hc}}}}.100\%\); \(\% B = \frac{{y.{M_B}}}{{{M_{hc}}}}.100\%\); \(\% C = 100\% - (\% A + \% B)\)

1.1.2. Ví dụ

Câu hỏi: Một loại phân bón có công thức KNO₃ , em hãy xác định thành phần phần trăm (theo khối lượng) của các nguyên tố.

Hướng dẫn:

*Cách 1:

Bước 1: Xác định khối lượng mol của hợp chất. \({M_{KN{O_3}}} = 39 + 14 + 16.3 = 101\)
Bước 2: Xác định số mol nguyên tử mỗi nguyên tố trong 1 mol hợp chất.

Trong 1mol KNO₃có:

1 mol nguyên tử K ⇒ Khối lượng nguyên tử Kali là: 1 . 39 = 39

1 mol nguyên tử N ⇒ Khối lượng nguyên tử Nitơ là: 1. 14 = 14

3 mol nguyên tử O ⇒ Khối lượng nguyên tử O là: 16 . 3 = 48

Bước 3: Tính thành phần % mỗi nguyên tố

\(\begin{array}{l} \% K = \frac{{39}}{{101}}.100 = 36,8.\% \\ \% N = \frac{{14}}{{101}}.100 = 13,8\% \\ \% O = \frac{{48}}{{101}}.100 = 47,8\% \end{array}\)

*Cách 2: Xét công thức hóa học KNO₃

Áp dụng công thức ta có:

\(\begin{array}{l} \% K = \frac{{{M_K}}}{{{M_{hh}}}} = \frac{{39}}{{101}}.100 = 36,8.\% \\ \% N = \frac{{{M_N}}}{{{M_{hh}}}} = \frac{{14}}{{101}}.100 = 13,8\% \\ \% O = 100\% - (36,8\% + 13,8\% ) = 47,8\% \end{array}\)

1.2. Biết thành phần các nguyên tố hãy xác định công thức hoá học của hợp chất

1.2.1. Các bước xác định công thức hoá học của hợp chất

Bước 1: Tìm khối lượng của mỗi nguyên tố có trong 1 mol hợp chất.
Bước 2: Tìm số mol nguyên tử của mỗi nguyên tố có trong 1 mol hợp chất.
Bước 3: Lập Công thức hóa học của hợp chất.

1.2.2. Ví dụ

Câu hỏi: Một hợp chất có thành phần các nguyên tố theo khối lượng là: 40% Cu; 20%S và 40%O. Em hãy xác định công thức hóa học của chất đó. Biết hợp chất có khối lượng mol là 160g/mol

Hướng dẫn:

Bước 1: Tìm khối lượng của mỗi nguyên tố có trong 1 mol hợp chất.

\(\begin{array}{l} {m_{Cu}} = \frac{{40}}{{100}}.160 = 64g\\ {m_S} = \frac{{20}}{{100}}.160 = 32g\\ {m_O} = \frac{{40}}{{100}}.160 = 64g \end{array}\)

Bước 2: Tìm số mol nguyên tử của mỗi nguyên tố có trong 1 mol hợp chất.

\(\begin{array}{l} {n_{Cu}} = \frac{{{m_{Cu}}}}{{{M_{Cu}}}} = \frac{{64}}{{64}} = 1mol{\rm{ }}\\ {n_S} = \frac{{{m_S}}}{{{M_S}}}{\rm{ = }}\frac{{32}}{{32}}{\rm{ = }}1mol{\rm{ }}\\ {n_O} = \frac{{{m_O}}}{{{M_O}}}{\rm{ = }}\frac{{64}}{{16}}{\rm{ = }}4mol. \end{array}\)

Bước 3: hợp chất có khối lượng mol là 160g/mol và số mol của Cu, S, O tương ứng như trên nên công thức hóa học của hợp chất là CuSO₄

Bài tập minh họa

Bài 1:

Tính thành phần phần trăm mỗi nguyên tố có trong hợp chất Đồng (II) sunfat CuSO₄

Hướng dẫn:

Thành phần phần trăm của mỗi nguyên tố là:

\(\% Cu = \frac{{{M_{Cu}}}}{{{M_{CuS{O_4}}}}} \times 100\% = \frac{{1 \times 64}}{{160}} \times 100\% = 40\% \)

\(\% S = \frac{{{M_S}}}{{{M_{CuS{O_4}}}}} \times 100\% = \frac{{1 \times 32}}{{160}} \times 100\% = 20\% \)

\(\% O = 100\% - (\% Cu + \% S) = \% O = 100\% - (40\% + 20\% ) = 40\% \)

Bài 2:

Một cửa hàng có bán một số loại phân đạm có công thức hóa học sau đây:

a. Ure: CO(NH₂)₂

b. Amoni sunfat: (NH₄)₂SO₄

c. Amoni nitrat: NH₄NO₃

d. Canxi nitrat: Ca(NO₃)₂

Bác nông dân không biết phải mua loại phân đạm nào có hàm lượng nguyên tố N cao nhất để bón cho ruộng.

Em hãy giúp bác nông dân lựa chọn.

Hướng dẫn:

Công thức hóa học của phân bón	Phân tử khối của hợp chất	Thành phần phần trăm nguyên tố N	Bác nông dân nên chọn
CO(NH2)2	60	\(\% N = \frac{{2.14}}{{60}}.100 = 46,6\%\)	Nên chọn phân bón này vì có thành phần N cao nhất
(NH4)2SO4	132	\(\% N = \frac{{2.14}}{{132}}.100 = 21,21\%\)
NH4NO3	80	\(\% N = \frac{{2.14}}{{80}}.100 = 35\%\)
Ca(NO3)2	164	\(\% N = \frac{{2.14}}{{164}}.100 = 17\%\)