Hình thành kĩ năng xác định công thức hóa học trong dạy học Hóa học 8

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 nhóm 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 trong hợp chất Fe2(SO4)3 Fe có hóa trị III. 2) Lập công thức hóa học của hợp chất 2 nguyên tố A và B (B có thể là nhóm nguyên tử) khi biết hóa trị của các nguyên tố. Cách 1: - Bước 1: Viết công thức hóa học dưới dạng AaxBby (x,y là chỉ số; a,b là hóa trị) - Bước 2: Theo quy tắc hóa trị ta có: x.a = y.b Hóa trị của B Hóa trị của A - Bước3: Ta chuyển thành tỷ lệ hay - Bước 4: Chọn x,y phải tối giản đến những số đơn giản nhất - Bước 5: Viết công thức cần lập. 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 - Bước 2: Theo quy tắc hóa trị ta có ta có : x.I = y.II. - Bước 3: Ta có tỷ lệ: - Bước 4: Vậy x = 2; y = 1 là số tối giản - Bước 5: Công thức của đồng oxit là: Cu2O Ví dụ 3: Lập công thức hóa học của Ca có hóa trị II và nhóm SO4 Có hóa trị II. Học sinh vận dụng - Bước 1: Viết công thức dưới dạng: CaIIx(SO4)IIy - Bước 2 : theo quy tắc hóa trị ta có: x.II = y.II - Bước 3: Ta có tỷ lệ - Bước 4: Do phân số chưa tối giản nên ta phải tối giản x = 1; y = 1 - Bước 5 : 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 Ca3(PO4)2 Cách 3 là cách thông dụng thường được áp dụng nhiều trong giảng dạy b/. 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. c/. 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. d/. 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 tìm số mol chất 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) Lập công thức phân tử của hợp chất hữa cơ gồm các nguyên tố: C, H, O Tóm lại trong nội dung 4 thuộc chương trình hoá học lớp 9 nên không thực hiện bằng ví dụ chi tiết. Chương III: Kết luận 1. Kết quả học tập của học sinh: - Qua cách sử dụng các phương pháp để xác định công thức hóa học như trên tôi thấy kết quả học tập của học sinh chuyển biến rõ rệt nhất là vào đầu và giữa học kỳ 2 của năm học.Học sinh hiểu bài, nắm vững kiến thức tạo cho các em say mê yêu thích môn học. Mặt khác, khả năng khắc sâu kiến thức của học sinh khá tốt thông qua các tiết dạy trên lớp và các bài kiểm tra của học sinh. 2/. Bài học kinh nghiệm: Đối với Giáo viên: - Phải tìm hiểu sâu về kiến thức SGK cũng như kiến thức về cách xác định công thức hoá học. - Nghiên cứu kỹ các mục tiêu, các bước khi xác định công thức hoá học rồi vận dụng để làm các ví dụ. - Phần chuẩn bị bài của giáo viên có vai trò quyết định trong sự thành công của tiết dạy. Vì vậy đòi hỏi giáo viên bắt buộc phải chuẩn bị giáo án, đồ dùng, cùng các phương tiện dạy học cần thiết trước khi lên lớp. Nếu chuẩn bị tốt cho giờ lên lớp giáo viên sẽ rất nhẹ nhàng và không bị lúng túng trong khâu xử lý kiến thức, tổ chức các hoạt động dạy học và từng tình huống sư phạm xảy ra trên lớp đồng thời khéo léo phân bố thời gian hợp lý trong tiết dạy để đưa các ví dụ có liên quan đến cách xác định công thức hoá học trong nội dung của từng bài học mà mục đích của bài yêu cầu. Trên đây là một số kinh nghiệm được chúng tôi đúc kết trong quá trình giảng dạy để giúp học sinh xác định đúng công thức hóa học của hợp chất .Mặc dù rất cố gắng song chuyên đề vẫn còn nhiều vấn đề chưa hoàn chỉnh rất mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp để được hoàn chỉnh hơn. Xin chân thành cảm ơn! Đại Hiệp,Ngày 9 tháng 10 năm 2012. Nhóm Hóa trường THCS Trần Phú thực hiện