Trong hệ thống các bài tập hoá học, loại toán tìm công thức hóa học là rất phong phú và đa dạng.Cùng tìm hiểu thêm về phần này nha! Có thể chia bài tập tìm CTHH thông qua PTHH thành hai loại cơ bản: - Loại I : Bài toán cho biết hóa trị của nguyên tố, chỉ cần tìm nguyên tử khối để kết luận tên nguyên tố; hoặc ngược lại [ Loại này thường đơn giản hơn ]. -LoạiII:Không biết hóa trị của nguyên tố cần tìm;hoặc các dữ kiện thiếu cơ sở để xác định chính xác một giá trị nguyên tử khối.[hoặc bài toán có quá nhiều khả năng có thể xảy ra theo nhiều hướng khác nhau ] Giải bài toán biện luận tìm CTHH dùng chung cho tất cả các dạng gồm 5 bước cơ bản: B1: đặt CTTQ cho chất cần tìm, đặt các ẩn số nếu cần [ số mol, M, hóa trị … ] B2: chuyển đổi các dữ kiện thành số mol [ nếu được ] B3: viết tất cả các PTPƯ có thể xảy ra B4:thiết lập các phương trình toán hoặc bất phương trình liên lạc giữa các ẩn số với các dữ kiện đã biết. B5: biện luận, chọn kết quả phù hợp. Cụ thể gồm các dạng sau: DẠNG 1: BIỆN LUẬN THEO ẨN SỐ TRONG GIẢI PHƯƠNG TRÌNH
- Nguyên tắc áp dụng:
-Khi giải các bài toán tìm CTHH bằng phương pháp đại số, nếu số ẩn chưa biết nhiều hơn số phương trình toán học thiết lập được thì phải biện luận, thường gặp trong các trường hợp không biết nguyên tử khối và hóa trị của nguyên tố, hoặc tìm chỉ số nguyên tử các bon trong phân tử hợp chất hữu cơ … - Phương pháp biện luận: +] Thường căn cứ vào đầu bài để lập các phương trình toán 2 ẩn: y = f[x], chọn 1 ẩn làm biến số [ thường chọn ẩn có giới hạn hẹp hơn. VD : hóa trị, chỉ số … ]; còn ẩn kia được xem là hàm số. Sau đó lập bảng biến thiên để chọn cặp giá trị hợp lí. +] Nắm chắc các điều kiện về chỉ số và hoá trị : hoá trị của kim loại trong bazơ, oxit bazơ; muối thường \leq 4 ; còn hoá trị của các phi kim trong oxit \leq 7; chỉ số của H trong các hợp chất khí với phi kim \leq4; trong các CxHy thì : x \geq 1 và y \leq 2x + 2 Cần lưu ý : Khi biện luận theo hóa trị của kim loại trong oxit cần phải quan tâm đến mức hóa trị . 2]Ví dụ:Hòa tan một kim loại chưa biết hóa trị trong 500ml dd HCl thì thấy thoát ra 11,2 dm3 H2 [ ĐKTC]. Phải trung hòa axit dư bằng 100ml dd Ca[OH]2 1M. Sau đó cô cạn dung dịch thu được thì thấy còn lại 55,6 gam muối khan. Tìm nồng độ M của dung dịch axit đã dùng; xác định tên của kim loại đã dùng. Giải : Giả sử kim loại là R có hóa trị là x \Rightarrow 1\leq x, nguyên\leq 3 số mol Ca[OH]2 = 0,1 mol số mol H2 = 11,2 : 22,4 = 0,5 mol Các PTPƯ: 2R + 2xHCl \Rightarrow 2RClx + xH2 [1] 1/x [mol] 1 1/x 0,5 Ca[OH]2 + 2HCl \Rightarrow CaCl2 + 2H2O [2] 0,1 0,2 0,1 từ các phương trình phản ứng [1] và [2] suy ra: nHCl = 1 + 0,2 = 1,2 mol nồng độ M của dung dịch HCl : CM = 1,2 : 0,5 = 2,4 M theo các PTPƯ ta có : ta có : 1/x[ R + 35,5x ] = 44,5 \Rightarrow R = 9x x=1\RightarrowR=9 x=2\RightarrowR=18 x=3\RightarrowR=27 Vậy kim loại thoã mãn đầu bài là nhôm Al [ 27, hóa trị III ] DẠNG 2 : BIỆN LUẬN THEO TRƯỜNG HỢP Nguyên tắc áp dụng: - Đây là dạng bài tập thường gặp chất ban đầu hoặc chất sản phẩm chưa xác định cụ thể tính chất hóa học [ chưa biết thuộc nhóm chức nào, Kim loại hoạt động hay kém hoạt động, muối trung hòa hay muối axit … ] hoặc chưa biết phản ứng đã hoàn toàn chưa. Vì vậy cần phải xét từng khả năng xảy ra đối với chất tham gia hoặc các trường hợp có thể xảy ra đối với các sản phẩm. - Phương pháp biện luận: +] Chia ra làm 2 loại nhỏ : biện luận các khả năng xảy ra đối với chất tham gia và biện luận các khả năng đối với chất sản phẩm. +] Phải nắm chắc các trường hợp có thể xảy ra trong quá trình phản ứng. Giải bài toán theo nhiều trường hợp và chọn ra các kết quả phù hợp. 2]Ví dụ:Hỗn hợp A gồm CuO và một oxit của kim loại hóa trị II[ không đổi ] có tỉ lệ mol 1: 2. Cho khí H2 dư đi qua 2,4 gam hỗn hợp A nung nóng thì thu được hỗn hợp rắn B. Để hòa tan hết rắn B cần dùng đúng 80 ml dung dịch HNO3 1,25M và thu được khí NO duy nhất. Xác định công thức hóa học của oxit kim loại. Biết rằng các phản ứng xảy ra hoàn toàn. * Gợi ý : - RO có thể bị khử hoặc không bị khử bởi H2 tuỳ vào độ hoạt động của kim loại R. - Phát hiện nếu R đứng trước Al thì RO không bị khử \Rightarrow rắn B gồm: Cu, RO Nếu R đứng sau Al trong dãy hoạt động kim loại thì RO bị khử \Rightarrow hỗn hợp rắn B gồm : Cu và kim loại R. DẠNG 3: BIỆN LUẬN SO SÁNH
- Nguyên tắc áp dụng:
- Phương pháp này được áp dụng trong các bài toán xác định tên nguyên tố mà các dữ kiện đề cho thiếu hoặc các số liệu về lượng chất đề cho đã vượt quá, hoặc chưa đạt đến một con số nào đó. - Phương pháp biện luận: • Lập các bất đẳng thức kép có chứa ẩn số [ thường là nguyên tử khối ]. Từ bất đẳng thức này tìm được các giá trị chặn trên và chặn dưới của ẩn để xác định một giá trị hợp lý. • Cần lưu ý một số điểm hỗ trợ việc tìm giới hạn thường gặp: +] Hỗn hợp 2 chất A, B có số mol là a[ mol] thì : 0 < nA, nB < a +] Trong các oxit : R2Om thì : 1 \leq m, nguyên \leq 7 +] Trong các hợp chất khí của phi kim với Hiđro RHn thì : 1 \leq n, nguyên \leq 4
DẠNG 4: BIỆN LUẬN THEO TRỊ SỐ TRUNG BÌNH [ Phương pháp khối lượng mol trung bình] Nguyên tắc áp dụng: - Khi hỗn hợp gồm hai chất có cấu tạo và tính chất tương tự nhau [ 2 kim loại cùng phân nhóm chính, 2 hợp chất vô cơ có cùng kiểu công thức tổng quát, 2 hợp chất hữu cơ đồng đẳng … ] thì có thể đặt một công thức đại diện cho hỗn hợp. Các giá trị tìm được của chất đại diện chính là các giá trị của hỗn hợp . - Trường hợp 2 chất có cấu tạo hoặc tính chất không giống nhau [ ví dụ 2 kim loại khác hóa trị; hoặc 2 muối cùng gốc của 2 kim loại khác hóa trị … ] thì tuy không đặt được công thức đại diện nhưng vẫn tìm được khối lượng mol trung bình M tb hh phải nằm trong khoảng từ M1 đến M2 - Phương pháp biện luận : Từ giá trị M tbhh tìm được, ta lập bất đẳng thức kép M1 < hh < M2 để tìm giới hạn của các ẩn. [ giả sử M1< M2] DẠNG 5: BIỆN LUẬN TÌM CTPT CỦA HỢP CHẤT HỮU CƠ TỪ CÔNG THỨC NGUYÊN Nguyên tắc áp dụng: - Trong các bài toán tìm CTHH của hợp chất hữu cơ, nếu biết công thức nguyên mà chưa biết khối lượng mol M thì phải biện luận. - Phương pháp phổ biến: Từ công thức nguyên của hợp chất hữu cơ, tách một số nguyên tử thích hợp thành nhóm định chức cần xác định. Từ đó có thể biện luận tìm một công thức phân tử đúng nhờ các phép toán đồng nhất thức giữa công thức nguyên và công thức tổng quát của loại hợp chất vô cơ. Lưu ý: Cần nắm vững 1 số vấn đề sau : Công thức chung của hiđro cacbon no là : CmH2m + 2 \RightarrowCT chung của Hiđro cacbon mạch hở có k liên kết là CmH2m + 2 – 2k CTTQ của hợp chất có a nhóm chức [A ] hóa trị I là : CmH2m + 2 – 2k – a [A]a Trong đó nhóm chức A có thể là: – CHO ; – COOH ; – OH …
- Nguyên tắc áp dụng: