Dạng bài tập xác định công thức hoá học - Dạng Toán: Tìm kim loại hoặc phi kim

DẠNG BÀI TẬP XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC HOÁ HỌC
 DẠNG TOÁN : TÌM KIM LOẠI HOẶC PHI KIM
Cách giải: 
Gọi tên nguyên tố cần tìm là R có hoá trị là n (hoặc oxit là R20n..)
Tính các số mol có liên quan
Lập công thức chất cần tìm hoặc viết PTHH
Lập phương trình hoặc hệ phương trình toán học ,rồi suy ra khối lượng mol nguyên tử của nguyên tố (hoặc biện luận) => nguyên tố cần tìm.
Vd1: Cho 12,8 g kim loại hoá trị II phản ứng vừa đủ với clo thì thu được 27 g muối clorua. Tìm kim loại trên?
Giải
Gọi kim loại là R 
 R + Cl2 → RCl2 
 MR gam (MR + 71)gam
 12,8 gam 27 gam
 Ta có: 12,8. (MR + 71) = 27.MR
 Giải phương trình trên ta được : 
MR = 64 ( Đồng : Cu)
Vd2: Cho 5,4 g kim loại hoá trị không đổi phản ứng vừa đủ với dd HCl , kết thúc phản ứng thu được 6,72 lit khí (đktc). Tìm kim loại trên?
Giải
Gọi kim loại là R có hoá trị n ( ,n: nguyên)
 2R + 2n HCl → 2RCln + nH2
 mol 0,3mol 
 	 MR = 
Biện luận: 
 n 1 2 3
 MR 9 (loại) 18(loại) 27(nhận)
 Vậy R là nhôm (Al)
Vd3: Cho 24,75g hidroxit của kim loại hoá trị không đổi tác dụng với 400d dd axit sunfuric 9,8% .Để trung hoà axit còn dư cần dung 150mldd Ca(OH)2 1M. Tìm công thức hoá học của hidroxit ?
Giải
Gọi công thức hoá học của hidroxit R(OH)n , n hoá trị ( ,n: nguyên)
 ; 
2R(OH)n + n H2SO4 → R2(SO4)n + 2nH2O
 mol (0,4 - 0,15)mol
 H2SO4 + Ca(OH)2 → CaSO4 + 2H2O
 0,15mol 0,15mol
Ta có: MR + 17n =
=> MR =49,5n - 17n =32,5n
Biện luận: 
 n 1 2 3
 MR 32,5 (loại) 65(nhận) 97,5(loại)
 Vậy R là kẽm (Zn) => CTHH Zn(OH)2 
BÀI TẬP CƠ BẢN
Bài 1: Cho 2,34g một kim loại kiềm tác dụng với 13,72 g nước thu được 672 ml khí (đktc) và dd X.
 a. Xác định kim loại kiềm?
 b. Tính nồng độ % dd X?
Đs : a. Kali K
b. 21,07%
Bài 2: Cho 6g oxit kim loại có hoá trị II tác dụng hoàn toàn với dd 150g dd HCl 7,3%. Tìm công thức hoá học oxit?
 Đs : MgO
Bài 3: Để hoà tan hoàn toàn 4g oxit sắt cần 52,14ml dd HCl 10% (D= 1,05g/ml) Xác định công thức phân tử oxit sắt ?
Đs : Fe2O3
Bài 4: Hoà tan oxit kim loại hoá trị không đổi trong một lượng vừa đủ dd axit sunfuric 20% thì thu được dd muối có nồng độ 22,6%. Tìm công thức hoá học oxit?
Đs : MgO
Bài 5: Một bạn học sinh tiến hành nung 2,45g một muối vô cơ (Y), thu được 0,672 lit khí oxi(đktc), chất rắn còn lại đem phân tích gồm 52,35%K và 47,65%Cl. Xác định công thức phân tử của Y ?
 Đs : KClO3
BÀI TẬP NÂNG CAO
Bài 1: Cho 5,4 g hỗn hợp 2 kim loại có hoá trị II và III tác dụng hoàn toàn với dd axit sunfuric loãng thu được 10,08 lit khí (đktc) . Biết tỉ số nguyên tử khối của kim loại hoá trị II với kim loại hoá trị III là 1: 3, còn tỉ số về nguyên tử là 3 : 1 . Tìm 2 kim loại đó?
 Đs : Be ; Al
 Bài 2:Hoà tan hoàn toàn một hidroxit của kim loại M bằng một lượng vừa đủ dd HCl . Sau phản ứng thu được dd A. Thêm vào dd A một lượng vừa đủ dd bạc nitrat 20% thu được dd muối có nồng độ 8,965%. Tìm công thức của hidroxit ?
Đs : KOH
Bài 3: Hòa tan hết 17,2 gam hỗn hợp X gồm Fe và một oxit sắt vào 200 gam dung dịch HCl 14,6% thu được dung dịch A và 2,24 lít khí H2 (đktc). Thêm 33,0 gam nước vào dung dịch A được dung dịch B. Nồng độ phần trăm của HCl trong dung dịch B là 2,92%. 
 Xác định công thức hóa học của oxit sắt trong hỗn hợp X.
Đs :Fe3O4
Bài 4: Cho 316 gam dung dịch một muối hiđrocacbonat (A) 6,25% vào dung dịch H2SO4 loãng vừa đủ, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 16,5 gam muối sunfat trung hoà. Mặt khác cũng cho lượng dung dịch muối hiđrocacbonat (A) như trên vào dung dịch HNO3 vừa đủ, rồi cô cạn từ từ dung dịch sau phản ứng thì thu được 47 gam muối B. Xác định A, B.
Đs : A : NH4HCO3 
 B: NH4NO3.6H2O
 Bài 5: Hòa tan hoàn toàn 13,45g hỗn hợp 2 muối hidro cacbonat và cacbonat trung của 1 kim loại kiềm bằng 300ml dung dịch HCl 1M. Sau phản ứng phải trung hòa HCl dư bằng 75ml dung dịch Ca(OH)2 1M. 
 Tìm công thức 2 muối.
Đs : A : KHCO3 
 B: K2CO3
Bài 6: Cho M là kim loại tạo ra hai muối MClx, MCly và tạo ra 2 oxit MO0,5x, M2Oy có thành phần về khối lượng của Clo trong 2 muối có tỉ lệ 1 : 1,173 và của oxi trong 2 oxit có tỉ lệ 1 : 1,352.
 Xác định tên kim loại M và công thức hóa học các muối, các oxit của kim loại M. 
Đs : FeCl2 và FeCl3
 FeO và Fe2O3
Bài 7: Hòa tan hoàn toàn 8,7 gam một hỗn hợp gồm kali và một kim loại M (hoá trị II) trong dung dịch HCl dư, thì thu được 5,6 dm3 H2 (đktc). Nếu hòa tan hoàn toàn 9 gam kim loại M trong dung dịch HCl dư, thì thể tích khí H2 sinh ra chưa đến 11 lít (đktc).Hãy xác định kim loại M. 
Đs : M là Mg
Bài 8: Nung 9,28 gam hỗn hợp A gồm FeCO3 và một oxit sắt FxOy trong không khí đến khối lượng không đổi theo PTHH sau:
FeCO3 + O2 Fe2O3 + CO2 
FxOy + O2 Fe2O3 
Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 8 gam một oxit sắt duy nhất và khí CO2. Hấp thụ hết lượng khí CO2 vào 300 ml dung dịch Ba(OH)2 0,1M, kết thúc phản ứng thu được 3,94 gam kết tủa.
 Tìm công thức hoá học của oxit sắt.
Đs : Fe3O4
Bài 9: Nung hoàn toàn 15g một muối cacbonat của một kim loại hóa trị II không đổi. Toàn bộ khí thoát ra cho hấp thụ hết vào 100 ml dung dịch Ba(OH)2 1M thấy thu được 9,85 gam kết tủa. Xác định công thức hóa học của muối cacbonat ?
Đs : CaCO3
Bài 10: Dùng khí CO khử hoàn toàn 4 gam một oxit kim loại, phản ứng kết thúc thu được kim loại và hỗn hợp khí X. Cho X hấp thụ hoàn toàn vào 2,5 lít dung dịch Ca(OH)2 0,025M người ta thu được 5 gam kết tủa. 
 Xác định kim loại và công thức hoá học của oxit đó.
Đs : CuO; Fe2O3
THAM KHẢO THÊM
Bài 1: Một hợp chất gồm 3 nguyên tố Mg, C, O có tỉ lệ khối lượng mMg : mC : mO là 2 : 1 : 4 và khối lượng 0,5 mol hợp chất nặng 42g. Xác định công thức phân tử của hợp chất?
Bài 2: Cho một luồng khí clo dư tác dụng với 9,2g kim loại sinh ra 23,4g muối kim loại hoá trị I. Hãy xác định kim loại hoá trị I và muối kim loại đó?
Đáp số: Kim loại là Na và NaCl
Bài 3: Hoà tan hoàn toàn 7,56g một kim loại R chưa rõ hoá trị vào dung dịch axit HCl, thì thu được 9,408 lit H2 (đktc). Tìm kim loại R?
Đáp số: R là Al
Bài 4: Cho 10g sắt clorua (chưa biết hoá trị của sắt ) tác dụng với dung dịch AgNO3 thì thu được 22,6g AgCl(r) (không tan). Hãy xác định công thức của muối sắt clorua?
Đáp số: FeCl2
Bài 5: Ôxit của kim loại R ở mức hóa trị thấp chứa 22,56% Ôxi và cũng của kim loại đó 
ở mức hóa trị cao chứa 50,48% Ôxi. Xác định kim loại R?
 B. Dạng bài tập nâng cao:
Bài 6: Nhúng một thanh kim loại M hoá trị II vào 0,5 lit dd CuSO4 0,2M. Sau một thời gian phản ứng, khối lượng thanh M tăng lên 0,4g trong khi nồng độ CuSO4 còn lại là 0,1M. Xác định kim loại M?
Đáp số: M là Fe
Bài 7: Hoà tan 33,8g Ôleum H2SO4. nSO3 vào nước. Sau đó cho tác dụng với lượng dư BaCl2 thấy có 9,32g kết tủa. Xác định công thức phân tử của Ôleum?
Đáp số: H2SO4. 3SO3
Bài 8: Hoà tan 3,06g oxit MxOy bằng dung dich HNO3 dư sau đó cô cạn thì thu được 5,22g muối khan. Hãy xác định kim loại M biết nó chỉ có một hoá trị duy nhất?
Hướng dẫn giải:
PTHH: MxOy + 2yHNO3 -----> xM(NO3)2y/x + yH2O 
Từ PTPƯ ta có tỉ lệ:
 = ---> M = 68,5.2y/x
Trong đó: Đặt 2y/x = n là hoá trị của kim loại. Vậy M = 68,5.n (*)
Cho n các giá trị 1, 2, 3, 4. Từ (*) ---> M = 137 và n =2 là phù hợp.
Do đó M là Ba, hoá trị II.
Bài 9: Có một oxit sắt chưa rõ công thức, chia oxit này làm 2 phần bằng nhau.
a/ Để hoà tan hết phần 1 cần dùng 150ml dung dịch HCl 1,5M.
b/ Cho luồng khí H2 dư đi qua phần 2 nung nóng, phản ứng xong thu được 4,2g sắt.
Tìm công thức của oxit sắt nói trên?
Đáp số: Fe2O3 
Bài 10: Khử hoàn toàn 4,06g một oxit kim loại bằng CO ở nhiệt độ cao thành kim loại. Dẫn toàn bộ khí sinh ra vào bình đựng nước vôi trong dư, thấy tạo thành 7g kết tủa. Nếu lấy lượng kim loại sinh ra hoà tan hết vào dung dịch HCl dư thì thu được 1,176 lit khí H2 (đktc). Xác định công thức oxit kim loại?
Hướng dẫn:
Gọi công thức oxit là MxOy = amol. Ta có a(Mx +16y) = 4,06
MxOy + yCO -----> xM + yCO2
 a ay ax ay (mol)
CO2 + Ca(OH)2 ----> CaCO3 + H2O
 ay ay ay (mol)
Ta có ay = số mol CaCO3 = 0,07 mol.---> Khối lượng kim loại = M.ax = 2,94g.
2M + 2nHCl ----> 2MCln + nH2 ax 
 0,5nax (mol Tacó: 0,5nax = 1,176 :22,4=0,0525mol hay nax=0,105
Lập tỉ lệ:=28.Vậy M = 28n ---> Chỉ có giá trị n = 2 và M = 56 là phù hợp. Vậy M là Fe. Thay n = 2 ---> ax = 0,0525. 
Ta có: = = = ----> x = 3 và y = 4. 
Vậy công thức oxit kim loại Fe3O4
Bài 11: Khi hòa tan 8g Ôxit kim loại hóa trị III bằng 300ml dung dịch H2SO4 , nhưng sau phản ứng người ta cần phải trung hòa lượng axit còn dư bằng 50g dung dịch NaOH 24%. Xác định công thức Ôxit kim loại? 
Đáp số: Fe2O3
Bài 12: Khi hoà tan một lượng của một oxit kim loại hoá trị II vào một lượng vừa đủ dung dịch axit H2SO4 4,9%, người ta thu được một dung dịch muối có nồng độ 5,78%. Xác định công thức của oxit trên?
Hướng dẫn:
Đặt công thức của oxit là RO
PTHH: RO + H2SO4 ----> RSO4 + H2O
(MR + 16) 98g (MR + 96)g
Giả sử hoà tan 1 mol (hay MR + 16)g RO
Khối lượng dd RSO4(5,87%) = (MR + 16) + (98 : 4,9).100 = MR + 2016
C% = .100% = 5,87%
Giải phương trình ta được: MR = 24, kim loại hoá trị II là Mg.
Đáp số: MgO
Bài 13: Hoà tan 2,8g một kim loại hoá trị (II) bằng một hỗn hợp gồm 80ml dung dịch axit H2SO4 0,5M và 200ml dung dịch axit HCl 0,2M. Dung dịch thu được có tính axit và muốn trung hoà phải dùng 1ml dung dịch NaOH 0,2M. Xác định kim loại hoá trị II đem phản ứng?
Hướng dẫn:
Theo bài ra ta có:
Số mol của H2SO4 là 0,04 mol
Số mol của HCl là 0,04 mol
Sô mol của NaOH là 0,02 mol
Đặt R là KHHH của kim loại hoá trị II
a, b là số mol của kim loại R tác dụng với axit H2SO4 và HCl.
Viết các PTHH xảy ra.
Sau khi kim loại tác dụng với kim loại R. Số mol của các axit còn lại là:
Số mol của H2SO4 = 0,04 – a (mol)
Số mol của HCl = 0,04 – 2b (mol)
Viết các PTHH trung hoà:
Từ PTPƯ ta có: 
Số mol NaOH phản ứng là: (0,04 – 2b) + 2(0,04 – a) = 0,02
---> (a + b) = 0,1 : 2 = 0,05
Vậy số mol kim loại R = (a + b) = 0,05 mol
---> MR = 2,8 : 0,05 = 56 và R có hoá trị II ---> R là Fe.
Bài 14: Chia 7,22g hỗn hợp A gồm Fe và R (R là kim loại có hoá trị không đổi) thành 2 phần bằng nhau:
Phần 1: Phản ứng với dung dịch HCl dư, thu được 2,128 lit H2(đktc)
Phần 2: Phản ứng với HNO3, thu được 1,972 lit NO(đktc)
a/ Xác định kim loại R?
b/ Tính thành phần % theo khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp A?
Hướng dẫn:
a/ Gọi 2x, 2y (mol) là số mol Fe, R có trong hỗn hợp A --> Số mol Fe, R trong 1/2 hỗn hợp A là x, y.
Viết các PTHH xảy ra:
Lập các phương trình toán học;
mhh A = 56.2x + 2y.MR (I)
nH= x + ny/2 = 0,095 (II)
nNO = x + ny/3 = 0,08 (III)
Giải hệ phương trình ta được: MR = 9n (với n là hoá trị của R)
Lập bảng: Với n = 3 thì MR = 27 là phù hợp. Vậy R là nhôm(Al)
Bài 15: Một hợp chất hoá học được tạo thành từ kim loại hoá trị II và phi kim hoá trị I. Hoà tan 9,2g hợp chất này vào nước để có 100ml dung dịch. Chia dung dịch này thành 2 phần bằng nhau. Thêm một lượng dư dung dịch AgNO3 vào phần 1, thấy tạo ra 9,4g kết tủa. Thêm một lượng dư dung dịch Na2CO3 vào phần 2, thu được 2,1g kết tủa.
a/ Tìm công thức hoá học của hợp chất ban đầu?
b/ Tính nồng độ mol/l của dung dịch đã pha chế?
Hướng dẫn.
Đặt R là KHHH của kim loại hoá trị II và X là KHHH của phi kim có hoá trị I
Ta có CTHH của hợp chất là: RX2
Đặt 2a là số mol của hợp chất RX2 ban đầu.
Ta có: 2a(MR + 2MX) = 9,2 (g) ----> a.MR + 2.a.MX = 4,6 (I)
Viết các PTHH xảy ra:
Phần 1: 2a(MAg + MX) = 216.a + 2.a.MX = 9,4 (II)
 Hay 2.a.MAg - a.MR = 216.a - a.MR = 9,4 – 4,6 = 4,8 (*)
Phần 2: a(MR + MCO) = a.MR + 60.a = 2,1 (III)
 Hay 2.a.MX - a.MCO = 2.a.MX – 60.a = 4,6 – 2,1 = 2,5 (**) 
Từ (*) và (III) ---> 216.a + 60.a = 4,8 + 2,1 = 6,9 ---> a = 0,025.
Thay a = 0,025 vào (III) ---> MR = 24. Vậy R là Mg
Thay vào (I) ---> MX = 80. Vậy X là Br.
CTHH của hợp chất: MgBr2
Đáp số: Công thức hoá học của hợp chất là MgBr2 
Bài 16: Đốt cháy hoàn toàn 0,42g một hyđrocacbon X rồi thu toàn bộ sản phẩm qua bình 1đựng H2SO4 đặc, bình 2 đựng dung dịch KOH dư, kết quả thấy bình 1 tăng 0,54g, bình 2 tắng 1,32g. Biết rằng khi hóa hơi 0,42g X chiếm bằng thể tích của 1,192g O2 ở cùng điều kiện. Tìm công thức phân tử của X ?
Đáp số: C5H10