Đề bài
Một nguyên tố R có hoá trị II. Trong thành phần oxide của R, oxygen chiếm 40% về khối lượng. Công thức oxide đó là
CuO.
$SO_{2}$.
MgO.
$Al_{2}O_{3}$.
Phương pháp giải
Gọi công thức tổng quát của oxide là RO, trong đó R là nguyên tố cần tìm, và O là oxygen.
Biểu diễn % khối lượng nguyên tố oxygen theo R.
Từ đó tính được R.
Lời giải chi tiết
Gọi công thức tổng quát của oxide là RO, trong đó R là nguyên tố cần tìm, và O là oxygen.
Theo bài ra ta có:
$%O=\frac{16}{R+16}.100%=40%$
$\Rightarrow R=24(Mg)$
Vậy công thức hoá học của oxide là MgO.
Lời giải chi tiết
Để giải bài tập này, chúng ta cần xác định công thức của oxide của nguyên tố R, biết rằng hoá trị của R là II và khối lượng của oxygen chiếm 40% trong hợp chất.
Công thức tổng quát của oxide là $R_xO_y$, trong đó R là nguyên tố cần tìm, và O là oxygen.
Tính khối lượng mol của oxide $R_xO_y$:
Khối lượng mol của $O_y$ là $16y$, vậy khối lượng mol của $R_x$ là $M_R \cdot x$, với $M_R$ là khối lượng mol của nguyên tố R.
Theo đề bài, oxygen chiếm 40% về khối lượng:
\[ \frac{16y}{M_R \cdot x + 16y} = 0.4 \]
Giải phương trình trên để xác định tỷ lệ giữa R và O trong oxide, xác định $x$ và $y$:
\[ \frac{16y}{M_R \cdot x + 16y} = \frac{2}{5} \] \[ 5 \cdot 16y = 2 \cdot (M_R \cdot x + 16y) \] \[ 80y = 2M_R \cdot x + 32y \] \[ 48y = 2M_R \cdot x \] \[ M_R = \frac{24y}{x} \]
Do R có hóa trị II nên khi viết công thức oxide là $R_xO_y$, ta có tỷ lệ phản ứng 2 nguyên tử của R với 1 nguyên tử của O trong oxide:
Với $y=1$, $M_R = 24$.
Kiểm tra 4 phương án đã cho, chúng ta có:
- CuO (khối lượng mol của Cu = 64): khối lượng mol của CuO = 64 + 16 = 80.
- $SO_2$ (khối lượng mol của S = 32): khối lượng mol của $SO_2$ = 32 + 32 = 64.
- MgO (khối lượng mol của Mg = 24): khối lượng mol của MgO = 24 + 16 = 40.
- $Al_2O_3$ (khối lượng mol của $2Al = 2 \times 27 = 54$): khối lượng mol của $Al_2O_3$ = 54 + 48 = 102.
Như vậy, lẽ ra công thức đúng phải là của MgO vì chỉ có Mg mới có khối lượng mol phù hợp (24 g/mol), và khối lượng của O là 16 trong phân tử MgO, đúng với điều kiện đề bài cung cấp.
Vậy công thức của oxide đó là : MgO.
Chú ý khi giải
Khi làm bài tập yêu cầu tìm công thức hóa học của một hợp chất dựa vào phần trăm khối lượng, cần lưu ý:
- Xác định công thức tổng quát của hợp chất (giả sử $R_xO_y$).
- Sử dụng tỷ lệ phần trăm khối lượng để thiết lập phương trình từ đó giải hệ số hóa học.
- Biết đọc kỹ dữ liệu đề bài cung cấp, đặc biệt là phần trăm khối lượng của nguyên tố để đảm bảo tính toán chính xác.
- Kiểm tra khối lượng mol của các lựa chọn để chọn ra đáp án đúng.