Bài tập Hóa trị và công thức hóa học có đáp án

- Các nguyên tử liên kết với nhau theo đúng hóa trị.

- Công thức hóa học dùng để biểu diễn chất, gồm một hoặc nhiều kí hiệu nguyên tố và chỉ số ở bên dưới mỗi kí hiệu.

- Để lập được công thức hóa học của một chất cần biết được thành phần nguyên tố và số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố đó trong hợp chất hoặc biết được thành phần nguyên tố và hóa trị của các nguyên tố đó trong hợp chất.

Nguyên tử Cl có khả năng liên kết với 1 nguyên tử H.

Nguyên tử S có khả năng liên kết với 2 nguyên tử H.

Nguyên tử P có khả năng liên kết với 3 nguyên tử H.

Nguyên tử C có khả năng liên kết với 4 nguyên tử H.

- Trong phân tử hydrogen chloride (HCl) nguyên tử Cl liên kết với 1 nguyên tử H

⇒ Hóa trị của nguyên tử Cl bằng I.

- Trong phân tử hydrogen sulfide (H2S) nguyên tử S liên kết với 2 nguyên tử H

⇒ Hóa trị của nguyên tử S bằng II.

- Trong phân tử phosphine (PH3) nguyên tử P liên kết với 3 nguyên tử H

⇒ Hóa trị của nguyên tử P bằng III.

- Trong phân tử methane (CH4) nguyên tử C liên kết với 4 nguyên tử H

⇒ Hóa trị của nguyên tử C bằng IV.

Trong phân tử silicon dioxide một nguyên tử Si có khả năng liên kết với 2 nguyên tử O, mỗi nguyên tử O hóa trị II

⇒ Si có hóa trị IV.

Ứng dụng của silicon dioxide:

- Silicon dioxide được sử dụng để làm kính phẳng, sản phẩm thủy tinh, cát đúc, sợi thủy tinh, men gốm, phun cát cho chống gỉ, cát lọc, vật liệu chịu lửa và bê tông nhẹ.

- Silicon dioxide được sử dụng để tạo ra các bộ phận quan trọng của ngành công nghiệp điện tử, dụng cụ quang học và đồ thủ công, sản xuất sợi quang.

- Silicon dioxide hay còn gọi là thạch anh có thể được sử dụng để làm thủy tinh thạch anh. Thủy tinh thạch anh thường được sử dụng để chế tạo các dụng cụ hóa học chịu nhiệt độ cao. Cát thạch anh thường được sử dụng làm vật liệu thủy tinh và vật liệu xây dựng.

- Trong công nghiệp thực phẩm silicon được sử dụng như chất chống đông, chất khử bọt, chất làm đặc, chất trợ lọc và chất làm sạch.

Nguyên tố X có hóa trị IV ⇒ Có khả năng liên kết với 4 nguyên tử H (mỗi nguyên tử H có hóa trị I)

Ví dụ: Nguyên tố C hóa trị IV, có thể liên kết với 4 nguyên tử H (mỗi nguyên tử H có hóa trị I) để tạo thành phân tử methane.

Nguyên tố X có hóa trị IV ⇒ Có khả năng liên kết với 2 nguyên tử O (mỗi nguyên tử O có hóa trị II)

Ví dụ: Nguyên tố C hóa trị IV, có thể liên kết với 2 nguyên tử O (mỗi nguyên tử O có hóa trị II) để tạo thành phân tử carbon dioxide.

Dựa vào Phụ lục ta thấy Ca hóa trị II, Cl hóa trị I, O hóa trị II

⇒ Một nguyên tử Ca có thể kết hợp được với 2 nguyên tử Cl. Hợp chất tạo thành là CaCl2.

Một nguyên tử Ca có thể kết hợp được với 1 nguyên tử O. Hợp chất tạo thành là CaO.

Đơn chất kim loại ở thể rắn: sodium (Na), potassium (K), magnesium (Mg), aluminium (Al), iron (Fe), calcium (Ca), copper (Cu), gold (Au), silver (Ag), zinc (Zn), …

Đơn chất phi kim ở thể rắn: carbon (C), phosphorus (P), silicon (Si), sulfur (S), boron (B), iodine (I$_{2}$),…

Thành phần phân tử iron(III) oxide gồm 2 nguyên tử Fe và 3 nguyên tử O.

Khối lượng phân tử bằng: 56 × 2 + 16 × 3 = 160 amu.

- Đối với hợp chất Al$_{2}$O$_{3}$

%Al = $\frac{KLNT(Al)\times 2}{KLPT(A{l}_{2}{O}_{3})}\times 100\%$ = $\frac{27\times 2}{27\times 2+16\times 3}\times 100\%$ = 52,94%

%O = 100% - 52,94% = 47,06%

- Đối với hợp chất MgCl$_{2}$

%Mg = $\frac{KLNT(Mg)}{KLPT(MgC{l}_{2})}\times 100\%=\frac{24}{24+35{,}5\times 2}\times 100\%$ = 25,26%

%Cl = 100% - 25,26% = 74,74%

- Đối với hợp chất Na2S

%Na = $\frac{KLNT(Na)\times 2}{KLPT(N{a}_{2}S)}\times 100\%=\frac{23}{23\times 2+32}\times 100\%$ = 29,49%

%S = 100% - 29,49% = 70,51%

- Đối với hợp chất (NH$_{4}$)$_{2}$CO$_{3}$

%N = $\frac{KLNT(N)\times 2}{KLPT({(N{H}_{4})}_{2}C{O}_{3})}\times 100\%=\frac{14\times 2}{14\times 2+1\times 4\times 2+12+16\times 3}\times 100\%$ = 29,17%

%H = $\frac{KLNT(H)\times 4\times 2}{KLPT({(N{H}_{4})}_{2}C{O}_{3})}\times 100\%=\frac{1\times 4\times 2}{14\times 2+1\times 4\times 2+12+16\times 3}\times 100\%$ = 8,33%

%C = $\frac{KLNT(C)}{KLPT({(N{H}_{4})}_{2}C{O}_{3})}\times 100\%=\frac{12}{14\times 2+1\times 4\times 2+12+16\times 3}\times 100\%$ = 12,5%

%O = 100% - %N - %H - %C = 100% - 29,17% - 8,33% - 12,5% = 50%

Công thức hóa học của phosphoric acid là: H3PO4

%H = $\frac{KLNT(H)\times 3}{KLPT({H}_{3}P{O}_{4})}\times 100\%=\frac{1\times 3}{1\times 3+31+16\times 4}$.100% = 3,06%

%P = $\frac{KLNT(P)}{KLPT({H}_{3}P{O}_{4})}\times 100\%=\frac{31}{1\times 3+31+16\times 4}$.100% = 31,63%

%O = 100% - 3,06% - 31,63% = 65,31%

⇒ Trong phosphoric acid nguyên tố O có phần trăm lớn nhất

%C = 100% - %Al = 100% - 75% = 25%

%Al = $\frac{KLNT(Al)\times x}{KLPT(A{l}_{x}{C}_{y})}\times 100\%=\frac{27\times x}{144}.100\%$ = 75%

⇒ x = 4

%C = $\frac{KLNT(C)\times y}{KLPT(A{l}_{x}{C}_{y})}\times 100\%=\frac{12\times y}{144}.100\%$ = 25%

⇒ y = 3

Vậy công thức hóa học của hợp chất là Al4C3

%O = 100% - %Fe = 100% - 70% = 30%

%Fe = $\frac{KLNT(Fe)\times x}{KLPT(F{e}_{x}{O}_{y})}\times 100\%=\frac{56\times x}{160}.100\%$ = 70%

⇒ x = 2

%O = $\frac{KLNT(O)\times y}{KLPT(F{e}_{x}{O}_{y})}\times 100\%=\frac{16\times y}{160}.100\%$ = 30%

⇒ y = 3

Vậy công thức hóa học của hợp chất là Fe2O3

%K = $\frac{KLNT(K)\times x}{KLPT({K}_{x}{N}_{y}{O}_{z})}\times 100\%=\frac{39\times x}{101}.100\%$ = 38,61%

⇒ x = 1

%N = $\frac{KLNT(N)\times y}{KLPT({K}_{x}{N}_{y}{O}_{z})}\times 100\%=\frac{14\times y}{101}.100\%$ = 13,86%

⇒ 1

%O = $\frac{KLNT(O)\times z}{KLPT({K}_{x}{N}_{y}{O}_{z})}\times 100\%=\frac{16\times z}{101}.100\%$ = 47,535%

⇒ z = 3

Vậy công thức hóa học của hợp chất là KNO3

Một số ứng dụng của KNO3:

- Potassium nitrate (KNO3) là một loại phân bón cung cấp các chất dinh dưỡng đa lượng cho các loại rau, lĩnh vực trồng hoa, quả và hạt cây.

- Là nguồn cung cấp kali tuyệt vời, đóng vai trò quan trọng cho sự phát triển của cây và hoạt động bình thường của mô. Bên cạnh đó, potassium nitrate (KNO3) còn giúp cho cây trồng khỏe mạnh và giúp tăng năng suất của cây trồng.

- Potassium nitrate (KNO3) đặc biệt giúp chống lại vi khuẩn, nấm gây bệnh, côn trùng và virus rất tốt.

- Được dùng trong chế tạo thuốc nổ đen, làm pháo hoa.

- Sử dụng làm chất phụ gia thực phẩm, bảo quản thịt chống ôi thiu.

- Được dùng trong một số kem đánh răng cho răng nhạy cảm, giảm các triệu chứng hen suyễn và bệnh viêm khớp.

a) Với công thức hóa học $\overset{a}{N}{\overset{I}{H}}_{3}$

Theo quy tắc hóa trị ta có: a × 1 = I × 3

⇒ a = III

Vậy trong phân tử NH$_{3}$ nguyên tố N có hóa trị III.

b) Với công thức hóa học $\overset{a}{S}{\overset{II}{O}}_{2}$

Theo quy tắc hóa trị ta có: a × 1 = II × 2

⇒ a = IV

Vậy trong phân tử SO$_{2}$ nguyên tố S có hóa trị IV.

Với công thức hóa học $\overset{a}{S}{\overset{II}{O}}_{3}$

Theo quy tắc hóa trị ta có: a × 1 = II × 3

⇒ a = VI

Vậy trong phân tử SO$_{3}$ nguyên tố S có hóa trị VI.

b) Với công thức hóa học ${\overset{a}{P}}_{2}{\overset{II}{O}}_{5}$

Theo quy tắc hóa trị ta có: a × 2 = II × 5

⇒ a = V

Vậy trong phân tử P$_{2}$O$_{5}$ nguyên tố P có hóa trị V.

a) Công thức hóa học chung: ${\overset{I}{K}}_{x}{({\overset{II}{SO}}_{4})}_{y}$

Theo quy tắc hóa trị ta có: x × I = y × II

Chuyển thành tỉ lệ: $\frac{x}{y}=\frac{II}{I}=\frac{2}{1}$

Chọn x = 2; y = 1

Vậy công thức hóa học của hợp chất là K$_{2}$SO$_{4}$

b) Công thức hóa học chung: ${\overset{III}{Al}}_{x}{({\overset{II}{CO}}_{3})}_{y}$

Theo quy tắc hóa trị ta có: x × III = y × II

Chuyển thành tỉ lệ: $\frac{x}{y}=\frac{II}{III}=\frac{2}{3}$

Chọn x = 2; y = 3

Vậy công thức hóa học của hợp chất là Al$_{2}$(CO$_{3}$)$_{3}$

c) Công thức hóa học chung: ${\overset{II}{Mg}}_{x}{({\overset{I}{NO}}_{3})}_{y}$

Theo quy tắc hóa trị ta có: x × II = y × I

Chuyển thành tỉ lệ: $\frac{x}{y}=\frac{I}{II}=\frac{1}{2}$

Chọn x = 1; y = 2

Vậy công thức hóa học của hợp chất là Mg(NO$_{3}$)$_{2}$

- Hợp chất tạo bởi oxygen và potassium có dạng: ${\overset{I}{K}}_{x}{\overset{II}{O}}_{y}$

Theo quy tắc hóa trị ta có: x × I = y × II

Chuyển thành tỉ lệ: $\frac{x}{y}=\frac{II}{I}=\frac{2}{1}$

Chọn x = 2; y = 1

Vậy công thức hóa học của hợp chất là K$_{2}$O

- Hợp chất tạo bởi oxygen và magnesium có dạng: ${\overset{II}{Mg}}_{x}{\overset{II}{O}}_{y}$

Theo quy tắc hóa trị ta có: x × II = y × II

Chuyển thành tỉ lệ: $\frac{x}{y}=\frac{II}{II}=\frac{1}{1}$

Chọn x = 1; y = 1

Vậy công thức hóa học của hợp chất là MgO

- Hợp chất tạo bởi oxygen và aluminium có dạng: ${\overset{III}{Al}}_{x}{\overset{II}{O}}_{y}$

Theo quy tắc hóa trị ta có: x × III = y × II

Chuyển thành tỉ lệ: $\frac{x}{y}=\frac{II}{III}=\frac{2}{3}$

Chọn x = 2; y = 3

Vậy công thức hóa học của hợp chất là Al$_{2}$O$_{3}$

- Hợp chất tạo bởi oxygen và phosphorus có dạng: ${\overset{V}{P}}_{x}{\overset{II}{O}}_{y}$

Theo quy tắc hóa trị ta có: x × V = y × II

Chuyển thành tỉ lệ: $\frac{x}{y}=\frac{II}{V}=\frac{2}{5}$

Chọn x = 2; y = 5

Vậy công thức hóa học của hợp chất là P$_{2}$O$_{5}$

%Ca = $\frac{KLNT(Ca)\times x}{KLPT(C{a}_{x}{C}_{y}{O}_{z})}\times 100\%=\frac{40\times x}{100}.100\%$ = 40%

⇒ x = 1

%C = $\frac{KLNT(C)\times y}{KLPT(C{a}_{x}{C}_{y}{O}_{z})}\times 100\%=\frac{12\times y}{100}.100\%$ = 12%

⇒ y = 1

%O = $\frac{KLNT(O)\times z}{KLPT(C{a}_{x}{C}_{y}{O}_{z})}\times 100\%=\frac{16\times z}{100}.100\%$ = 48%

⇒ z = 3

Vậy công thức hóa học của hợp chất là CaCO$_{3}$