4.4. Xác định công thức oxit dựa vào phản ứng hóa học và cách giải bài tập

 A. Lý thuyết & phương pháp giải

Các bước thực hiện:

    - Bước 1: Gọi công thức tổng quát của oxit

    - Bước 2: Viết phương trình phản ứng và cân bằng

    - Bước 3: Lập phương trình và giải theo các ẩn số

    - Bước 4: Giải phương trình và rút ra kết luận

B. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Đốt cháy một phi kim X trong bình chứa 3,36 lít khí oxi ở đktc, biết rằng sau phản ứng thu được 12 g một oxit có công thức là XO. Xác định công thức hóa học của oxit đó.

Hướng dẫn giải

Số mol của oxi là 0,15 mol             (3,36:22,4 = 0,15)

2X + O2  $\stackrel{t^0}{\to }$2XO

         0,15       0,3       (mol)

Theo phương trình phản ứng, ta có nXO = 0,3 mol

Mà khối lượng mXO = 12 g nên khối lượng mol của XO là: M = $\frac{12}{0,3}$ = 40 g/mol

Mà MXO = MX + MO = 40 suy ra MX = 40 – 16 = 24 g/mol

Vậy công thức hóa học của oxit là MgO.

Ví dụ 3: Dẫn luồng khí H2 dư qua 10,2 g một oxit kim loại hóa trị III. Sau phản ứng thu được 5,4 g kim loại. Xác định công thức hóa học của oxit trên.

Hướng dẫn giải

Gọi kim loại hóa trị III là X, công thức oxit cần tìm là: X2O3

Số mol của oxit là:  $\frac{10,2}{2M_X+48}$(mol)

Phương trình hóa học:

X2O3 + 3H2  $\stackrel{t^0}{\to }$2X + 3H2O

  $\frac{10,2}{2M_X+48}$   →     2.$\frac{10,2}{2M_X+48}$

Theo phương trình phản ứng ta có nX =  $\frac{20,4}{2M_X+48}$

Mà mX = 5,4 g suy ra $\frac{20,4}{2M_X+48}$.MX = 5,4, suy ra 9,6 MX = 259,2

Suy ra MX = 27 suy ra X là nhôm

Vậy công thức hóa học của oxit là Al2O3.

C. Bài tập tự luyện

Câu 1: Oxi hóa 16,8 gam Fe, thu được 21,6 g oxit sắt. Công thức hóa học của oxit sắt là

    A. Fe2O3

    B. FeO

    C. Fe3O4

    D. Fe(OH)3

Đáp án: Chọn B

Có nFe = 0,3 mol

2xFe + yO2  $\stackrel{t^0}{\to }$2FexOy

0,3           →      $\frac{0,3}{x}$    (mol)

Có $m_{{\mathrm{Fe}}_x{O}_y}=\frac{0,3}{x}$.(56x + 16y) = 21,6g

Suy ra: 4,8x = 4,8y suy ra x = 1, y = 1

Vậy công thức hóa học của oxit sắt là FeO.

Câu 2: Đốt cháy 3,2 g lưu huỳnh trong oxi thu được 12,8g một oxit có công thức SOx. Xác định công thức của oxit trên.

    A. SO

    B. SO3

    C. SO4

    D. SO2

Đáp án: Chọn D

Số mol lưu huỳnh là: 0,1 mol

2S + xO2  $\stackrel{t^0}{\to }$2SOx

0,1                0,2        (mol)

Khối lượng của SOx là 12,8 suy ra 0,2.(32 + 16x) = 12,8

Suy ra x = 2

Vậy công thức của oxit là SO2

Câu 3: Một hợp chất oxit của sắt có dạng Fe3Ox biết thành phần về khối lượng nguyên tố Fe so với oxi là 21 : 8. Tìm công thức hóa học của oxit đó.

    A. Fe3O4

    B. FeSO4

    C. Fe2O3

    D. FeO

Đáp án: Chọn A

Công thức hóa học của oxit sắt là Fe3Ox

Giả sử có 1 mol Fe3Ox suy ra

Khối lượng sắt trong hợp chất là: 56.3 = 168 g

Khối lượng của oxi trong hợp chất là 16x

Mà mFe : mO = 21 : 8 suy ra $\frac{168}{16x}=\frac{21}{8}$ suy ra x = 4

Vậy công thức hóa học của oxit là Fe3O4

Câu 4: Dẫn luồng khí H2 dư qua 4g một oxit kim loại có dạng CuxOy. Sau phản ứng thu được 3,2 g kim loại (Cu). Xác định công thức hóa học của oxit trên.

    A. CuO

    B. Cu2O

    C. CuO2

    D. Cu(OH)2

Đáp án: Chọn A

Số mol của kim loại là: 0,05 (mol)

Phương trình hóa học: CuxOy + yH2  $\stackrel{t^0}{\to }$xCu + yH2O

                                            $\frac{0,05}{x}$                         0,05               (mol)

Mà khối lượng của oxit là 4 g suy ra $\frac{0,05}{x}$.(64x + 16y) = 4

Suy ra x = y = 1

Vậy công thức hóa học của oxit là CuO.

Câu 5: Đốt cháy 1 mol Fe trong oxi, sau phản ứng thu được 1 mol sắt oxit. Công thức của oxit sắt trên là

    A. Fe3O4

    B. FeO

    C. Fe2O3

    D. Fe(NO3)3

Đáp án: Chọn B

Câu 6: Đốt cháy 2,4 g cacbon trong không khi thu được oxit có dạng COy, biết rằng khối lượng của oxit là 8,8 g. Giá trị của y và công thức oxit là

    A.1, CO2

    B. 2, CO2

    C. 2, CO

    D. 3, CO

Đáp án: Chọn B

Số mol của C là: 0,2 mol

2C + yO2  $\stackrel{t^0}{\to }$2COy

0,2                   0,2    (mol)

Khối lượng mol của COy là: 8,8 : 0,2 = 44 g/mol suy ra 12 + 16.y = 44

Suy ra y = 2

Vậy công thức oxit là CO2

Câu 7: Cho kẽm tác dụng với oxi được kẽm oxit. Công thức hóa học của kẽm oxit là

    A. ZnO

    B. Zn(OH)2

    C. Zn2O

    D. ZnO2

Đáp án: Chọn A

Câu 8: Đốt cháy 1 mol Mg trong oxi, sau phản ứng thu được 1 mol magie oxit. Công thức của oxit trên là

A. MgO

B. MgO2

C. Mg2O

D. Mg2O3

Đáp án: Chọn A

Câu 9: Cho phương trình phản ứng: 2xP + yO2 → 2P2O5

Hãy tính tổng x + y bằng bao nhiêu, biết rẳng tỉ lệ số mol của p so với oxi là 4 : 5

    A. 7

    B. 4

    C. 5

    D. 6

Đáp án: Chọn A

2xP + yO2 $\stackrel{t^0}{\to }$ 2P2O5

2x       y

Theo phương trình phản ứng có:

Theo đề bài:$\frac{n_P}{n_{O_2}}=\frac{2x}{y}$

Suy ra: $\frac{2x}{y}=\frac{4}{5}$ suy ra $\frac{x}{y}=\frac{4}{10}=\frac{2}{5}$chọn x = 2, y = 5

Vậy công thức của oxit là P2O5, tổng x + y = 2 + 5 = 7

Câu 10: Dẫn khi CO dư qua ống đựng 2,16 g bột oxit sắt ở nhiệt độ cao. Kết thúc phản ứng thu được 1,68 g sắt. Xác dịnh công thức oxit sắt.

    A. Fe2O3

    B. Fe3O4

    C. Fe(OH)2

    D. FeO

Đáp án: Chọn D

Có nFe = 0,03 mol

FexOy + yCO $\stackrel{t^0}{\to }$ xFe + yCO2

  $\frac{0,03}{x}$                 0,03              (mol)

Suy ra $\frac{0,03}{x}$.(56x + 16y) = 2,16

Suy ra 0,48x = 0,48y nên x = 1, y = 1

Vậy công thức oxit là FeO.