Dạng IV: Xác định thành phần phần trăm theo khối lượng của các nguyên tố trong hợp chất đã biết.
A. Lý thuyết & phương pháp giải
- Để xác định thành phần phần trăm theo khối lượng của các nguyên tố trong hợp chất đã biết, ta cần thực hiện các bước sau:
+ Bước 1: Tính khối lượng mol của hợp chất.
+ Bước 2: Xác định số mol nguyên tử của từng nguyên tố có trong một mol hợp chất.
+ Bước 3: Tìm thành phần phần trăm các nguyên tố trong hợp chất.
Cho hợp chất X là AaBb
Theo công thức: %mA = A
X
a.M .100%
M , %mB = B
X
b.M .100%
M Hoặc %mB = 100% - %mA
Trong đó:
+ MA, MB là khối lượng mol của A, B.(g/mol)
+ MX là khối lượng mol của hợp chất X (AaBb).(g/mol)
+ a, b lần lượt là số mol nguyên tử nguyên tố A và B có trong một mol hợp chất X.
B. Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Tính thành phần phần trăm theo khối lượng các nguyên tố hóa học có trong hợp chất CaSO4.
Hướng dẫn giải
+ Khối lượng mol của hợp chất CaSO4 là
CaSO4
M = 40 + 32 + 4.16 = 136 g/mol.
+ Trong 1 mol CaSO4 có 1 mol Ca, 1 mol S, 4 mol O
+ Thành phần phần trăm theo khối lượng các nguyên tố trong hợp chất là:
%mS =
4
S S CaSO
n .M 1.32
.100% .100%
M 136 = 23,53%
%mO =
4
O O CaSO
n .M 4.16
.100% .100%
M 136 = 47,06%
%mCa =
4
Ca Ca CaSO
n .M 1.40
.100% .100%
M 136 = 29,41%
Ví dụ 2: Xác định thành phần phần trăm theo khối lượng của nguyên tố Fe trong hợp chất FeO.
Hướng dẫn giải
+ Khối lượng mol của hợp chất FeO là: MFeO = 56 + 16 = 72 g/mol + Trong 1 mol FeO có 1 mol Fe
+ Thành phần phần trăm theo khối lượng của Fe trong hợp chất là:
%mFe = Fe Fe
FeO
n .M 1.56
.100% .100%
M 72 = 77,78%
Ví dụ 3: Cho hợp chất Na3PO4. Hãy tính:
a. Khối lượng mol của hợp chất trên.
b. Thành phần phần trăm theo khối lượng của Na và O trong hợp chất.
Hướng dẫn giải
a. Khối lượng mol của hợp chất Na3PO4 là: 23.3 + 31 + 16.4 = 164 g/mol.
b. Trong 1 mol Na3PO4 có 3 mol Na, 4 mol O
Thành phần phần trăm theo khối lượng của Na và O có trong hợp chất là
%mNa =
3 4
Na Na Na PO
n .M 3.23
.100% .100%
M 164 = 42,07%
%mO =
3 4
O O Na PO
n .M 4.16
.100% .100%
M 164 = 39,02%
C. Bài tập tự luyện
Câu 1: Cho hợp chất AxBy, công thức đúng khi tính thành phần phần trăm theo khối lượng của nguyên tố A trong hợp chất là
A. %mA =
x y
A A B
x.M .100%
M
B. %mA = A Bx y
A
x.M
.100%
M
C. %mA = x.y.MA.100%
D. %mA = A
B
x.M .100%
M Đáp án: Chọn A
Câu 2: Tỉ số về số mol của các nguyên tố C, H, O trong hợp chất C5H6O2 là A. 1 : 2 : 2
B. 5 : 6 : 2
C. 5 : 6 : 3 D. 2 : 5 : 6
Đáp án: Chọn B
Trong 1 mol C5H6O2 có: 5 mol nguyên tử C, 6 mol nguyên tử H và 2 mol nguyên tử O
Suy ra tỉ lệ mol của các nguyên tố là 5 : 6 : 2
Câu 3: Thành phần phần trăm theo khối lượng của các nguyên tố Zn, O trong hợp chất ZnO lần lượt là
A. 70,50%; 20,50%
B. 85%; 15%
C. 80,25%; 19,75%
D. 75,25%; 24,25%
Đáp án: Chọn C MZnO = 81 g/mol
Trong 1 mol ZnO có 1 mol Zn, 1 mol O
%mZn = 1.65
.100%
81 = 80,25%
%mO = 100% - 80,25% = 19,75%
Câu 4: Cho hợp chất CH3OH. Số nguyên tử H có trong hợp chất là A. 1
B. 2 C. 3 D. 4
Đáp án: Chọn D
Trong hợp chất có: 3 + 1 = 4 nguyên tử H.
Câu 5: Tính thành phần phần trăm khối lượng nguyên tố Na có trong hợp chất NaCl.
A. 39,32%
B. 30,15%
C. 60,68%
D. 78,23%
Đáp án: Chọn A
MNaCl = 23 + 35,5 = 58,5 g/mol
Trong 1 mol NaCl có 1 mol Na
%mNa = Na Na
NaCl
n .M 1.23
.100% .100%
M 58,5 = 39,32%
Câu 6: Tỉ số phần trăm theo khối lượng của các nguyên tố S, O trong hợp chất SO2
lần lượt là A. 1 : 1 B. 1 : 2 C. 1 : 3 D. 1 : 4
Đáp án: Chọn A
Khối lượng mol của SO2 là: 32 + 2.16 = 64 g/mol Trong 1 mol SO2 có chứa 1 mol S và 2 mol O
%mS = 1.32
.100%
64 = 50%
O2
%m = 100% - 50% = 50%
Vậy tỉ số phần trăm theo khối lượng của các nguyên tố S, O trong hợp chất SO2 lần lượt là 50% : 50% = 1 : 1
Câu 7: Tính thành phần phần trăm theo khối lượng của nguyên tố K có trong nguyên tử K2SO4
A. 44,83%
B. 55,17%
C. 40,05%
D. 52,71%
Đáp án: Chọn A
Khối lượng mol của hợp chất K2SO4 là 39.2 + 32 + 4.16 = 174 g/mol Trong 1 mol hợp chất K2SO4 có 2 mol nguyên tử K
%mK = 2.39
.100%
174 = 44,83%
Câu 8: Cho hợp chất Ba(OH)2, hãy cho biết tỉ số về khối lượng giữa các nguyên tố Ba, O, H trong hợp chất lần lượt là
A. 32 : 130 : 3 B. 137 : 32 : 2 C. 32 : 137 : 3
D. 3 : 32 : 40 Đáp án: Chọn B
Ta có trong 1 mol hợp chất có 1 mol Ba, 2 mol O, 2 mol H Suy ra
+ Khối lượng của Ba là: 1.137 = 137 g + Khối lượng của O là: 2.16 = 32 g + Khối lượng của H là: 2.1 = 2 g
Suy ra tỉ số khối lượng giữa các nguyên tố là: 137 : 32 : 2
Câu 9: Cho các hợp chất CuO, Cu2O, Cu(OH)2 và CuCl2. Hãy cho biết hợp chất nào có hàm lượng Cu cao nhất.
A. CuO B. Cu2O C. Cu(OH)2
D. CuCl2
Đáp án: Chọn B Ta có
+ Khối lượng mol của CuO là 64 + 16 = 80 g/mol Trong 1 mol CuO có 1 mol Cu nên %mCu = 1.64
.100%
80 = 80%
+ Khối lượng mol của Cu2O là 2.64 + 16 = 144 g/mol Trong 1 mol Cu2O có 2 mol Cu nên %mCu = 2.64
.100%
144 = 88,89%
+ Khối lượng mol của Cu(OH)2 là 64 + (16 + 1).2 = 98 g/mol Trong 1 mol Cu(OH)2 có 1 mol Cu nên %mCu = 1.64
.100%
98 = 65,31%
+ Khối lượng mol của CuCl2 là 64 + 35,5.2 = 135 g/mol Trong 1 mol CuCl2 có 1 mol Cu nên %mCu = 1.64
.100%
135 = 47,42%
Vậy Cu2O chứa hàm lượng Cu cao nhất.
Câu 10: Tỉ số về số mol các nguyên tố trong hợp chất KMnO4 là A. 1 : 1 : 4
B. 4 : 1 : 1 C. 1 : 4 : 1
D. 2 : 1 : 4 Đáp án: Chọn A
Trong 1 mol KMnO4 có: 1 mol nguyên tử K, 1 mol nguyên tử Mn, 4 mol nguyên tử O.
Suy ra tỉ số về số mol của các nguyên tố là 1 : 1 : 4
