Chọn đến phần học sinh cần nhanh chóng thông qua mục lục bằng cách click đến phần đó
Mở đầu trang 40
Đề bài: Trong phân tử nước, một nguyên tử O liên kết với hai nguyên tử H, người ta nói rằng O có hoá trị II. Vậy hoá trị có mối liên hệ với công thức hoá học của hợp chất như thế nào?
Lời giải:
Đây là câu hỏi mở đầu, nội dung sẽ được làm rõ trong cả bài. Em có thể trả lời ngắn gọn: Hoá trị có mối liên hệ chặt chẽ với công thức hoá học thông qua quy tắc hoá trị:
Trong công thức hoá học của hợp chất hai nguyên tố, tích của chỉ số và hoá trị của nguyên tố này bằng tích của chỉ số và hoá trị của nguyên tố kia.
Nhờ quy tắc này, em có thể:
- Biết công thức hoá học → xác định được hoá trị của các nguyên tố.
- Biết hoá trị → lập được công thức hoá học của hợp chất.
I. Công thức hoá học
Câu hỏi trang 41
Câu hỏi trang 41
Đề bài: Copper sulfate (CuSO₄) được dùng làm chất chống xoăn lá cho cây cà chua. Em hãy cho biết số nguyên tử của từng nguyên tố có trong một phân tử copper sulfate và xác định phần trăm khối lượng của các nguyên tố trong hợp chất này.
Lời giải:
Em làm theo các bước:
Bước 1 – Xác định số nguyên tử của từng nguyên tố trong CuSO₄:
Nhìn vào chỉ số ở chân phải mỗi kí hiệu hoá học:
- Cu: không có chỉ số → có 1 nguyên tử Cu.
- S: không có chỉ số → có 1 nguyên tử S.
- O: có chỉ số 4 → có 4 nguyên tử O.
Bước 2 – Tính khối lượng phân tử CuSO₄:
Tra bảng tuần hoàn lấy khối lượng nguyên tử: Cu = 64, S = 32, O = 16 (đơn vị amu).
$$M_{\text{CuSO}_4} = 1 \times 64 + 1 \times 32 + 4 \times 16 = 64 + 32 + 64 = 160 \text{ (amu)}$$
Bước 3 – Tính phần trăm khối lượng từng nguyên tố:
Áp dụng công thức:
$$\% \text{ khối lượng nguyên tố} = \dfrac{\text{khối lượng nguyên tử} \times \text{số nguyên tử của nguyên tố} \times 100\%}{\text{khối lượng phân tử}}$$
- $\%\text{Cu} = \dfrac{64 \times 1 \times 100\%}{160} = 40\%$
- $\%\text{S} = \dfrac{32 \times 1 \times 100\%}{160} = 20\%$
- $\%\text{O} = 100\% – 40\% – 20\% = 40\%$
(Em có thể kiểm tra lại: $\%\text{O} = \dfrac{16 \times 4 \times 100\%}{160} = 40\%$ – đúng.)
→ Kết quả: Trong CuSO₄ có 1 nguyên tử Cu, 1 nguyên tử S, 4 nguyên tử O. Phần trăm khối lượng: Cu 40%, S 20%, O 40%.
II. Hoá trị
1. Khái niệm hoá trị
Câu hỏi trang 42
Câu hỏi trang 42
Đề bài: Sơ đồ sau mô tả sự hình thành liên kết cộng hoá trị trong phân tử HCl. Xác định hoá trị của chlorine trong hợp chất trên.
Lời giải:
Em vận dụng khái niệm vừa học: trong chất cộng hoá trị, hoá trị của nguyên tố được xác định bằng số cặp electron dùng chung của nguyên tử nguyên tố đó với nguyên tử khác.
Bước 1 – Quan sát sơ đồ: Trong phân tử HCl, nguyên tử Cl dùng chung 1 cặp electron với nguyên tử H.
Bước 2 – Kết luận: Vì Cl có 1 cặp electron dùng chung nên hoá trị của Cl trong HCl là I.
(Tương tự, H cũng có 1 cặp electron dùng chung → H có hoá trị I.)
2. Quy tắc hoá trị
Hoạt động trang 42 – Tìm hiểu về quy tắc hoá trị
Đề bài: Quan sát Bảng 7.1 và thực hiện các yêu cầu sau:
| Hợp chất | Hoá trị của lưu huỳnh/carbon | Tích của chỉ số và hoá trị của lưu huỳnh/carbon | Tích của chỉ số và hoá trị của hydrogen |
|---|---|---|---|
| H₂S | II | 1 · II | 2 · I |
| CH₄ | IV | 1 · IV | 4 · I |
Câu 1 (hoạt động trang 42)
Đề bài: Xét phân tử H₂S, hãy so sánh tích của chỉ số và hoá trị của nguyên tố lưu huỳnh với tích chỉ số và hoá trị của nguyên tố hydrogen.
Lời giải:
Em tính từng tích:
- Tích của chỉ số và hoá trị của lưu huỳnh: $1 \times \text{II} = \text{II}$.
- Tích của chỉ số và hoá trị của hydrogen: $2 \times \text{I} = \text{II}$.
→ So sánh: Hai tích này bằng nhau (đều bằng II).
Câu 2 (hoạt động trang 42)
Đề bài: Xét phân tử CH₄, hãy so sánh tích của chỉ số và hoá trị của nguyên tố carbon với tích chỉ số và hoá trị của nguyên tố hydrogen.
Lời giải:
Em tính từng tích:
- Tích của chỉ số và hoá trị của carbon: $1 \times \text{IV} = \text{IV}$.
- Tích của chỉ số và hoá trị của hydrogen: $4 \times \text{I} = \text{IV}$.
→ So sánh: Hai tích này bằng nhau (đều bằng IV).
Nhận xét chung: Qua hai ví dụ trên, em thấy trong công thức hoá học của hợp chất hai nguyên tố, tích chỉ số và hoá trị của nguyên tố này luôn bằng tích chỉ số và hoá trị của nguyên tố kia. Đây chính là quy tắc hoá trị.
Câu hỏi trang 43
Câu 1 trang 43
Đề bài: Xác định hoá trị của lưu huỳnh trong hợp chất sulfur dioxide (một nguyên tử S liên kết với hai nguyên tử O).
Lời giải:
Em áp dụng quy tắc hoá trị. Hợp chất là SO₂ (1 nguyên tử S, 2 nguyên tử O).
Bước 1 – Gọi hoá trị của S là x. Hoá trị của O đã được quy ước là II.
Bước 2 – Áp dụng quy tắc hoá trị:
$$1 \times x = 2 \times \text{II}$$
$$\Rightarrow x = \text{IV}$$
Bước 3 – Kết luận: Trong hợp chất sulfur dioxide (SO₂), lưu huỳnh có hoá trị IV.
Câu 2 trang 43
Đề bài: Hãy xác định hoá trị của carbon trong hợp chất methane có trong Hình 5.3b.
Lời giải:
Quan sát Hình 5.3b (Bài 5): phân tử methane có công thức CH₄ (1 nguyên tử C liên kết với 4 nguyên tử H).
Bước 1 – Gọi hoá trị của C là x. Hoá trị của H đã được quy ước là I.
Bước 2 – Áp dụng quy tắc hoá trị:
$$1 \times x = 4 \times \text{I}$$
$$\Rightarrow x = \text{IV}$$
Bước 3 – Kết luận: Trong hợp chất methane (CH₄), carbon có hoá trị IV.
Câu 3 trang 43
Đề bài: Dựa vào quy tắc hoá trị và Bảng 7.2, cho biết công thức hoá học của potassium oxide là KO hay K₂O.
Lời giải:
Em làm theo các bước:
Bước 1 – Tra Bảng 7.2 để biết hoá trị:
- Potassium (K) có hoá trị I.
- Oxygen (O) có hoá trị II.
Bước 2 – Gọi công thức tổng quát là $K_a O_b$. Áp dụng quy tắc hoá trị:
$$a \times \text{I} = b \times \text{II}$$
$$\Rightarrow \dfrac{a}{b} = \dfrac{\text{II}}{\text{I}} = \dfrac{2}{1}$$
Bước 3 – Chọn tỉ lệ đơn giản nhất: $a = 2$, $b = 1$.
Bước 4 – Kết luận: Công thức hoá học đúng của potassium oxide là K₂O (không phải KO).
III. Lập công thức hoá học của hợp chất
Câu hỏi trang 44
Câu 1 trang 44
Đề bài: Khí carbon dioxide luôn có thành phần như sau: cứ 1 phần khối lượng carbon có tương ứng 2,667 phần khối lượng oxygen. Hãy lập công thức hoá học của khí carbon dioxide, biết khối lượng phân tử của nó là 44 amu.
Lời giải:
Em làm theo các bước:
Bước 1 – Viết công thức tổng quát: Gọi công thức của khí carbon dioxide là $C_x O_y$.
Bước 2 – Viết phương trình khối lượng phân tử:
$$12 \times x + 16 \times y = 44 \quad (*)$$
Bước 3 – Tính phần trăm khối lượng của C và O từ tỉ lệ đề cho:
Tổng số phần khối lượng = $1 + 2{,}667 = 3{,}667$ phần.
- $\%\text{C} = \dfrac{1}{3{,}667} \times 100\% \approx 27{,}27\%$.
- $\%\text{O} = \dfrac{2{,}667}{3{,}667} \times 100\% \approx 72{,}73\%$.
Bước 4 – Lập biểu thức tính phần trăm khối lượng để tìm $x$ và $y$:
$$\%\text{C} = \dfrac{12 \times x \times 100\%}{44} = 27{,}27\% \Rightarrow x = \dfrac{27{,}27 \times 44}{12 \times 100} = 1$$
$$\%\text{O} = \dfrac{16 \times y \times 100\%}{44} = 72{,}73\% \Rightarrow y = \dfrac{72{,}73 \times 44}{16 \times 100} = 2$$
Bước 5 – Kết luận: Công thức hoá học của khí carbon dioxide là CO₂.
(Kiểm tra lại: $12 \times 1 + 16 \times 2 = 12 + 32 = 44$ amu – đúng với khối lượng phân tử đề bài cho.)
Câu 2 trang 44
Đề bài: Hãy lập công thức phân tử của khí hydrogen sulfide, biết lưu huỳnh trong hợp chất này có hoá trị II. Tính thành phần phần trăm về khối lượng của lưu huỳnh và của hydrogen trong hợp chất đó.
Lời giải:
a) Lập công thức hoá học của khí hydrogen sulfide:
Em áp dụng cách lập công thức khi biết hoá trị.
Bước 1 – Viết công thức tổng quát: Gọi công thức là $H_a S_b$.
- Hydrogen có hoá trị I.
- Lưu huỳnh có hoá trị II (đề bài cho).
Bước 2 – Áp dụng quy tắc hoá trị:
$$a \times \text{I} = b \times \text{II}$$
$$\Rightarrow \dfrac{a}{b} = \dfrac{\text{II}}{\text{I}} = \dfrac{2}{1}$$
Bước 3 – Chọn tỉ lệ đơn giản nhất: $a = 2$, $b = 1$.
→ Công thức hoá học của khí hydrogen sulfide là H₂S.
b) Tính thành phần phần trăm khối lượng:
Bước 1 – Tính khối lượng phân tử H₂S:
$$M_{\text{H}_2\text{S}} = 2 \times 1 + 1 \times 32 = 2 + 32 = 34 \text{ (amu)}$$
Bước 2 – Tính phần trăm khối lượng từng nguyên tố:
- $\%\text{H} = \dfrac{1 \times 2 \times 100\%}{34} \approx 5{,}88\%$
- $\%\text{S} = 100\% – 5{,}88\% \approx 94{,}12\%$
(Hoặc tính trực tiếp: $\%\text{S} = \dfrac{32 \times 1 \times 100\%}{34} \approx 94{,}12\%$.)
Kết luận: Công thức của khí hydrogen sulfide là H₂S, trong đó hydrogen chiếm ≈ 5,88% và lưu huỳnh chiếm ≈ 94,12% khối lượng.
Cô Trần Thị Thanh Thảo
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Khoa Học Tự Nhiên THCS
Trình độ: Cử nhân Sư phạm KHTN, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ Tin học, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 6+ năm kinh nghiệm tại Trường THCS Nguyễn Siêu