Tính thành phần phần trăm theo khối lượng của nguyên tố trong hợp chất (kèm bài tập)
Lớp 8Hóa học

Tính thành phần phần trăm theo khối lượng của nguyên tố trong hợp chất (kèm bài tập)

Trả lời nhanh

Để tính thành phần phần trăm theo khối lượng của nguyên tố A trong hợp chất AxBy, em dùng công thức %mA = (x · MA / Mhợp chất) × 100%. Tính khối lượng mol hợp chất, nhân khối lượng mol nguyên tử với chỉ số, rồi chia và nhân 100. Tổng phần trăm các nguyên tố luôn bằng 100%.

1. Thành phần phần trăm theo khối lượng là gì?

Thành phần phần trăm theo khối lượng cho biết trong 100 g hợp chất thì mỗi nguyên tố chiếm bao nhiêu gam. Ví dụ, nói oxi chiếm 40% khối lượng của MgO nghĩa là cứ 100 g MgO có 40 g oxi.

Đại lượng này chỉ phụ thuộc vào công thức hóa học, không phụ thuộc vào em lấy bao nhiêu gam chất. Vì vậy một khi đã tính được %, em có thể suy ra khối lượng nguyên tố trong bất kỳ lượng hợp chất nào.

2. Công thức và 4 bước giải

Với hợp chất AxBy:

%mA = (x · MA) / MAxBy × 100%

  1. Bước 1: Tính khối lượng mol phân tử M của hợp chất (cộng khối lượng mol các nguyên tử, có nhân chỉ số).
  2. Bước 2: Xác định trong 1 mol hợp chất có bao nhiêu mol nguyên tử của mỗi nguyên tố (chính là chỉ số trong công thức).
  3. Bước 3: Tính khối lượng của từng nguyên tố trong 1 mol: m = số mol nguyên tử × khối lượng mol nguyên tử.
  4. Bước 4: Chia cho M rồi nhân 100%. Nguyên tố cuối cùng có thể lấy 100% trừ đi các phần đã tính để kiểm tra.

Khối lượng mol nguyên tử thường dùng (làm tròn theo chương trình lớp 8): H = 1; C = 12; N = 14; O = 16; Na = 23; Mg = 24; Al = 27; P = 31; S = 32; Cl = 35,5; K = 39; Ca = 40; Fe = 56; Cu = 64; Zn = 65; Ba = 137.

3. Ví dụ minh họa có lời giải

Ví dụ 1: Hợp chất hai nguyên tố Al2O3

M = 2·27 + 3·16 = 102 g/mol.

  • %mAl = 54/102 × 100% ≈ 52,94%
  • %mO = 100% − 52,94% = 47,06% (kiểm tra: 48/102 ≈ 47,06%)

Ví dụ 2: Hợp chất có nhóm nguyên tử (NH4)2SO4

Chú ý chỉ số 2 bên ngoài dấu ngoặc nhân cho cả N và H: có 2 N, 8 H, 1 S, 4 O.

M = 2·14 + 8·1 + 32 + 4·16 = 132 g/mol.

  • %mN = 28/132 × 100% ≈ 21,21%
  • %mH = 8/132 × 100% ≈ 6,06%
  • %mS = 32/132 × 100% ≈ 24,24%
  • %mO = 64/132 × 100% ≈ 48,48%

Tổng: 21,21 + 6,06 + 24,24 + 48,48 = 99,99% ≈ 100% (sai lệch do làm tròn).

Ví dụ 3: So sánh hai loại phân đạm

Phân đạm nào giàu nitơ hơn: amoni nitrat NH4NO3 hay urê CO(NH2)2?

  • NH4NO3: M = 14·2 + 4 + 48 = 80; %N = 28/80 × 100% = 35%.
  • CO(NH2)2: M = 12 + 16 + 2·(14 + 2) = 60; %N = 28/60 × 100% ≈ 46,67%.

Vậy urê giàu nitơ hơn, nên cùng một khối lượng phân bón thì urê cung cấp nhiều nitơ hơn.

Ví dụ 4: Tính khối lượng nguyên tố trong một lượng hợp chất

Có bao nhiêu gam sắt trong 40 g Fe2O3?

M = 2·56 + 48 = 160; %Fe = 112/160 × 100% = 70%. Khối lượng sắt = 40 × 70% = 28 g.

Ví dụ 5: So sánh các oxit sắt

Sắp xếp FeO, Fe2O3, Fe3O4 theo hàm lượng sắt giảm dần.

Oxit M (g/mol) Khối lượng Fe %Fe
FeO 72 56 77,78%
Fe3O4 232 168 72,41%
Fe2O3 160 112 70%

Thứ tự: FeO > Fe3O4 > Fe2O3. Mẹo: trong cùng một kim loại, oxit có ít oxi trên mỗi nguyên tử kim loại thì %kim loại cao hơn (tỉ lệ O : Fe lần lượt 1 ; 1,33 ; 1,5).

4. Lỗi sai thường gặp

  • Quên nhân chỉ số: tính %H trong H2SO4 bằng 1/98 thay vì 2/98.
  • Sai khối lượng mol Cl: phải dùng 35,5, không làm tròn thành 35 hoặc 36 nếu đề không yêu cầu.
  • Bỏ sót chỉ số ngoài ngoặc: trong Ca(OH)2 có 2 O và 2 H, không phải 1.
  • Chia cho khối lượng nguyên tố còn lại thay vì chia cho M của cả hợp chất.
  • Không kiểm tra tổng: kết quả cộng lại lệch xa 100% là dấu hiệu tính sai.

5. Bài tập tự luyện

Làm bài trước, rồi mới đối chiếu đáp án ở phần 6. Làm tròn đến hai chữ số thập phân.

  1. Tính %m các nguyên tố trong MgO.
  2. Tính %m các nguyên tố trong CuO.
  3. Tính %m của Ca, C, O trong CaCO3.
  4. Tính %m của H, S, O trong H2SO4.
  5. Tính %m của Na, O, H trong NaOH.
  6. Tính %m của K, Cl, O trong KClO3.
  7. Tính %m của Fe, O, H trong Fe(OH)3.
  8. Tính %m của Ca trong Ca(OH)2.
  9. Tính %m của P và O trong P2O5.
  10. Tính %m của C trong CO2.
  11. Tính %m của N trong NH3.
  12. Tính %m của C, H, O trong rượu etylic C2H5OH.
  13. Tính %m của C, H, O trong glucozơ C6H12O6.
  14. Tính %m của Al, S, O trong Al2(SO4)3.
  15. Tính %m của Na trong Na2CO3.
  16. Tính %m của O trong SO3.
  17. Có bao nhiêu gam đồng trong 16 g CuO?
  18. Có bao nhiêu gam canxi trong 250 g CaCO3?
  19. Cần lấy bao nhiêu gam CaCO3 để trong đó chứa 6 g cacbon?
  20. Trong 100 kg NH4NO3 có bao nhiêu kg nitơ?

6. Đáp án và gợi ý

Câu M (g/mol) Kết quả
1 40 Mg 60%; O 40%
2 80 Cu 80%; O 20%
3 100 Ca 40%; C 12%; O 48%
4 98 H 2,04%; S 32,65%; O 65,31%
5 40 Na 57,5%; O 40%; H 2,5%
6 122,5 K 31,84%; Cl 28,98%; O 39,18%
7 107 Fe 52,34%; O 44,86%; H 2,80%
8 74 Ca 54,05%
9 142 P 43,66%; O 56,34%
10 44 C 27,27%
11 17 N 82,35%
12 46 C 52,17%; H 13,04%; O 34,78%
13 180 C 40%; H 6,67%; O 53,33%
14 342 Al 15,79%; S 28,07%; O 56,14%
15 106 Na 43,40%
16 80 O 60%
17 80 16 × 80% = 12,8 g Cu
18 100 250 × 40% = 100 g Ca
19 100 6 : 12% = 50 g CaCO3
20 80 100 × 35% = 35 kg N

Gợi ý: câu 7 có nhóm (OH) nhân 3 nên có 3 O và 3 H, phần O + H = 51 g. Câu 14 có nhóm (SO4) nhân 3 nên có 3 S và 12 O. Câu 19 là bài ngược: biết khối lượng nguyên tố và %, em lấy khối lượng nguyên tố chia cho % (dạng số thập phân 0,12).

7. Mẹo kiểm tra nhanh

  • Hợp chất hai nguyên tố: tính một % rồi lấy 100% trừ, sau đó tính lại nguyên tố kia để kiểm tra chéo.
  • Nhớ vài giá trị quen thuộc: MgO (60% Mg), CaCO3 (40% Ca), CuO (80% Cu), SO3 (60% O), CO2 (27,27% C).
  • Muốn so sánh % một nguyên tố giữa các hợp chất cùng loại, có thể so tỉ lệ khối lượng của nguyên tố còn lại trên 1 nguyên tử nguyên tố chung, không cần tính hết.

8. Học tiếp các dạng liên quan

Khi đã thạo %m, em có thể làm dạng ngược lại là lập công thức từ thành phần nguyên tố, hoặc ôn lại các bước chuyển đổi mol, khối lượng.

  • Xác định công thức hóa học của hợp chất khi biết thành phần các nguyên tố
  • Bài tập xác định số mol
  • Chuyển đổi giữa khối lượng, thể tích, lượng chất
  • Tỉ khối của chất khí
  • Tính theo phương trình hóa học

Câu hỏi thường gặp

Công thức tính thành phần phần trăm theo khối lượng của nguyên tố là gì?

%m của nguyên tố A = (số nguyên tử A trong phân tử × khối lượng mol của A) / khối lượng mol của hợp chất × 100%.

Tổng thành phần phần trăm các nguyên tố trong một hợp chất bằng bao nhiêu?

Luôn bằng 100%. Nếu cộng lại lệch nhiều thì em đã tính sai; lệch rất nhỏ (như 99,99%) là do làm tròn số.

Khi đề cho khối lượng hợp chất, tính khối lượng nguyên tố thế nào?

Tính %m của nguyên tố trước, rồi nhân với khối lượng hợp chất. Ví dụ 40 g Fe2O3 chứa 70% Fe nên có 28 g Fe.

Có dùng 35,5 cho clo không hay làm tròn thành 35?

Nên dùng 35,5 vì đây là giá trị chuẩn trong chương trình lớp 8. Chỉ làm tròn khi đề bài nói rõ.

Bài học liên quan