Title CHUYÊN ĐỀ 3. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC (File GV).docx ✅

CHUYÊN ĐỀ 3. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC KIẾN THỨC CẦN NHỚ I. Định luật bảo toàn khối lượng 1. Nội dung định luật bảo toàn khối lượng - Định luật bảo toàn khối lượng (ĐL BTKL): Trong một phản ứng hóa học, tổng khối lượng các chất sản phẩm bằng tổng khối lượng của các chất tham gia phản ứng. - Giải thích: Trong các phản ứng hóa học, chỉ có các liên kết giữa các nguyên tử thay đổi còn số lượng nguyên tử mỗi nguyên tố vẫn giữ nguyên nên tổng khối lượng các chất được bảo toàn. 2. Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng - Xét phản ứng: A + B → C + D  Phương trình bảo toàn khối lượng: m A + m B = m C + m D . Trong một phản ứng có n chất, khi biết khối lượng của (n - 1) chất thì ta sẽ tính được khối lượng của chất còn lại. II. Phương trình hóa học 1. Phương trình hóa học - Phương trình hóa học là cách thức biểu diễn phản ứng hóa học bằng công thức hóa học của các chất tham gia phản ứng và các chất sản phẩm. VD: 2H 2 + O 2 → 2H 2 O 2. Các bước lập phương trình hóa học - Bước 1: Viết sơ đồ phản ứng, biểu diễn chất phản ứng và sản phẩm dạng công thức hóa học. - Bước 2: Cân bằng số nguyên tử mỗi nguyên tố: Tìm hệ số thích hợp đặt trước các công thức + Cách 1: Phương pháp chẵn – lẻ. + Cách 2: Phương pháp cân bằng theo thứ tự: KL → PK → H → O. - Bước 3: Viết phương trình hóa học hoàn chỉnh. Chú ý: ● Hệ số viết ngang với kí hiệu của chất. ● Không thay đổi chỉ số của công thức đã viết đúng. ● Nếu trong công thức hóa học có nhóm nguyên tử (OH, NO 3 , SO 4 , …) thì coi cả nhóm như một đơn vị để cân bằng. 3. Ý nghĩa của phương trình hóa học - Phương trình hóa học cho biết tỉ lệ về số nguyên tử, số phân tử giữa các chất cũng như từng cặp chất trong phản ứng. Tỉ lệ này bằng đúng tỉ lệ hệ số của mỗi chất trong phương trình hóa học.
DẠNG 1: ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG ❖ VÍ DỤ MINH HỌA Câu 1. [KNTT - SGK] Carbon tác dụng với oxygen theo sơ đồ: Giải thích tại sao khối lượng carbon dioxide bằng tổng khối lượng carbon và oxygen? Hướng dẫn giải Do khi phản ứng xảy ra thì chỉ có sự thay đổi liên kết hóa học còn số lượng nguyên tử mỗi nguyên tố không đổi (trước và sau phản ứng đều có 1C, 2O) nên khối lượng không đổi .  m carbon + m oxygen = m carbon dioxide Câu 2. [CD - SGK] Giải quyết tình huống: (a) Khi đốt cháy hoàn toàn một mẩu gỗ, ta thu được tro có khối lượng nhẹ hơn ban đầu. Theo em, sự thay đổi khối lượng này có mâu thuẫn với định luật bảo toàn khối lượng không? (b) Đề xuất các bước tiến hành thí nghiệm để kiểm chứng định luật bảo toàn khối lượng trong tình huống trên. Hướng dẫn giải (a) Sự thay đổi này không mâu thuẫn với định luật bảo toàn khối lượng vì khi cháy gỗ tác dụng với oxygen tạo thành CO 2 và H 2 O bay đi nên làm cho khối lượng tro còn lại nhỏ hơn khối lượng gỗ ban đầu. (b) Thí nghiệm kiểm chứng định luật bảo toàn khối lượng khi đốt mẩu gỗ. - Bước 1: Cho mẩu gỗ vào bình kín chứa khí oxygen  cân khối lượng bình lần 1 - Bước 2: Đốt cháy mẩu gỗ trong bình kín, sau khi phản ứng hoàn toàn  cân khối lượng bình lần 2 So sánh khối lượng bình trong 2 lần cân xem có bằng nhau không, nếu có bằng thì chứng tỏ có sự bảo toàn khối lượng trong phản ứng. Câu 3. [CD - SGK] Tính khối lượng FeS tạo thành trong phản ứng của Fe và S, biết khối lượng của Fe và S đã tham gia phản ứng lần lượt là 7 gam và 4 gam. Hướng dẫn giải Sơ đồ phản ứng: Fe + S → FeS Theo định luật BTKL ta có: m Fe + m S = m FeS  m FeS = 7 + 4 = 11 gam Câu 4. Đốt cháy hết 9 gam kim loại magnesium (Mg) trong không khí thu được 15 gam hợp chất magnesium oxide (MgO). Biết rằng, magnesium cháy là xảy ra phản ứng với khí oxygen (O 2 ) trong không khí . (a) Viết phương trình chữ của phản ứng. (b) Viết công thức về khối lượng của phản ứng xảy ra. (c) Tính khối lượng của khí oxygen đã phản ứng. Đ/s: (a) Magnesium + Khí oxygen → Magnesium oxide (b) m Mg + 2Om = m MgO (c) 2Om = 6 gam Câu 5. Cho kẽm (zinc) phản ứng với hydrochloric acid (HCl) tạo thành muối zinc chloride (ZnCl 2 ) và khí hydrogen (H 2 ). (a) Viết phương trình chữ của phản ứng. (b) Viết công thức về khối lượng của các chất trong phản ứng.
(c) Cho biết khối lượng của kẽm và hydrochloric acid đã phản ứng là 6,5 gam và 7,3 gam, khối lượng của zinc chloride là 13,6 gam. Hãy tính khối lượng khí hydrogen bay lên. Đ/s: (a) Zinc + Hydrochloric acid → Zinc chloride + Khí hydrogen (b) m Zn + m HCl = 2ZnClm + H2m (c) H2m = 0,2 gam Câu 6. Cho 14,2 gam sodium sulfate (Na 2 SO 4 ) phản ứng vừa đủ với barium chloride (BaCl 2 ) sau phản ứng thu được 23,3 gam barium sulfate (BaSO 4 ) và 11,7 gam sodium chloride (NaCl). (a) Viết công thức về khối lượng của các chất trong phản ứng. (b) Hãy tính khối lượng barium chloride (BaCl 2 ) đã tham gia phản ứng. Đ/s: (a) 2424NaSOBaClBaSONaClm + m = m + m (b) 2BaClm = 20,8 gam Câu 7. Đun nóng mạnh hỗn hợp gồm 28 g bột sắt (iron) và 20 g bột lưu huỳnh (sulfur) thu được 44 g chất iron (II) sulfide (FeS) màu xám. Biết rằng, để cho phản ứng xảy ra hết người ta đã lấy dư lưu huỳnh (sulfur). (a) Viết công thức về khối lượng của các chất trong phản ứng. (b) Tính khối lượng lưu huỳnh (sulfur) lấy dư. Đ/s: (a) m Fe + m S = m FeS (b) m S dư = 4 gam Câu 8. Calcium carbonate (CaCO 3 ) là thành phần chính của đá vôi. Khi nung đá vôi xảy ra phản ứng hóa học sau: Calcium carbonate → Calcium oxide + carbon dioxide Biết rằng khi nung 280 kg đá vôi tạo ra 140 kg calcium oxide (CaO – vôi sống) và 110 kg khí carbon dioxide (CO 2 ). (a) Viết công thức về khối lượng của các chất trong phản ứng. (b) Tính tỉ lệ phần trăm về khối lượng calcium carbonate chứa trong đá vôi. Gợi ý: 3 3 CaCO CaCO ®¸v«i m %m.100% m Đ/s: (a) 32CaCOCaOCOm = m + m (b) 3CaCO%m = 89,29% Câu 9. Hãy giải thích vì sao: (a) Khi nung nóng cục đá vôi (calcium carbonate) thì thầy khối lượng giảm đi (tham khảo phản ứng nung đá vôi ở bài trên). (b) Khi nung nóng miếng đồng trong không khí (có khí oxygen) thì thấy khối lượng tăng lên (biết rằng kim loại đồng cũng có phản ứng với không khí tương tự kim loại magnesium) Hướng dẫn giải a) Khi nung nóng cục đá vôi thì chất calcium carbonate bị phân huỷ thành chất calcium oxide và khí carbon dioxide thoát ra nên khối lượng giảm đi. (b) Khi nung nóng miếng đồng trong không khí thì đồng hoá hợp với khí oxygen tạo ra một chất mới nên khối lượng tăng lên. Câu 10. Biết rằng hydrochloric acid có phản ứng với chất calcium carbonate tạo ra chất calcium chloride, nước và khí carbon dioxide. Một cốc đựng dung dịch hydrochloric acid (1) và cục đá vôi (2) (thành phần chính là calcium carbonate) được đặt trên đĩa cân. Trên đĩa cân thứ hai đặt quả cân (3) vừa đủ cho cân ở vị trí thăng bằng. Bỏ cục đá vôi vào dung dịch hydrochloric acid, sau một thời gian phản ứng cân sẽ ở vị trí nào: A, B, hay C. Giải thích.
(A) (B) (C) Hướng dẫn giải Bỏ cục đá vôi vào dung dịch hydrochloric acid, sau một thời gian phản ứng cân sẽ ở vị trí (B) vì cục đá vôi bị hòa tan trong dung dịch hydrochloric acid thành chất canxichloride, nước và khí carbon dioxide thoát ra nên khối lượng giảm đi Câu 11. Dẫn 36 gam hỗn hợp khí gồm khí carbon monoxide (CO) và khí hydrogen (H 2 ) đi từ từ vào bình đựng 139,2 gam bột iron (II, III) oxide (Fe 3 O 4 ) đun nóng ở nhiệt độ cao, sau phản ứng thu được m gam sắt (iron), 74,4 gam hỗn hợp khí carbonic (CO 2 ) và hơi nước. (a) Viết công thức về khối lượng của các chất trong phản ứng. (b) Tính khối lượng sắt (iron) thu được. Đ/s: (a) m CO + 23422COHFeOFeCOHOm + m+ m= m + m + m (b) m Fe = 100,8 gam ❖ BÀI TẬP TỰ LUYỆN Câu 12. (a) Phát biểu định luật bảo toàn khối lượng. (b) Giải thích vì sao trong một phản ứng hóa học tổng khối lượng các chất được bảo toàn. Hướng dẫn giải (a) ĐLBTKL: Trong một phản ứng hóa học, tổng khối lượng các chất sản phẩm bằng tổng khối lượng của các chất tham gia phản ứng. (b) Giải thích: Trong phản ứng hóa học diễn ra sự thay đổi liên kết giữa các nguyên tử. Sự thay đổi này chỉ liên quan đến electron, còn số nguyên tử mỗi nguyên tố giữ nguyên và khối lượng nguyên tử thì không đổi, vì vậy tổng khối lượng các chất được bảo toàn. Câu 13. [KNTT - SGK] Sau khi đốt cháy than tổ ong (thành phần chính là carbon) thì thu được xỉ than. Xỉ than nặng hơn hay nhẹ hơn than tổ ong? Giải thích. Hướng dẫn giải Carbon cháy tạo khí CO 2 bay đi nên khối lượng xỉ than nhẹ hơn viên than tổ ong ban đầu do mất khối lượng. Câu 14. [KNTT - SGK] Vôi sống (calcium oxide) phản ứng với một số chất có mặt không khí như sau: Calcium oxide + Carbon dioxide → Calcium carbonate Calcium oxide + Nước → Calcium hydroxide Khi làm thí nghiệm, một học sinh quên đậy nắp lọ đựng vôi sống (thành phần chính là CaO), sau một thời gian thì khối lượng của lọ sẽ thay đổi như thế nào? Hướng dẫn giải Do vôi sống phản ứng với carbon dioxide và nước trong không khí nên làm khối lượng lọ đựng vôi sẽ tăng lên theo định luật bảo toàn khối lượng. Câu 15. Nung 5 tấn đá vôi (CaCO 3 ) thu được 2,8 tấn vôi sống (CaO) và khí carbonic (CO 2 ). (a) Viết phương trình chữ của phản ứng xảy ra.