BÀI 5. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG VÀ PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC ( câu)

1. NHẬN BIẾT (6 câu)

Câu 1: Hãy phát biểu nội dung của định luật bảo toàn khối lượng

Trả lời:

- Nội dung định luật bảo toàn khối lượng: Trong một phản ứng hóa học, tổng khối lượng các chất sản phẩm bằng khối lượng các chất tham gia phản ứng.

Câu 2: Hãy viết công thức định luật bảo toàn khối lượng áp dụng cho phản ứng giữa A và B tạo ra C và D .

Trả lời:

mA + mB = mC + mD.

Câu 3: Định luật bảo toàn khối lượng được giải thích như thế nào?

Trả lời:

- Trong các phản ứng hóa học, chỉ có liên kết giữa các nguyên tử thay đổi, còn số nguyên tử mỗi nguyên tố hóa học vẫn giữ nguyên, vì vậy tổng khối lượng của các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng của các chất sản phẩm.

Câu 4: Phương trình hóa học là gì?

Trả lời:

Phương trình hóa học là phương trình biểu diễn ngắn gọn phản ứng hóa học. Phương trình hóa học bao gồm công thức hóa học của các chất trong phản ứng với hệ số thích hợp sao cho số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế đều bằng nhau.

Câu 5: Hãy nêu các bước lập phương trình hóa học và các lưu ý.

Trả lời:

- Bước 1: Viết sơ đồ của phản ứng

- Bước 2: Cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở 2 vế

- Bước 3: Viết phương trình hóa học của phản ứng.

• Lưu ý

- Hệ số viết ngang với kí hiệu của các chất.

- Không thay đổi các chỉ số trong các công thức hóa học đã viết đúng.

- Nếu trong công thức hóa học, các chất ở 2 vế có những nhóm nguyên tử giống nhau thì coi nhóm nguyên tử này như một “nguyên tố” để cân bằng.

Câu 6: Nêu ý nghĩa của phương trình hóa học

Trả lời:

- Phương trình hóa học cho ta biết trong phản ứng hóa học, lượng các chất tham gia phản ứng và các chất sản phẩm theo một tỉ lệ xác định.

1. THÔNG HIỂU (9 câu)

Câu 1. Cho 13 gam Zn tác dụng với dung dịch HCl thu được 27,2 gam ZnCl2 và 0,4 gam khí H2. 

1. Viết phương trình phản ứng.

1. b)  Tính khối lượng của HCl đã phản ứng.

Trả lời:

• Phương trình phản ứng: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

• Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

mZn + mHCl = mZnCl2  + mH2

→ mHCl = mZnCl2  + mH2 – mZn 

= 27,2 + 0,4 – 13 = 14,6 gam.

Vậy khối lượng của HCl đã tham gia phản ứng là 14,6 gam.

Câu 2: Khử hoàn toàn 12 gam CuO bằng 9 gam khí CO thu được 6 gam CO2 và đồng. 

1. Viết phương trình hóa học.
2. Tính khối lượng của đồng sinh ra sau phản ứng.

Trả lời: 

• PTHH: CuO + CO ⟶  Cu + CO2

• Áp dụng định luật BTKL, ta được:Áp dụng định luật BTKL, ta được:

mCuO + mCO = mCu + mCO2 

→ mCu = mCuO + mCO + mCO2 

→ mCu= 12+ 9- 6

→ mCu= 15 gam

Vậy khối lượng đồng sinh ra sau phản ứng là 15 gam.

Câu 3: Nung đá vôi (CaCO3) người ta thu được 16,8 kg CaO và 13,2 kg khí CO2. 

1. Viết phương trình hóa học của phản ứng
2. Tính khối lượng đá vôi cần dùng.

Trả lời:

• PTHH: CaCO3 to→ CaO + CO2

• Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, ta có:

mCaCO3=mCaO+mCO2

→mCaCO3=16,8+13,2

→mCaCO3=30(Kg)

Vậy khối lượng đá vôi cần dùng là: 30Kg

Câu 4: Khi cho 11,2 gam CaO phản ứng với khí CO2 thu được 20 gam CaCO3. 

1. Viết phương trình hóa học của phản ứng.
2. Tính khối lượng của khí CO2 phản ứng.

Trả lời:

• PTHH: CaO + CO2 →  CaCO3

• Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

→ mCaO+mCO2=mCaCO3

→ mCO2=mCaCO3−mCaO

→ mCO2=20−11,2=8,8 (gam)

Vậy khối lượng CO2 phản ứng là 8,8 gam.

Câu 5: Đốt cháy 6,4 gam sulfur trong không khí thu được 12,8 gam SO2. Tính khối lượng oxygen đã phản ứng.

Trả lời:

• PTHH: S + O2  to→   SO2

• Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

→ mS+mO2=mSO2

→ mO2=mSO2−mS

→ mCO2=12,8−6,4=6,4 (gam)

Câu 6: Hoà tan aluminium (Al) trong dung dịch sulfurric acid (H2SO4) thu được Al2(SO4)3 và khí hydrogen (H2). 

• Hãy viết phương trình hóa học cho phản ứng trên.

• Tính tỉ lệ mol giữa Al và H2

Trả lời:

• PTHH:          2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2

• Tỉ lệ mol giữa Al và H2 là:    nAl: nH2 = 2:3

Câu 7: Lập phương trình hóa học cho các phản ứng sau

1. Fe + O2 → FeO
2. Al + Cl2 → AlCl3
3. AlCl3 + NaOH → Al(OH)3 + NaCl
4. Na2CO3+ HCl → NaCl + CO2 +H2O

Trả lời:

• 2Fe + O2 → 2FeO

• 2Al + 3Cl2 → 2AlCl3

• AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3 + 3NaCl

• Na2CO3+ 2HCl → 2NaCl + CO2 +H2O

Câu 8: Khi phân hủy hoàn toàn 24,5g KClO3 thu được 9,6 g khí oxygen và muối potassium chloride (KCl). 
a) Lập PTHH.
b) Tính khối lượng muối kali clorua thu được?

Trả lời:

• PTHH:          2KClO3→ 2KCl + 3O2

• Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

mKClO3 + mKCl+mO2

→ 24,5 = mKCl + 9,6

→ mKCl = 14,9 g

Câu 9: Cho phương trình hóa học sau 

Fe + 3AgNO3 → Fe(NO3)3 + 3Ag

1. Hãy cho biết tỉ lệ số mol của Fe với các chất sản phẩm.
2. Hãy cho biết tỉ lệ khối lượng của Fe với Ag.

Trả lời:

• Tỉ lệ số mol của Fe với các chất sản phẩm là

nFe : nFe(NO3)3 : nAg = 1:1:3

• Tỉ lệ số mol của Fe với Ag là

nFe : nAg = 1:3

→ mFe : mAg = (1.56) : (3.108)

                     = 14:81

 VẬN DỤNG (8 câu)

Câu 1: 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? Giải thích và viết PTHH minh họa.

Trả lời:

Sau một thời gian khối lượng của lọ sẽ tăng lên. Nguyên nhân do trong không khí có chứa khí carbon dioxide và hơi nước, chúng sẽ tác dụng với vô sống làm khối lượng của lọ đựng vôi tăng lên.

PTHH: 

CaO + H2O → Ca(OH)2

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O

CaO + CO2 → CaCO3

Câu 2: Đun nóng mạnh hỗn hợp gồm 28 g bột sắt và 20 g bột lưu huỳnh thu được 44 gam chất iron (II) sulfide (FeS) màu xám. Biết rằng để cho phản ứng hoá hợp xảy ra hết người ta đã lấy dư lưu huỳnh là a gam. 

1. Viết phương trình hóa học cho phản ứng trên
2. Tính giá trị của a

Trả lời:

• Fe + S to→ FeS

• Theo định luật bảo toàn khối lượng, ta có công thức khối lượng của phản ứng:

mFe+mS=mFeS

   Khối lượng lưu huỳnh đã hóa hợp với sắt là:

mS=mFeS−mFe

       = 44 – 28 = 16(g)

   Khối lượng lưu huỳnh lấy dư: 20 – 16 = 4 (g)

Vậy a là 4.

Câu 3: Biết rằng chlohydric acid có phản ứng với chất calcium carbonate tạo ra chất calciun chloride, nước và khí carbon dioxide.

Một cốc đựng dung dịch  chlohydric acid (1) và cục đá vôi (2) (thành phần chính là chất calcium carbonate) được đặt trên một đĩa cân. Trên đĩa cân thứ hai đặt quả cân (3) vừa đủ cho kim ở vị trí thăng bằng.

Bỏ cục đá vôi vào dung dịch chlohydric acid. Hãy dự đoán hiện tượng xảy ra, kim của chiếc cân sẽ nghiêng về bên nào? Viết PTHH minh họa.

Trả lời:

- Hiện tượng xảy ra: cục đá vôi tan dần đồng thơi xuất hiện rất nhiều bọt khí. Kim của chiếc cân sẽ nghiêng về phía quả cân.

- Nguyên nhân, do khí carbon dioxide khoát ra ngoài môi trường làm tổng khối lượng của các chất sản phẩm nằm trên cân không được bảo toàn. Vì vậy kim đồng hồ nghiêng về phía quả cân.

PTHH:          CaCO3 + HCl → CaCl2 + CO2 ↑ + H2O

Câu 4: Cho sơ đồ phản ứng: 

Fe(OH)y + H2SO4 → Fex(SO4)y + H2O.

Hãy biện luận để thay x, y (biết rằng x ≠ y) bằng các chỉ số thích hợp rồi lập phương trình hóa học của phản ứng

Trả lời:

Fe có hóa trị II và III còn có nhóm (SO4) có hóa trị II

Mà x ≠ y → x = 2 và y = 3 là hợp lí.

Phương trình hóa học:          2Fe(OH)3+3H2SO4→Fe2(SO4)3+6H2O

Câu 5: Hãy tính tổng các chất tham gia PTHH của các sơ đồ phản ứng:

1. FexOy+ H2 → Fe + H2O
2. CnH2n + O2 → CO2 + H2O

Trả lời:

• PTHH: FexOy+ yH2 → xFe + yH2O

→ Tổng hệ số các chất tham gia phản ứng là 1+y

• PTHH: CnH2n + 3n2O2 → nCO2 + nH2O 

→ Tổng hệ số các chất tham gia phản ứng là 3n2 +1

Câu 6: Hãy hoàn thành các sơ đồ phản ứng sau

1. NaOH + HCl → ? + H2O
2. Fe + H2SO4 → FeSO4 + ?
3. Al(OH)3 + H2SO4 → Al2(SO4)3 + ?
4. Fe(NO3)3 + KOH → Fe(OH)3 + ?

Trả lời:

• NaOH + HCl → NaCl + H2O

• Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2

• 2Al(OH)3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 6H2O

• Fe(NO3)3 + 3KOH → Fe(OH)3 + 3KNO3

Câu 7: Cho kim loại nhôm tác dụng với sulfuric acid (H2SO4) tạo ra khí hydrogen (H2) và hợp chất nhôm sunfat Al2(SO4)3.
a) Lập PTHH.
b) Cho biết tỉ lệ khối lượng nhôm Al lần lượt với ba chất còn lại trong phản ứng hóa học.

Trả lời:

• PTHH: 2Al + 3H2SO4 →  Al2(SO4)3 + 3H2
  b) nAl : nH2SO4 : nAl2(SO4)3 : nH2 =  2:3:1:3

→  mAl : mH2SO4 : mAl2(SO4)3 : mH2 = (2.27):(3.98):(1.342):(1.2)

                                                      = 54:293:342:2 

Câu 8: Giả thiết trong không khí, sắt tác dụng với oxygen tạo thành gỉ sắt (Fe2O3). Từ 11,2 gam sắt có thể tạo ra tối đa bao nhiêu gam gỉ sắt?

Trả lời:

Phương trình hoá học: 4Fe + 3O2 → 2Fe2O3

Ta có tỉ lệ:

Số mol Fe : Số mol O2 : Số mol Fe2O3 = 4 : 3 : 2.

Từ tỉ lệ mol ta xác định được tỉ lệ khối lượng các chất:

Khối lượng Fe : Khối lượng O2 : Khối lượng Fe2O3

= (56 . 4) : (32 . 3) : (160 . 2) = 7 : 3 : 10.

Vậy cứ 7 gam Fe phản ứng hết với 3 gam O2 tạo ra 10 gam Fe2O3.

Do đó từ 11,2 gam Fe có thể tạo ra tối đa: 11,2.10/7=16 gam gỉ sắt.

4. VẬN DỤNG CAO (5 câu)

Câu 1: Đun nóng 15,8 g thuốc tím (KMnO4)trong ống nghiệm để điều chế khí oxygen. Biết rằng, chất rắn còn lại trong ống nghiệm có khối lượng 12,6 g; khối lượng khí oxygen thu được là 2,8 g. Tính hiệu suất của phản ứng phân huỷ.

Trả lời:

Theo định luật bảo toàn khối lượng thì khối lượng khí oxi thu được phải là:

mO2=mKMnO4–mchấtrắncònlại=15,8–12,6=3,2(g)

Hiệu suất của phản ứng phân hủy bằng:

Hs=2,83,2×100%=87,5%

Câu 2: Còn có thể điều chế khí oxygen bằng cách đun nóng KClO3 (chất rắn màu trắng). Khi đun nóng 24,5 g KClO3, chất rắn còn lại trong ống nghiệm có khối lượng là 13,45 g. Khối lượng oxygen thu được là bao nhiêu, biết hiệu suất phân hủy là 80%.

Trả lời:

Theo định luật bảo toàn khối lượng, ta có khối lượng khí oxygen thu được là:

mO2= 24,5 – 13,45 = 11,05 (gam)

Khối lượng thực tế oxi thu được:

mO2 = 11,05.80:100 = 8,84 (gam)

Vậy khối lượng oxygen thu được là 8,84 gam

Câu 3: Tổng hệ số của các chất sau khi cân bằng phương trình sau là bao nhiêu?

Cu + HNO3→ Cu(NO3)2 + NO↑ + H2O

Trả lời:

PTHH:           3Cu + 8HNO3→ 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O

→ Tổng hệ số của các chất sau khi cân bằng phương trình là: 3+8+3+2+4= 20

Trả lời: 

Câu 4: Cho sơ đồ phản ứng:

CnH2n+2 + O2 → CO2 + H2O 

Hãy tính tổng hệ số đứng trước O2 và CO2 sau khi cân bằng.

Trả lời:

PTHH:                 2CnH2n+2 + (3n+1) O2 → 2n CO2 + 2(n+1) H2O 

→ Tổng hệ số của các chất sau khi cân bằng phương trình là: 3n+1 + 2n= 5n+1

Câu 5: Cho sơ đồ phản ứng sau:

Fe3O4 + HNO3 → Fe(NO3)3 + NxOy + H2O

Hệ số đứng trước HNO3 sau khi cân bằng phương trình là bao nhiêu?

Trả lời:

PTHH:   

(5x-2y) Fe3O4 + (46x-18y) HNO3 →(15x-6y) Fe(NO3)3 + NxOy + (23x-9y)H2O

→ Hệ số đứng trước HNO3 sau khi cân bằng phương trình là 46x-18y