I. GIỚI THIỆU ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG

1. Định luật bảo toàn khối lượng là gì?

Phát biểu chính thức: Trong một phản ứng hóa học, tổng khối lượng của các chất tham gia phản ứng luôn bằng tổng khối lượng của các chất tạo thành sau phản ứng.

Nói cách khác:

• Khối lượng không tự sinh ra
• Khối lượng không tự mất đi
• Chỉ có sự chuyển hóa từ chất này sang chất khác
• Các nguyên tử không bị phá hủy, chỉ sắp xếp lại thành phân tử mới

Người phát hiện: Antoine Lavoisier (nhà hóa học người Pháp) vào năm 1774, được tôn vinh là “Cha đẻ của Hóa học hiện đại”.

Thí nghiệm lịch sử: Lavoisier đốt cháy kim loại trong bình kín, cân khối lượng trước và sau phản ứng, phát hiện khối lượng không đổi (kể cả khí).

2. Ý nghĩa của định luật

Về mặt khoa học:

• Là nền tảng của Hóa học hiện đại
• Chứng minh nguyên tử không thể bị phá vỡ trong phản ứng hóa học thông thường
• Giúp cân bằng phương trình hóa học
• Cơ sở để tính toán lượng chất trong phản ứng

Về mặt thực tiễn:

• Tính toán lượng nguyên liệu cần dùng trong sản xuất
• Tối ưu hóa quy trình công nghiệp
• Kiểm soát chất thải và bảo vệ môi trường
• Phân tích thành phần hợp chất

4. Phân chia theo chương trình học

II. CÔNG THỨC BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG CƠ BẢN (LỚP 8)

1. Công thức tổng quát

📌 CÔNG THỨC CƠ BẢN – QUAN TRỌNG NHẤT:

$$\boxed{m_{\text{chất tham gia}} = m_{\text{sản phẩm}}}$$

Hoặc viết cách khác:

$$\boxed{m_{\text{trước phản ứng}} = m_{\text{sau phản ứng}}}$$

Áp dụng cho phương trình hóa học tổng quát:

$$\text{A} + \text{B} \rightarrow \text{C} + \text{D}$$

Ta có:

$$\boxed{m_A + m_B = m_C + m_D}$$

Trong đó:

• $m_A$, $m_B$: Khối lượng các chất tham gia phản ứng (chất phản ứng)
• $m_C$, $m_D$: Khối lượng các chất tạo thành (sản phẩm)

Lưu ý quan trọng:

• Công thức này áp dụng cho MỌI phản ứng hóa học
• Phải tính đầy đủ TẤT CẢ các chất: rắn, lỏng, khí, kết tủa
• Không bỏ sót bất kỳ chất nào, kể cả nước, khí thoát ra

2. Công thức tìm khối lượng chất thiếu

Nguyên tắc: Nếu biết 3 trong 4 khối lượng, có thể tìm được khối lượng còn lại.

Từ công thức: $m_A + m_B = m_C + m_D$

Tìm $m_A$ (khối lượng chất A): $$\boxed{m_A = m_C + m_D – m_B}$$

$$m_A = \text{Tổng sản phẩm} – \text{Chất tham gia còn lại}$$

Tìm $m_B$ (khối lượng chất B): $$\boxed{m_B = m_C + m_D – m_A}$$

$$m_B = \text{Tổng sản phẩm} – \text{Chất tham gia còn lại}$$

Tìm $m_C$ (khối lượng sản phẩm C): $$\boxed{m_C = m_A + m_B – m_D}$$

$$m_C = \text{Tổng chất tham gia} – \text{Sản phẩm còn lại}$$

Tìm $m_D$ (khối lượng sản phẩm D): $$\boxed{m_D = m_A + m_B – m_C}$$

$$m_D = \text{Tổng chất tham gia} – \text{Sản phẩm còn lại}$$

3. Ví dụ minh họa lớp 8

Ví dụ 1: Đốt cháy 12g than (C) trong không khí thu được 44g khí CO₂. Tính khối lượng khí O₂ đã phản ứng?

Lời giải:

Bước 1: Viết phương trình hóa học $$\text{C} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2$$

Bước 2: Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng $$m_C + m_{O_2} = m_{CO_2}$$

Bước 3: Thay số $$12 + m_{O_2} = 44$$

Bước 4: Tính toán $$m_{O_2} = 44 – 12 = 32 \text{ g}$$

Đáp án: Khối lượng O₂ phản ứng là 32g

Ví dụ 2: Cho 5.6g sắt (Fe) phản ứng với dung dịch axit HCl, thu được 0.2g khí H₂ và muối FeCl₂. Tính khối lượng FeCl₂ tạo thành? Biết khối lượng HCl phản ứng là 7.3g.

Lời giải:

Bước 1: Viết phương trình $$\text{Fe} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{FeCl}_2 + \text{H}_2 \uparrow$$

Bước 2: Áp dụng bảo toàn khối lượng $$m_{Fe} + m_{HCl} = m_{FeCl_2} + m_{H_2}$$

Bước 3: Thay số $$5.6 + 7.3 = m_{FeCl_2} + 0.2$$

Bước 4: Tính $$m_{FeCl_2} = 12.9 – 0.2 = 12.7 \text{ g}$$

Đáp án: Khối lượng FeCl₂ tạo thành là 12.7g

Ví dụ 3: Nung nóng 10g hỗn hợp CaCO₃ và MgCO₃, thu được 5.6g hỗn hợp oxit (CaO và MgO) và khí CO₂. Tính khối lượng CO₂ thoát ra?

Lời giải:

Bước 1: Viết PTHH $$\text{CaCO}_3 \xrightarrow{t°} \text{CaO} + \text{CO}_2 \uparrow$$ $$\text{MgCO}_3 \xrightarrow{t°} \text{MgO} + \text{CO}_2 \uparrow$$

Bước 2: Áp dụng bảo toàn khối lượng $$m_{\text{cacbonat}} = m_{\text{oxit}} + m_{CO_2}$$

Bước 3: Thay số $$10 = 5.6 + m_{CO_2}$$

Bước 4: Tính $$m_{CO_2} = 10 – 5.6 = 4.4 \text{ g}$$

Đáp án: Khối lượng CO₂ thoát ra là 4.4g

4. Lưu ý quan trọng lớp 8

⚠️ Chú ý 1: Phản ứng có khí thoát ra

Khi có khí thoát ra (ký hiệu ↑), PHẢI tính khối lượng khí vào công thức.

Ví dụ: $$\text{CaCO}_3 \xrightarrow{t°} \text{CaO} + \text{CO}_2 \uparrow$$

$$m_{CaCO_3} = m_{CaO} + m_{CO_2}$$

Nhận xét: Khối lượng chất rắn giảm = Khối lượng khí thoát ra

⚠️ Chú ý 2: Phản ứng đốt cháy trong không khí

Khi đốt cháy chất trong không khí, có O₂ tham gia phản ứng.

Ví dụ: Đốt than trong không khí $$\text{C} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2$$

Phải tính: $$m_C + m_{O_2} = m_{CO_2}$$

Lưu ý: O₂ lấy từ không khí, không phải là chất ban đầu cho vào, nhưng vẫn phải tính!

⚠️ Chú ý 3: Định luật có tính nước không?

CÓ! Nước cũng là một chất hóa học, phải tuân theo định luật bảo toàn khối lượng.

Ví dụ: $$2\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{H}_2\text{O}$$

$$m_{H_2} + m_{O_2} = m_{H_2O}$$

Nếu có nước tham gia hoặc tạo thành → PHẢI tính vào công thức

⚠️ Chú ý 4: Phản ứng có kết tủa

Kết tủa (ký hiệu ↓) là chất rắn không tan, PHẢI tính khối lượng.

Ví dụ: $$\text{AgNO}_3 + \text{NaCl} \rightarrow \text{AgCl} \downarrow + \text{NaNO}_3$$

$$m_{AgNO_3} + m_{NaCl} = m_{AgCl} + m_{NaNO_3}$$

III. BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG NGUYÊN TỐ (LỚP 10)

1. Định nghĩa

Bảo toàn nguyên tố: Trong phản ứng hóa học, số nguyên tử của mỗi nguyên tố được bảo toàn (không tăng, không giảm, chỉ sắp xếp lại).

Giải thích:

• Nguyên tử không bị tạo ra hay phá hủy
• Nguyên tử chỉ thay đổi cách liên kết
• Số lượng nguyên tử mỗi nguyên tố trước phản ứng = sau phản ứng

Hệ quả: $$\boxed{\text{Khối lượng nguyên tố trước phản ứng} = \text{Khối lượng nguyên tố sau phản ứng}}$$

Ví dụ: Phản ứng $2\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{H}_2\text{O}$

• Số nguyên tử H: 4 (trước) = 4 (sau)
• Số nguyên tử O: 2 (trước) = 2 (sau)

2. Công thức bảo toàn nguyên tố

Cho phản ứng tổng quát: $$a\text{A} + b\text{B} \rightarrow c\text{C} + d\text{D}$$

Với nguyên tố X có trong chất A và chất C:

$$\boxed{a \times \text{Số X trong A} = c \times \text{Số X trong C}}$$

Hoặc dưới dạng khối lượng:

$$\boxed{m_X \text{(trong chất tham gia)} = m_X \text{(trong sản phẩm)}}$$

Hoặc dưới dạng số mol nguyên tử:

$$\boxed{n_X \text{(trước)} = n_X \text{(sau)}}$$

3. Công thức tính theo phần trăm khối lượng

Nếu biết phần trăm khối lượng nguyên tố trong hợp chất:

$$\boxed{m_{\text{nguyên tố}} = m_{\text{hợp chất}} \times \%_{\text{nguyên tố}}}$$

Trong đó:

$$%_{\text{nguyên tố}} = \frac{\text{Khối lượng nguyên tố}}{\text{Khối lượng phân tử}} \times 100%$$

Ví dụ 1: Tính khối lượng Fe có trong 16g Fe₂O₃?

Lời giải:

Bước 1: Tính % Fe trong Fe₂O₃

• Khối lượng mol Fe₂O₃ = $2 \times 56 + 3 \times 16 = 160$ g/mol
• Khối lượng Fe trong 1 mol Fe₂O₃ = $2 \times 56 = 112$ g

$$%_{Fe} = \frac{112}{160} \times 100% = 70%$$

Bước 2: Tính khối lượng Fe $$m_{Fe} = 16 \times 70% = 11.2 \text{ g}$$

Đáp án: Có 11.2g Fe trong 16g Fe₂O₃

Ví dụ 2: Trong 23.4g NaCl có bao nhiêu gam Na?

Lời giải:

Bước 1: Tính % Na

• M(NaCl) = 23 + 35.5 = 58.5 g/mol

$$%_{Na} = \frac{23}{58.5} \times 100% \approx 39.3%$$

Bước 2: Tính m(Na) $$m_{Na} = 23.4 \times 39.3% \approx 9.2 \text{ g}$$

4. Bảo toàn nguyên tố trong dãy chuyển hóa

Cho dãy chuyển hóa: $$\text{A} \rightarrow \text{B} \rightarrow \text{C}$$

Nếu nguyên tố X có trong A và C:

$$\boxed{m_X \text{(trong A)} = m_X \text{(trong C)}}$$

Hoặc:

$$\boxed{n_X \text{(trong A)} = n_X \text{(trong C)}}$$

Ví dụ: Cho dãy chuyển hóa: Fe → Fe₂O₃ → FeCl₃

Nếu bắt đầu với 5.6g Fe, tìm khối lượng FeCl₃ tạo thành (giả sử hiệu suất 100%)?

Lời giải:

Bước 1: Tính số mol Fe $$n_{Fe} = \frac{5.6}{56} = 0.1 \text{ mol}$$

Bước 2: Áp dụng bảo toàn nguyên tố Fe

• Trong dãy chuyển hóa, số mol Fe không đổi
• $n_{Fe} \text{ (ban đầu)} = n_{Fe} \text{ (trong FeCl}_3\text{)}$

$$n_{FeCl_3} = n_{Fe} = 0.1 \text{ mol}$$

Bước 3: Tính khối lượng FeCl₃

• M(FeCl₃) = 56 + 3 × 35.5 = 162.5 g/mol

$$m_{FeCl_3} = 0.1 \times 162.5 = 16.25 \text{ g}$$

Đáp án: Khối lượng FeCl₃ là 16.25g

5. Bảo toàn khối lượng trong phản ứng trao đổi muối

Phản ứng trao đổi tổng quát: $$\text{AB} + \text{CD} \rightarrow \text{AD} + \text{CB}$$

Áp dụng bảo toàn khối lượng: $$\boxed{m_{AB} + m_{CD} = m_{AD} + m_{CB}}$$

Lưu ý quan trọng:

Nếu có kết tủa hoặc khí thoát ra:

• Khối lượng dung dịch sẽ giảm
• Khối lượng giảm = Khối lượng kết tủa (hoặc khí)

$$\boxed{m_{\text{dd giảm}} = m_{\text{kết tủa}} \text{ (hoặc } m_{\text{khí}}\text{)}}$$

Ví dụ: Cho dung dịch NaCl vào dung dịch AgNO₃, tạo kết tủa AgCl:

$$\text{NaCl} + \text{AgNO}_3 \rightarrow \text{AgCl} \downarrow + \text{NaNO}_3$$

Phân tích:

• Khối lượng chất tan trước = $m_{NaCl} + m_{AgNO_3}$
• Khối lượng chất tan sau = $m_{NaNO_3}$ (AgCl kết tủa, không tan)
• Khối lượng dung dịch giảm = $m_{AgCl}$

$$m_{\text{dd giảm}} = m_{NaCl} + m_{AgNO_3} – m_{NaNO_3} = m_{AgCl}$$

IV. CÔNG THỨC ÁP DỤNG THỰC TẾ

1. Tính hiệu suất phản ứng

Định nghĩa hiệu suất (H%): Tỉ lệ phần trăm giữa khối lượng (hoặc số mol) sản phẩm thực tế thu được so với khối lượng (hoặc số mol) sản phẩm lý thuyết tính được.

Công thức:

$$\boxed{H\% = \frac{m_{\text{thực tế}}}{m_{\text{lý thuyết}}} \times 100\%}$$

Hoặc:

$$\boxed{H\% = \frac{n_{\text{thực tế}}}{n_{\text{lý thuyết}}} \times 100\%}$$

Lưu ý: Định luật bảo toàn khối lượng được dùng để tính $m_{\text{lý thuyết}}$ (giả sử phản ứng hoàn toàn 100%).

Ví dụ: Đốt cháy 12g C với O₂ dư. Thực tế thu được 40g CO₂. Tính hiệu suất phản ứng?

Lời giải:

Bước 1: Viết PTHH và tính theo lý thuyết $$\text{C} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2$$

• $n_C = \frac{12}{12} = 1$ mol
• $n_{CO_2} \text{ (lý thuyết)} = 1$ mol
• $m_{CO_2} \text{ (lý thuyết)} = 1 \times 44 = 44$ g

Bước 2: Tính hiệu suất $$H\% = \frac{40}{44} \times 100\% \approx 90.9\%$$

Đáp án: Hiệu suất phản ứng là 90.9%

2. Bài toán đốt cháy hợp chất hữu cơ

Khi đốt cháy hợp chất hữu cơ $C_xH_yO_z$:

$$C_xH_yO_z + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O$$

Áp dụng bảo toàn nguyên tố:

Bảo toàn C: $$\boxed{m_C \text{ (trong hợp chất)} = m_C \text{ (trong } CO_2\text{)}}$$

$$n_C \text{ (trong hợp chất)} = n_{CO_2}$$

Bảo toàn H: $$\boxed{m_H \text{ (trong hợp chất)} = m_H \text{ (trong } H_2O\text{)}}$$

$$n_H \text{ (trong hợp chất)} = 2n_{H_2O}$$

Bảo toàn O: $$\boxed{m_O \text{ (hợp chất)} + m_{O_2} = m_O \text{ (trong } CO_2 \text{ và } H_2O\text{)}}$$

Ví dụ: Đốt cháy hoàn toàn một hợp chất hữu cơ A chứa C, H, O thu được 4.4g CO₂ và 1.8g H₂O. Xác định công thức phân tử của A, biết khối lượng mol của A là 30 g/mol.

Lời giải:

Bước 1: Tính số mol C và H

• $n_{CO_2} = \frac{4.4}{44} = 0.1$ mol → $n_C = 0.1$ mol
• $n_{H_2O} = \frac{1.8}{18} = 0.1$ mol → $n_H = 0.2$ mol

Bước 2: Tính khối lượng C và H

• $m_C = 0.1 \times 12 = 1.2$ g
• $m_H = 0.2 \times 1 = 0.2$ g

Bước 3: Giả sử 1 mol A (30g), tính m(O)

• $m_O = 30 – 1.2 \times \frac{30}{1.4} – 0.2 \times \frac{30}{1.4}$

Phương pháp đơn giản hơn:

• Tỉ lệ $n_C : n_H = 0.1 : 0.2 = 1 : 2$
• Nếu A là $CH_2O_z$: M = 12 + 2 + 16z = 30
• → z = 1

Đáp án: Công thức phân tử là CH₂O (fomanđehit)

3. Bài toán pha trộn dung dịch

Khi trộn 2 dung dịch:

$$\boxed{m_{dd1} + m_{dd2} = m_{dd \text{ mới}} + m_{\text{kết tủa/khí}}}$$

Nếu không có kết tủa hoặc khí thoát ra: $$m_{dd \text{ mới}} = m_{dd1} + m_{dd2}$$

Nếu có kết tủa: $$m_{dd \text{ mới}} = m_{dd1} + m_{dd2} – m_{\text{kết tủa}}$$

Nếu có khí thoát ra: $$m_{dd \text{ mới}} = m_{dd1} + m_{dd2} – m_{\text{khí}}$$

4. Bài toán nung hóa chất

Ví dụ điển hình: Nung cacbonat kim loại

$$\text{CaCO}_3 \xrightarrow{t°} \text{CaO} + \text{CO}_2 \uparrow$$

Áp dụng bảo toàn khối lượng: $$\boxed{m_{CaCO_3} = m_{CaO} + m_{CO_2}}$$

Hệ quả: $$\boxed{m_{\text{chất rắn giảm}} = m_{\text{khí thoát ra}}}$$

Ví dụ: Nung 20g CaCO₃, thu được 11.2g chất rắn. Tính % CaCO₃ bị phân hủy?

Lời giải:

Bước 1: Tính khối lượng CO₂ thoát ra $$m_{CO_2} = 20 – 11.2 = 8.8 \text{ g}$$

Bước 2: Tính số mol CaCO₃ phân hủy

• $n_{CO_2} = \frac{8.8}{44} = 0.2$ mol
• $n_{CaCO_3} \text{ (phân hủy)} = 0.2$ mol

Bước 3: Tính % phân hủy

• $n_{CaCO_3} \text{ (ban đầu)} = \frac{20}{100} = 0.2$ mol
• $%\text{ phân hủy} = \frac{0.2}{0.2} \times 100% = 100%$

Đáp án: CaCO₃ phân hủy hoàn toàn 100%

V. BẢNG CÔNG THỨC TỔNG HỢP

A. Công thức cơ bản (Lớp 8)

B. Bảo toàn nguyên tố (Lớp 10)

C. Trường hợp đặc biệt

VI. BÀI TẬP THEO TỪNG DẠNG

Dạng 1: Tính khối lượng chất thiếu (Lớp 8)

Bài tập 1: Nung 10g KMnO₄ thu được 9.2g chất rắn (K₂MnO₄ và MnO₂) và khí O₂. Tính khối lượng O₂ thoát ra?

Lời giải:

Bước 1: Viết PTHH $$2\text{KMnO}_4 \xrightarrow{t°} \text{K}_2\text{MnO}_4 + \text{MnO}_2 + \text{O}_2 \uparrow$$

Bước 2: Áp dụng bảo toàn khối lượng $$m_{KMnO_4} = m_{\text{chất rắn}} + m_{O_2}$$

Bước 3: Thay số $$10 = 9.2 + m_{O_2}$$

Bước 4: Tính $$m_{O_2} = 10 – 9.2 = 0.8 \text{ g}$$

Đáp án: 0.8g O₂

Bài tập 2: Đốt cháy hoàn toàn 2.3g natri (Na) trong không khí thu được 3.1g Na₂O. Tính khối lượng O₂ đã phản ứng?

Lời giải:

Bước 1: PTHH $$4\text{Na} + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{Na}_2\text{O}$$

Bước 2: Bảo toàn khối lượng $$m_{Na} + m_{O_2} = m_{Na_2O}$$

Bước 3: Thay số và tính $$2.3 + m_{O_2} = 3.1$$ $$m_{O_2} = 3.1 – 2.3 = 0.8 \text{ g}$$

Đáp án: 0.8g O₂

Dạng 2: Phản ứng có khí thoát ra

Bài tập 3: Cho 20g CaCO₃ tác dụng với HCl dư. Sau phản ứng thu được 8.8g CO₂. Tính khối lượng CaCl₂ tạo thành? Biết khối lượng HCl phản ứng là 14.6g.

Lời giải:

Bước 1: PTHH $$\text{CaCO}_3 + 2\text{HCl} \rightarrow \text{CaCl}_2 + \text{CO}_2 \uparrow + \text{H}_2\text{O}$$

Bước 2: Tính số mol các chất

• $n_{CaCO_3} = \frac{20}{100} = 0.2$ mol
• $n_{CO_2} = \frac{8.8}{44} = 0.2$ mol
• $n_{HCl} = \frac{14.6}{36.5} = 0.4$ mol

Bước 3: Theo PTHH

• $n_{CaCl_2} = n_{CaCO_3} = 0.2$ mol
• $n_{H_2O} = n_{CaCO_3} = 0.2$ mol

Bước 4: Tính khối lượng

• $m_{CaCl_2} = 0.2 \times 111 = 22.2$ g
• $m_{H_2O} = 0.2 \times 18 = 3.6$ g

Kiểm tra bảo toàn: $$20 + 14.6 = 22.2 + 8.8 + 3.6$$ $$34.6 = 34.6$$ ✓

Đáp án: 22.2g CaCl₂

Dạng 3: Bảo toàn nguyên tố (Lớp 10)

Bài tập 4: Đốt cháy hoàn toàn 4.6g một hợp chất hữu cơ A chỉ chứa C, H, O thu được 8.8g CO₂ và 5.4g H₂O. Tính khối lượng O₂ đã phản ứng?

Lời giải:

Bước 1: Bảo toàn C và H, tính khối lượng

• $m_C = \frac{12}{44} \times 8.8 = 2.4$ g
• $m_H = \frac{2}{18} \times 5.4 = 0.6$ g

Bước 2: Tính khối lượng O trong A $$m_O(\text{trong A}) = 4.6 – 2.4 – 0.6 = 1.6 \text{ g}$$

Bước 3: Bảo toàn khối lượng toàn phần $$m_A + m_{O_2} = m_{CO_2} + m_{H_2O}$$ $$4.6 + m_{O_2} = 8.8 + 5.4$$ $$m_{O_2} = 14.2 – 4.6 = 9.6 \text{ g}$$

Đáp án: 9.6g O₂

Dạng 4: Bài toán muối (Lớp 10)

Bài tập 5: Cho 100g dung dịch CuSO₄ 16% tác dụng với dung dịch Ba(OH)₂ dư. Tính khối lượng kết tủa tạo thành?

Lời giải:

Bước 1: PTHH $$\text{CuSO}_4 + \text{Ba(OH)}_2 \rightarrow \text{Cu(OH)}_2 \downarrow + \text{BaSO}_4 \downarrow$$

Bước 2: Tính khối lượng và số mol CuSO₄ $$m_{CuSO_4} = 100 \times 16% = 16 \text{ g}$$ $$n_{CuSO_4} = \frac{16}{160} = 0.1 \text{ mol}$$

Bước 3: Theo PTHH

• $n_{Cu(OH)2} = n{CuSO_4} = 0.1$ mol
• $n_{BaSO_4} = n_{CuSO_4} = 0.1$ mol

Bước 4: Tính khối lượng kết tủa

• $m_{Cu(OH)_2} = 0.1 \times 98 = 9.8$ g
• $m_{BaSO_4} = 0.1 \times 233 = 23.3$ g
• $m_{\text{kết tủa tổng}} = 9.8 + 23.3 = 33.1$ g

Đáp án: 33.1g kết tủa

Dạng 5: Hiệu suất phản ứng

Bài tập 6: Đốt cháy hoàn toàn 11.2 lít khí CH₄ (đktc) với hiệu suất 90%. Tính khối lượng CO₂ thu được?

Lời giải:

Bước 1: Tính theo lý thuyết (100%)

• $n_{CH_4} = \frac{11.2}{22.4} = 0.5$ mol

PTHH: $\text{CH}_4 + 2\text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + 2\text{H}_2\text{O}$

• $n_{CO_2}(\text{lý thuyết}) = n_{CH_4} = 0.5$ mol
• $m_{CO_2}(\text{lý thuyết}) = 0.5 \times 44 = 22$ g

Bước 2: Tính theo hiệu suất thực tế $$m_{CO_2}(\text{thực tế}) = 22 \times 90% = 19.8 \text{ g}$$

Đáp án: 19.8g CO₂

VII. MẸO VÀ LƯU Ý

1. Mẹo giải nhanh

Mẹo 1: Xác định đúng chất tham gia và sản phẩm

Quy tắc:

• Chất tham gia: Bên TRÁI mũi tên (→)
• Sản phẩm: Bên PHẢI mũi tên (→)
• Khí thoát ra: Ký hiệu ↑
• Kết tủa: Ký hiệu ↓

Ví dụ: $$\text{CaCO}_3 + 2\text{HCl} \rightarrow \text{CaCl}_2 + \text{CO}_2 \uparrow + \text{H}_2\text{O}$$

• Chất tham gia: CaCO₃, HCl
• Sản phẩm: CaCl₂, CO₂, H₂O
• Khí: CO₂ (phải tính!)

Mẹo 2: Công thức tổng

Nhớ công thức: $$\boxed{\sum m_{\text{trước}} = \sum m_{\text{sau}}}$$

Nghĩa là: Cộng TẤT CẢ khối lượng bên trái = Cộng TẤT CẢ khối lượng bên phải

Mẹo 3: Lưu ý về khí và kết tủa

Quy tắc VÀNG:

• Có khí (↑) hoặc kết tủa (↓) → PHẢI tính vào công thức
• Không được bỏ qua!
• Khối lượng giảm = Khối lượng khí/kết tủa thoát ra

Mẹo 4: Kiểm tra nhanh

Sau khi tính xong, luôn kiểm tra: $$m_{\text{trước}} \stackrel{?}{=} m_{\text{sau}}$$

Nếu bằng nhau → Đúng ✓
Nếu không bằng → Sai, tính lại ✗

2. Các sai lầm thường gặp

❌ Sai lầm 1: Quên tính khối lượng khí thoát ra

Sai: $$m_{CaCO_3} = m_{CaO}$$ ❌

Đúng: $$m_{CaCO_3} = m_{CaO} + m_{CO_2}$$ ✓

❌ Sai lầm 2: Quên tính khối lượng O₂ khi đốt cháy

Sai: $$m_C = m_{CO_2}$$ ❌

Đúng: $$m_C + m_{O_2} = m_{CO_2}$$ ✓

❌ Sai lầm 3: Nhầm khối lượng chất và khối lượng dung dịch

Lưu ý:

• Khối lượng chất tan ≠ Khối lượng dung dịch
• $m_{dd} = m_{\text{chất tan}} + m_{\text{nước}}$

❌ Sai lầm 4: Quên đổi đơn vị

Chú ý:

• 1 kg = 1000 g
• 1 tấn = 1000 kg = 1,000,000 g
• Phải đổi về cùng đơn vị trước khi tính!

3. Câu hỏi thường gặp (FAQs)

Q1: Định luật bảo toàn khối lượng có tính nước không?

Trả lời: CÓ! Nước cũng là một chất hóa học, phải tuân theo định luật. Nếu nước tham gia hoặc tạo thành, PHẢI tính vào công thức.

Q2: Có phải tính khí trong không khí không?

Trả lời: CÓ! Khi đốt cháy trong không khí, O₂ từ không khí tham gia phản ứng, phải tính vào khối lượng chất tham gia.

Q3: Kết tủa có phải tính không?

Trả lời: CÓ! Kết tủa là sản phẩm của phản ứng, phải tính vào tổng khối lượng sản phẩm.

Q4: Tại sao có khi cân trước và sau phản ứng lại khác nhau?

Trả lời: Vì có khí thoát ra hoặc hấp thụ khí từ không khí. Nếu cân trong bình kín (không khí vào ra), khối lượng sẽ không đổi.

Q5: Định luật này có áp dụng cho phản ứng hạt nhân không?

Trả lời: KHÔNG! Định luật bảo toàn khối lượng chỉ áp dụng cho phản ứng hóa học. Trong phản ứng hạt nhân, khối lượng có thể chuyển thành năng lượng theo công thức Einstein $E = mc^2$.

VIII. KẾT LUẬN

Bài viết đã trình bày đầy đủ và chi tiết định luật bảo toàn khối lượng:

Cơ sở lý thuyết (Lớp 8):

• Công thức cơ bản: $m_{\text{trước}} = m_{\text{sau}}$
• Tìm khối lượng chất thiếu
• Các trường hợp đặc biệt: khí, kết tủa, đốt cháy

Nâng cao (Lớp 10):

• Bảo toàn nguyên tố
• Tính theo phần trăm khối lượng
• Dãy chuyển hóa
• Phản ứng trao đổi muối

Ứng dụng thực tế:

• Tính hiệu suất phản ứng
• Bài toán đốt cháy hữu cơ
• Pha trộn dung dịch
• Nung hóa chất

Bài tập đa dạng:

• 6 bài tập mẫu có lời giải chi tiết
• 5 dạng bài tập chính
• Phương pháp giải từng bước

Nguyên tắc vàng cần nhớ

🔑 Nguyên tắc 1: Bảo toàn tuyệt đối

• Khối lượng KHÔNG tự sinh ra
• Khối lượng KHÔNG tự mất đi
• Chỉ có sự chuyển hóa từ chất này sang chất khác

🔑 Nguyên tắc 2: Tính đầy đủ mọi chất

• MỌI chất đều phải tính: rắn, lỏng, khí
• Nước PHẢI tính
• Khí thoát ra (↑) PHẢI tính
• Kết tủa (↓) PHẢI tính

🔑 Nguyên tắc 3: Áp dụng phổ quát

• Định luật áp dụng cho MỌI phản ứng hóa học
• Không phân biệt phản ứng đơn giản hay phức tạp
• Luôn đúng trong mọi điều kiện (nhiệt độ, áp suất)

Cô Trần Thị Bình

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Tổ trưởng chuyên môn Tổ Lý – Hóa – Sinh tại Edus

Trình độ: Cử nhân Sư phạm Vật lý, Hoá Học, Bằng Thạc sĩ, Chức danh nghề nghiệp Giáo viên THPT – Hạng II, Tin học ứng dụng cơ bản, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 12+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Gia Định