Chọn đến phần học sinh cần nhanh chóng thông qua mục lục bằng cách click đến phần đó
Mở đầu trang 24
Đề bài: Khi các phản ứng hoá học xảy ra, lượng các chất phản ứng giảm dần, lượng các chất sản phẩm tăng dần. Vậy tổng khối lượng các chất trước và sau phản ứng có thay đổi không?
Lời giải:
Trong một phản ứng hoá học, tổng khối lượng các chất trước và sau phản ứng không thay đổi.
→ Vì trong phản ứng hoá học, chỉ có liên kết giữa các nguyên tử thay đổi, còn số nguyên tử của mỗi nguyên tố vẫn được giữ nguyên nên tổng khối lượng cũng được bảo toàn. Đây chính là nội dung định luật bảo toàn khối lượng.
I. Định luật bảo toàn khối lượng
1. Nội dung định luật bảo toàn khối lượng
Hoạt động trang 24 mục I.1
Đề bài:
Chuẩn bị: Dung dịch barium chloride, sodium sulfate; cân điện tử, cốc thuỷ tinh.
Tiến hành:
- Trên mặt cân đặt 2 cốc: cốc (1) đựng dung dịch barium chloride, cốc (2) đựng dung dịch sodium sulfate. Ghi tổng khối lượng 2 cốc.
- Đổ cốc (1) vào cốc (2), lắc nhẹ để hai dung dịch trộn lẫn với nhau. Quan sát thấy có một chất rắn màu trắng xuất hiện ở cốc (2). Phản ứng xảy ra như sau:
$$\text{Barium chloride} + \text{Sodium sulfate} \longrightarrow \text{Barium sulfate} + \text{Sodium chloride}$$
Đặt 2 cốc trở lại mặt cân. Ghi khối lượng.
Yêu cầu: So sánh tổng khối lượng của các chất trước phản ứng với tổng khối lượng các chất sau phản ứng.
Lời giải:
Khi đặt 2 cốc trở lại mặt cân, ta thấy khối lượng hiển thị trên cân không thay đổi so với trước khi đổ hai dung dịch vào nhau.
→ Vậy tổng khối lượng các chất sau phản ứng bằng tổng khối lượng các chất trước phản ứng.
Câu hỏi trang 25 mục I.1
Đề bài: Carbon tác dụng với oxygen theo sơ đồ Hình 5.1. Giải thích tại sao khối lượng carbon dioxide bằng tổng khối lượng carbon và oxygen.
Lời giải:
Theo sơ đồ Hình 5.1:
- Trước phản ứng: có 1 nguyên tử C và 2 nguyên tử O.
- Sau phản ứng: vẫn có 1 nguyên tử C và 2 nguyên tử O (liên kết lại với nhau để tạo thành phân tử $\text{CO}_2$).
→ Số nguyên tử của mỗi nguyên tố trước và sau phản ứng không đổi, khối lượng mỗi nguyên tử cũng không đổi. Vì vậy, khối lượng $\text{CO}_2$ tạo thành = khối lượng C + khối lượng $\text{O}_2$ đã phản ứng.
2. Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng
Câu hỏi 1 trang 25 mục I.2
Đề bài: 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.
Lời giải:
Xỉ than nhẹ hơn than tổ ong ban đầu.
→ Giải thích: Khi đốt cháy than, carbon trong than đã phản ứng với oxygen tạo thành khí carbon dioxide ($\text{CO}_2$) bay vào không khí:
$$\text{Carbon} + \text{Oxygen} \longrightarrow \text{Carbon dioxide}$$
Phần xỉ than còn lại chỉ là tro và các tạp chất không cháy được. Do một lượng lớn carbon đã bay đi dưới dạng khí, nên xỉ than có khối lượng nhỏ hơn than tổ ong ban đầu.
Câu hỏi 2 trang 25 mục I.2
Đề bài: Vôi sống (calcium oxide) phản ứng với một số chất có mặt trong không khí như sau:
$$\text{Calcium oxide} + \text{Carbon dioxide} \longrightarrow \text{Calcium carbonate}$$
$$\text{Calcium oxide} + \text{Nước} \longrightarrow \text{Calcium hydroxide}$$
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?
Lời giải:
Khối lượng của lọ sẽ tăng lên sau một thời gian.
→ Giải thích: Khi không đậy nắp, vôi sống (CaO) trong lọ sẽ hấp thụ khí $\text{CO}_2$ và hơi nước từ không khí để tạo thành chất mới (calcium carbonate và calcium hydroxide). Theo định luật bảo toàn khối lượng, khối lượng các chất mới sinh ra bằng tổng khối lượng CaO ban đầu cộng với khối lượng $\text{CO}_2$ và nước đã hấp thụ. Vì vậy, khối lượng lọ tăng dần theo thời gian.
II. Phương trình hoá học
1. Lập phương trình hoá học
Luyện tập trang 26 mục II.1
Đề bài: Lập phương trình hoá học của các phản ứng sau:
a) $\text{Fe} + \text{O}_2 \dashrightarrow \text{Fe}_3\text{O}_4$
b) $\text{Al} + \text{HCl} \dashrightarrow \text{AlCl}_3 + \text{H}_2$
c) $\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 + \text{NaOH} \dashrightarrow \text{Al}(\text{OH})_3 + \text{Na}_2\text{SO}_4$
d) $\text{CaCO}_3 + \text{HCl} \dashrightarrow \text{CaCl}_2 + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$
Lời giải:
a) $\text{Fe} + \text{O}_2 \dashrightarrow \text{Fe}_3\text{O}_4$
- Vế phải có 3 nguyên tử Fe và 4 nguyên tử O. Vế trái có 1 nguyên tử Fe và 2 nguyên tử O.
- Cân bằng O: đặt hệ số 2 trước $\text{O}_2$ (để có 4 O ở vế trái).
- Cân bằng Fe: đặt hệ số 3 trước Fe (để có 3 Fe ở vế trái).
$$3\text{Fe} + 2\text{O}_2 \longrightarrow \text{Fe}_3\text{O}_4$$
b) $\text{Al} + \text{HCl} \dashrightarrow \text{AlCl}_3 + \text{H}_2$
- Bắt đầu từ H và Cl: ở vế phải có 2H (trong $\text{H}_2$) và 3Cl (trong $\text{AlCl}_3$). Bội chung nhỏ nhất của 2 và 3 là 6.
- Đặt hệ số 6 trước HCl (có 6H, 6Cl); đặt 3 trước $\text{H}_2$ và 2 trước $\text{AlCl}_3$.
- Cân bằng Al: đặt 2 trước Al.
$$2\text{Al} + 6\text{HCl} \longrightarrow 2\text{AlCl}_3 + 3\text{H}_2$$
c) $\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 + \text{NaOH} \dashrightarrow \text{Al}(\text{OH})_3 + \text{Na}_2\text{SO}_4$
- Coi nhóm $\text{SO}_4$ và nhóm OH là “nguyên tố” để cân bằng cho gọn.
- Cân bằng nhóm $\text{SO}_4$: vế trái có 3 → đặt 3 trước $\text{Na}_2\text{SO}_4$.
- Cân bằng Al: vế trái có 2 → đặt 2 trước $\text{Al}(\text{OH})_3$.
- Cân bằng Na: vế phải có $3 \times 2 = 6$ Na → đặt 6 trước NaOH.
- Kiểm tra OH: vế trái 6, vế phải $2 \times 3 = 6$ ✓
$$\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 + 6\text{NaOH} \longrightarrow 2\text{Al}(\text{OH})_3 + 3\text{Na}_2\text{SO}_4$$
d) $\text{CaCO}_3 + \text{HCl} \dashrightarrow \text{CaCl}_2 + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$
- Cân bằng Cl: vế phải có 2 → đặt 2 trước HCl.
- Kiểm tra: Ca (1 = 1), C (1 = 1), O (3 = 2 + 1 = 3), H (2 = 2), Cl (2 = 2) ✓
$$\text{CaCO}_3 + 2\text{HCl} \longrightarrow \text{CaCl}_2 + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$$
2. Ý nghĩa của phương trình hoá học
Câu hỏi 1 trang 27 mục II.2
Đề bài: Sơ đồ của phản ứng hoá học khác với phương trình hoá học ở điểm nào? Nêu ý nghĩa của phương trình hoá học.
Lời giải:
Điểm khác nhau giữa sơ đồ phản ứng và phương trình hoá học:
| Sơ đồ phản ứng | Phương trình hoá học |
|---|---|
| Chưa cân bằng số nguyên tử mỗi nguyên tố ở hai vế | Đã cân bằng số nguyên tử mỗi nguyên tố ở hai vế |
| Dùng dấu mũi tên nét đứt ($\dashrightarrow$) | Dùng dấu mũi tên nét liền ($\longrightarrow$) |
Ý nghĩa của phương trình hoá học:
Phương trình hoá học cho biết tỉ lệ về số nguyên tử, số phân tử (cũng chính là tỉ lệ số mol) giữa các chất tham gia phản ứng và các chất sản phẩm.
Câu hỏi 2 trang 27 mục II.2
Đề bài: Lập phương trình hoá học và xác định tỉ lệ số phân tử của các chất trong sơ đồ phản ứng hoá học sau:
$$\text{Na}_2\text{CO}_3 + \text{Ba}(\text{OH})_2 \dashrightarrow \text{BaCO}_3 + \text{NaOH}$$
Lời giải:
Bước 1: Cân bằng Na: vế trái có 2 Na, vế phải có 1 Na → đặt hệ số 2 trước NaOH.
$$\text{Na}_2\text{CO}_3 + \text{Ba}(\text{OH})_2 \longrightarrow \text{BaCO}_3 + 2\text{NaOH}$$
Bước 2: Kiểm tra lại: Na (2 = 2), Ba (1 = 1), nhóm $\text{CO}_3$ (1 = 1), nhóm OH (2 = 2) ✓
Tỉ lệ số phân tử:
$$\text{Na}_2\text{CO}_3 : \text{Ba}(\text{OH})_2 : \text{BaCO}_3 : \text{NaOH} = 1 : 1 : 1 : 2$$
Câu hỏi 3 trang 27 mục II.2
Đề bài: Giả thiết trong không khí, sắt tác dụng với oxygen tạo thành gỉ sắt ($\text{Fe}_2\text{O}_3$). Từ 5,6 gam sắt có thể tạo ra tối đa bao nhiêu gam gỉ sắt?
Lời giải:
Bước 1: Lập phương trình hoá học.
$$4\text{Fe} + 3\text{O}_2 \longrightarrow 2\text{Fe}_2\text{O}_3$$
Bước 2: Tính số mol Fe ($M_{\text{Fe}} = 56$ g/mol):
$$n_{\text{Fe}} = \dfrac{m}{M} = \dfrac{5,6}{56} = 0,1 \text{ (mol)}$$
Bước 3: Theo phương trình hoá học, cứ 4 mol Fe tạo ra 2 mol $\text{Fe}_2\text{O}_3$. Vậy số mol $\text{Fe}_2\text{O}_3$ tạo thành:
$$n_{\text{Fe}_2\text{O}_3} = \dfrac{0,1 \times 2}{4} = 0,05 \text{ (mol)}$$
Bước 4: Tính khối lượng $\text{Fe}_2\text{O}_3$. Khối lượng mol:
$$M_{\text{Fe}_2\text{O}_3} = 56 \times 2 + 16 \times 3 = 160 \text{ (g/mol)}$$
Khối lượng gỉ sắt thu được:
$$m_{\text{Fe}_2\text{O}_3} = n \times M = 0,05 \times 160 = 8 \text{ (g)}$$
→ Từ 5,6 gam sắt có thể tạo ra tối đa 8 gam gỉ sắt.
Em có thể
Vận dụng định luật bảo toàn khối lượng và phương trình hoá học trong đời sống
Đề bài: Vận dụng phương trình hoá học và định luật bảo toàn khối lượng để xác định lượng chất ban đầu cần sử dụng hoặc lượng chất sản phẩm trong quá trình sản xuất và trong cuộc sống.
Lời giải:
Em có thể vận dụng vào nhiều tình huống thực tế, ví dụ:
1. Trong sản xuất công nghiệp:
- Tính lượng quặng sắt cần dùng để sản xuất một lượng gang, thép nhất định.
- Tính lượng đá vôi ($\text{CaCO}_3$) cần để nung ra một lượng vôi sống (CaO) phục vụ xây dựng.
- Tính lượng nguyên liệu để sản xuất phân bón, xi măng, thuỷ tinh,…
2. Trong nông nghiệp:
- Tính lượng phân bón cần bón cho cây trồng dựa trên hàm lượng các chất dinh dưỡng.
- Tính lượng vôi bột cần dùng để khử chua cho đất.
3. Trong cuộc sống hằng ngày:
- Tính lượng gas tiêu thụ khi đun nấu, từ đó dự tính chi phí.
- Tính lượng oxygen cần cho việc đốt cháy nhiên liệu, đảm bảo cháy hoàn toàn, tiết kiệm.
Ví dụ: Muốn thu được 8 gam gỉ sắt ($\text{Fe}_2\text{O}_3$) thì cần 5,6 gam sắt phản ứng với oxygen (như bài đã giải ở trên).
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