Giải chi tiết KHTN 8 kết nối mới bài 5: Định luật bảo toàn khối lượng và phương trình hóa học

MỞ ĐẦU

Câu hỏi: 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? 

Hướng dẫn trả lời:

Vì trong quá trình phản ứng, số nguyên tử không thay đổi nên tổng khối lượng các chất không thay đổi. Trong một phản ứng hoá học, tổng khối lượng của các chất sản phẩm bằng tổng khối lượng của các chất tham gia phản ứng. Hay tổng khối lượng của chất trước và sau phản ứng không thay đổi.

I. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG

1. Nội dung định luật bảo toàn khối lượng

Hoạt động: 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:
Barium chloride + Sodium sulfate → Barium sulfate + Sodium chloride
Đặt 2 cốc trở lại mặt cân. Ghi khối lượng.

Thực hiện yêu cầu sau:

So sánh tổng khối lượng của các chất trước phản ứng với tổng khối lượng của các chất sau phản ứng.

Hướng dẫn trả lời: 

Học sinh làm thí nghiệm và rút ra kết luận: Tổng khối lượng của các chất trước phản ứng bằng tổng khối lượng của các chất sau phản ứng.

Câu hỏi: 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.

Hướng dẫn trả lời:

Trong sơ đồ phản ứng, số nguyên tử C trước và sau phản ứng đều là 1, số nguyên tử O trước và sau phản ứng đều là 2, do đó khối lượng chúng không thay đổi, nghĩa là khối lượng carbon dioxide bằng tổng khối lượng của carbon và oxygen 

2. Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng

Câu hỏi 1: 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 trả lời:

Xỉ than nhẹ hơn than tổ ong vì phần carbon trong than tổ ong đã phản ứng với khí oxygen trong không khí thành chất khi carbon dioxide và đi vào không khí 

Câu hỏi 2: Vôi sống (calcium oxide) phản ứng với một số chất có mặt trong 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 trả lời:

Khối lượng lọ đựng vội sống tăng lên vì vội sống đã phản ứng với hơi nước và carbon dioxide có trong không khí tạo thành các chất rắn trong lọ. Khối lượng lọ tăng bằng khối lượng carbon dioxide và hơi nước 

II. PHƯƠNG TRÌNH HOÁ HỌC

1. Lập phương trình hoá học

Hoạt động: Lập phương trình hoá học của các phản ứng sau

a) Fe + O₂ ---> Fe₃O₄

b) Al + HCl ---> AlCl₃ + H₂

c) Al₂(SO₄)₃ + NaOH ---> Al(OH)₃ + NaSO₄

d) CaCO₃ + HCl ---> CaCl₂ + CO₂ + H₂O

Hướng dẫn trả lời:

a) 3Fe + 2O₂ -t^o-> Fe₃O₄

b) 2Al + 6HCl ---> 2AlCl₃ + 3H₂

c) Al₂(SO₄)₃ + 6NaOH ---> 2Al(OH)₃ + 3NaSO₄

d) CaCO₃ + 2HCl ---> CaCl₂ + CO₂ + H₂O

2. Ý nghĩa của phương trình hoá học

Câu hỏi 1: Sơ đồ của phản ứng hoá học khác với phương trình hoá học ở điểm nào? Nêu ý nghĩa của phương trình hoá học.

Hướng dẫn trả lời:

Sơ đồ phản ứng cho biết chất sinh ra và chất tạo thành trong phản ứng. PTHH là sơ đồ phản ứng sau khi cân bằng để tổng số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai về bằng nhau.

Câu hỏi 2: Lập phương trình hoá học và xác định tỉ lệ số phản tử của các chất trong sơ đồ phản ứng hoá học sau:

Na₂CO₃ + Ba(OH)₂ ---> BaCO₃ + NaOH

Hướng dẫn trả lời: 

Na₂CO₃ + Ba(OH)₂ ---> BaCO₃ + 2NaOH

Như vậy: 1 phân tử Na₂CO₃ phản ứng với 1 phân tử Ba(OH)₂ tạo thành 1 phân tử BaCO₃ và 2 phân tử NaOH

Câu hỏi 3: Giả thiết trong không khi, sắt tác dụng với oxygen tạo thành gỉ sắt (Fe3O4). Từ 5,6 gam sắt có thể tạo ra tối đa bao nhiêu gam gỉ sắt?

Hướng dẫn trả lời:

Số mol Fe là 0,1 mol.

Gỉ sắt tạo thành tối đa khi toàn bộ sắt phản ứng hết.

Phản ứng:            4Fe     +     3O₂ ---> 2Fe₂O₃

Tỉ lệ trong PTHH:  2mol                           1 mol

Phản ứng:             0,1mol              ---> 0,05 mol

Khối lượng gỉ sắt tạo thành là: 0,05.160=8(g).