Giải Khoa Học Tự nhiên 8 trang 27

Hai trang này thuộc Bài 5 – Định luật bảo toàn khối lượng và phương trình hoá học. Mình tóm tắt lý thuyết rồi giải hết các câu hỏi nhé.

Tóm tắt lý thuyết

Định luật bảo toàn khối lượng

Trong một phản ứng hoá học, tổng khối lượng các chất sản phẩm bằng tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng.

$$m_{\text{Barium chloride}} + m_{\text{Sodium sulfate}} = m_{\text{Barium sulfate}} + m_{\text{Sodium chloride}}$$

Lý do: trong phản ứng, các nguyên tử chỉ sắp xếp lại liên kết, số nguyên tử mỗi nguyên tố không đổi, nên khối lượng được bảo toàn.

Tổng quát: phản ứng có n chất, biết khối lượng (n − 1) chất thì tính được chất còn lại.

Phương trình hoá học và 3 bước lập

1. Viết sơ đồ phản ứng (công thức các chất, dùng mũi tên nét đứt).
2. Cân bằng số nguyên tử mỗi nguyên tố ở hai vế (chỉ thêm hệ số, không đổi chỉ số).
3. Viết phương trình hoàn chỉnh (mũi tên liền nét).

Câu hỏi mở đầu: Giải thích Hình 5.1

Đề: Carbon tác dụng với oxygen tạo carbon dioxide. Giải thích tại sao khối lượng carbon dioxide bằng tổng khối lượng carbon và oxygen.

Lời giải: Theo sơ đồ, 1 nguyên tử C kết hợp với 1 phân tử O₂ (gồm 2 nguyên tử O) tạo thành 1 phân tử CO₂. Trong quá trình này, các nguyên tử C và O không mất đi mà chỉ liên kết lại với nhau. Vì vậy tổng khối lượng các nguyên tử trước và sau phản ứng không đổi, nên:

$$m_{CO_2} = m_C + m_{O_2}$$

Câu hỏi vận dụng 1: Xỉ than

Đề: 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.

Khi đốt, carbon phản ứng với oxygen:

$$C + O_2 \rightarrow CO_2$$

Khí CO₂ sinh ra bay vào không khí, mang theo phần khối lượng carbon đã cháy. Phần còn lại (xỉ than) chỉ là tạp chất không cháy được, nên nhẹ hơn nhiều so với cục than ban đầu.

Lưu ý: Định luật bảo toàn khối lượng vẫn đúng nếu tính cả khí CO₂ thoát ra. Ở đây ta chỉ cân phần chất rắn còn lại nên thấy nhẹ đi.

Câu hỏi vận dụng 2: Lọ vôi sống quên đậy nắp

Đề: Vôi sống (CaO) phản ứng với một số chất trong không khí:

• Calcium oxide + Carbon dioxide → Calcium carbonate
• Calcium oxide + Nước → Calcium hydroxide

Một học sinh quên đậy nắp lọ đựng vôi sống. Sau một thời gian khối lượng của lọ thay đổi như thế nào?

Lời giải: Khối lượng của lọ tăng lên.

Vôi sống hấp thụ khí CO₂ và hơi nước có trong không khí:

$$CaO + CO_2 \rightarrow CaCO_3$$

$$CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$$

CaO đã "lấy thêm" khối lượng của CO₂ và H₂O từ không khí gắn vào chất rắn, nên tổng khối lượng trong lọ tăng so với ban đầu.

Bài tập: Lập phương trình hoá học

Mình cân bằng từng phản ứng, đi từ nguyên tố có số nguyên tử lớn/lẻ trước.

a) Fe + O₂ → Fe₃O₄

Vế phải có 3 Fe và 4 O. Đặt hệ số 3 trước Fe để có 3 Fe. Bên trái O₂ có 2 O, vế phải 4 O, đặt hệ số 2 trước O₂.

$$3Fe + 2O_2 \rightarrow Fe_3O_4$$

Kiểm tra: Fe 3 = 3; O 4 = 4. ✔

b) Al + HCl → AlCl₃ + H₂

H₂ có 2 H, AlCl₃ có 3 Cl (lẻ). Nhân HCl lên 6 để vừa chia hết cho 2 (H) vừa chia hết cho 3 (Cl):

• 6 HCl → 6 H và 6 Cl
• 6 Cl cần 2 AlCl₃ → cần 2 Al
• 6 H → 3 H₂

$$2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2$$

Kiểm tra: Al 2 = 2; H 6 = 6; Cl 6 = 6. ✔

c) Al₂(SO₄)₃ + NaOH → Al(OH)₃ + Na₂SO₄

Coi nhóm (SO₄) và (OH) như "nguyên tố" để cân cho nhanh.

• Vế trái có 3 nhóm SO₄ → cần 3 Na₂SO₄.
• 3 Na₂SO₄ có 6 Na → cần 6 NaOH.
• Vế trái có 2 Al → cần 2 Al(OH)₃.
• Kiểm tra OH: trái 6 (từ NaOH), phải 2 × 3 = 6. ✔

$$Al_2(SO_4)_3 + 6NaOH \rightarrow 2Al(OH)_3 + 3Na_2SO_4$$

Kiểm tra: Al 2 = 2; SO₄ 3 = 3; Na 6 = 6; OH 6 = 6. ✔

d) CaCO₃ + HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O

CaCl₂ có 2 Cl → cần 2 HCl. Khi đó H là 2 → vừa đủ tạo 1 H₂O.

$$CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + CO_2 + H_2O$$

Kiểm tra: Ca 1 = 1; C 1 = 1; O 3 = 2 + 1 = 3; H 2 = 2; Cl 2 = 2. ✔

Mẹo nhỏ khi cân bằng: nếu một bên có chỉ số lẻ (như 3 Cl) còn bên kia chẵn (2 H), hãy nhân lên bội số chung nhỏ nhất (ở câu b là 6) rồi suy ra các hệ số còn lại. Đừng bao giờ sửa chỉ số trong công thức, chỉ được thêm hệ số phía trước.