Giải bài tập SBT Hóa 8 Bài 15: Định luật bảo toàn khối lượng

a) Viết công thức về khối lượng cho phản ứng giữa kim loại kẽm và axit HCl tạo ra chất kẽm clorua ZnCl₂ và khí hidro (xem lại hình 2.6, trong SGK về phản ứng này).

b) Cho biết khối lượng của kẽm và axit clohidric đã phản ứng là 6,5g và 7,3g, khối lượng của chất kẽm clorua là 13,6g.

Hãy tính khối lượng của khí hidro bay lên.

Phương pháp giải

Để trả lời các câu hỏi trên cần xem lại lí thuyết về định luật bảo toàn khối lượng:

“ Trong một phản ứng hóa học, tổng khối lượng của các sản phẩm bằng tổng khối lượng của các chất phản ứng”.

Hướng dẫn giải

a) Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có:

m_Zn + m_HCl = m_ZnCl2 + m_H2

b) m_H2 = (m_Zn + m_HCl) - m_ZnCl2 = (6,5 + 7,3) – 13,6 = 0,2 (g).

Biết rằng axit clohidric có phản ứng với chất canxi cacbonat tạo ra chất canxi clorua, nước và khí cacbon dioxit thoát ra. Một cốc dựng dung dịch axit clohidric (1) và cục đá (2) (thành phần chính là chất canxi cacbonat) được đặt trên một đĩa cân. Trên đĩa cân thứ hai đặt quả cân (3) vừa đủ cho cân ở vị trí cân bằng.

Bỏ cục đá vôi vào dung dịch axit clohidric. Sau một thời gian phản ứng, cân ở vị trí nào: A, B hay C? Giải thích.

Phương pháp giải

Để giải thích hiện tượng xảy ra ở trên ta cần ghi nhớ: Sau phản ứng sinh ra khí, khí này thoát ra khỏi cốc.

Hướng dẫn giải

Vì khi cho đá vôi vào dung dịch axit clohiric có phản ứng sinh ra khí cacbon dioxit thoát ra ngoài làm cho khối lượng sẽ giảm đi.

Chọn B. 

Hãy giải thích vì sao?

a) Khi nung nóng cục đá vôi thì thấy khối lượng giảm đi? (Xem lại bài tập 12.3 về đá vôi trong lò nung vôi)

b) Khi nung nóng miếng đồng trong không khí (có khí oxi) thì thấy khối lượng tăng lên? (Xem bài tập 3, thuộc Bài 15, SGK; khi đun nóng kim loại đồng (Cu) cũng có phản ứng tương tự kim loại magie (Mg).

Phương pháp giải

a) Do sau phản ứng sinh ra khí thoát ra ngoài.

b) Do khi phản ứng đồng hóa hợp với oxi tạo ra chất mới.

Hướng dẫn giải

a) Khi nung nóng cục đá vôi thì chất canxi cacbonat bị phân huỷ thành chất canxi oxit và khí cacbon đioxit thoát ra nên khối lượng giảm đi.

b) Khi nung nóng miếng đồng trong không khí thì đồng hoá hợp với khí oxi tạo ra một chất mới nên khối lượng tăng lên.

Đun nóng mạnh hỗn hợp gồm 28g bột sắt và 20g bột lưu huỳnh thu được 44g chất sắt (II) sunfua (FeS) màu xám.

Biết rằng, để cho phản ứng hóa hợp xảy ra hết người ta đã lấy dư lưu huỳnh. Tính khối lượng lưu huỳnh lấy dư.

Phương pháp giải

• Bước 1: Viết công thức khối lượng của phản ứng: m_Fe + m_S = m_FeS 
• Bước 2: Áp dụng lí thuyết:  "Trong một phản ứng có n chất, nếu biết khối lượng của (n – 1) chất thì tính được khối lượng của chất còn lại" => Khối lượng lưu huỳnh đã hoá hợp với sắt.
• Bước 3: Khối lượng lưu huỳnh dư = Khối lượng lưu huỳnh ban đầu - khối lượng lưu huỳnh đã hóa hợp với sắt.

Hướng dẫn giải

Công thức khối lượng của phản ứng :

m_Fe + m_S = m_FeS 

Khối lượng lưu huỳnh đã hoá hợp với sắt bằng :

m_S = m_FeS - m_Fe = 44 - 28 = 16 (g)

Phần khối lượng lưu huỳnh lấy dư bằng: 20- 16 = 4 (g)

Biết rằng canxi oxit (vôi sống) CaO hóa hợp với nước tạo ra canxi hidroxit ( vôi tôi) Ca(OH)₂, chất này tan được trong nước, cứ 56g CaO hóa hợp vừa đủ với 18g H2O. Bỏ 2,8g CaO vào trong một cốc lớn chứa 400ml nước tạo ra dung dịch Ca(OH)₂, còn gọi là nước vôi trong.

a) Tính khối lượng của canxi hidroxit.

b) Tính khối lượng của dung dịch Ca(OH)₂, giả sử nước trong cốc là nước tinh khiết.

Phương pháp giải

a)

• Bước 1: Áp dụng qui tắc tam suất:

Cứ 56 g CaO hoá hợp vừa đủ với 18 g H₂O

Vậy 2,8 g CaO hoá hợp vừa đủ với x g H₂O => x

• Bước 2: Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng => khối lượng canxi hiđroxit

b) Khối lượng dung dịch Ca(OH)₂ bằng khối lượng của CaO bỏ vào cốc cộng với khối lượng của 400 ml nước trong cốc.

Hướng dẫn giải

a) Ta có:

Cứ 56g CaO hóa hợp vừa đủ với 18g H₂O.

Vậy 2,8g CaO hóa hợp vừa đủ với x(g) H₂O.

→ x = (2,8 x 18)/56 = 0,9(g)

Công thức khối lượng của phản ứng:

m_CaO + m_H2O = m_Ca(OH)2

→ 2,8 + 0,9 = 3,7 (g)

Vậy khối lượng của Ca(OH)₂ là 3,7g.

b) Vì nước tinh khiết có D = 1g/ml → m_H2O = 400 g.

Vậy khối lượng của dd Ca(OH)₂: 2,8 + 400 = 402,8 g.

Đung nóng 15,8g kali pemanganat(thuốc tím) KMnO₄ trong ống nghiệm để điều chế khí oxi. Biết rằng, chất rắn còn lại trong ống nghiệm có khối lượng 12,6g; khối lượng khí oxi thu được là 2,8g. Tính hiệu suất của phản ứng phân hủy.

Phương pháp giải

• Bước 1: Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng => khối lượng oxi thu được
• Bước 2: Áp dụng công thức tính hiệu suất :\(H\%  = \frac{{{m_{thuc\,te}}}}{{{m_{ly\,thuyet}}}}.100\% \)

=> Hiệu suất phản ứng.

Hướng dẫn giải

Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: m_O2 = 15,8 – 12,6 = 3,2 (g).

Hiệu suất của phản ứng phân hủy: H = (2,8/3,2). 100% = 87,5%

Còn có thể điều chế khí oxi bằng cách nung nóng kali clorat KClO₃ (chất rắn màu trắng). Khi đun nóng 24,5g KClO₃, chất rắn còn lại trong ống nghiệm có khối lượng là 13,45g. Tính khối lượng khí oxi thu được, biết hiệu suất của phản ứng phân hủy là 80%.

Phương pháp giải

• Bước 1: Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng => khối lượng oxi thu được
• Bước 2: Áp dụng công thức tính hiệu suất :\(H\%  = \frac{{{m_{thuc\,te}}}}{{{m_{ly\,thuyet}}}}.100\% \)

=> Khối lượng oxi thực tế thu được.

Hướng dẫn giải

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

m_O2 = 24,5 – 13,45 = 11,05(g)

Khối lượng thực tế oxi thu được: m_O2 = (11,05 x 80)/100 = 8,84 (g).