§22. TÍNH THEO PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC

A. KIẾN THỨC CẦN NHỚ

1. Tính khối lượng chất tham gia và sản phẩm:

Các bước tiến hành:

- Bước 1: Viết phương trình hóa học.

- Bước 2: Chuyển đổi khối lượng chất thành số mol chất.

- Bước 3: Dựa vào phương trình hóa học để tìm số mol chất tham gia hoặc sản phẩm.

- Bước 4: Tính khối lượng chất cần tìm.

2. Tính thể tích chất tham gia và sản phẩm:

Các bước tiến hành:

- Bước 1: Viết phương trình hóa học.

- Bước 2: Chuyển đổi thể tích chất thành số mol chất.

- Bước 3: Dựa vào phương trình hóa học để tìm số mol chất tham gia hoặc sản phẩm.

- Bước 4: Tính thể tích chất cần tìm ở đktc: V = 22,4.n (lít).

B. BÀI GIẢI CHI TIẾT CÁC CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP

1. Đốt cháy 3,25g một mẫu lưu huỳnh không tinh khiết trong khí oxi dư, người ta thu được 2,24lít khí sunfurơ (đktc).

a) Hãy viết phương trình hóa học xảy ra.

b) Bằng cách nào ta có thể tính được độ tinh khiết của mẫu lưu huỳnh đã dùng?

c) Căn cứ vào phương trình hóa học trên, ta có thể trả lời ngay được thể tích khí oxi (đktc) vừa đủ để đốt cháy lưu huỳnh là bao nhiêu lít ?

Trả lời:

a) Phương trình hóa học: $S+O_{2}\rightarrow SO_{2}$

b) Độ tinh khiết của mẫu lưu huỳnh:

- Số mol khí $SO_{2}$ sinh ra sau phản ứng:

$n_{SO_{2}}$ = $\large \frac{2,24}{22,4}$ = 0,1mol.

- Theo phương trình hóa học, để có 0,1mol $SO_{2}$ cần 0,1mol S.

- Khối lượng lưu huỳnh cần dùng là:

$m_{S}$ = 0,1.32 = 3,2g

Đây là lượng lưu huỳnh tinh khiết có trong mẫu đã dùng.

- Độ tinh khiết của mẫu lưu huỳnh đã dùng là:

c) Thể tích khí oxi tham gia phản ứng:

- Dựa vào phương trình hóa học ta có : $n_{O_{2}}$ = $n_{SO_{2}}$ = 0,1mol.

- Thể tích khí oxi tham gia phản ứng là : $V_{O_{2}}$ = 22,4.0,1 = 2,24 lít.

2 .Trong phòng thí nghiệm người ta có thể điều chế khí oxi bằng cách đốt nóng kali clorat :

Hãy dùng phương pháp hóa học trên để trả lời những câu hỏi sau:

a) Muốn điều chế được 4,48 lít khí oxi (đktc) cần dùng bao nhiêu gam $KClO_{3}$?

b) Nếu có 1,5 mol $KClO_{3}$ tham gia phản ứng, sẽ được bao nhiêu gam khí oxi?

c) Nếu có 0,1 mol $KClO_{3}$ tham gia phản ứng, sẽ được bao nhiêu mol chất rắn và chất khí?

Trả lời:

a) - Phương trình hóa học :

- Ta có : số mol $O_{2}$ cần điều chế là

$n_{O_{2}}$ = $\large \frac{4,48}{22,4}$ = 0,2mol

- Theo phương trình hóa học, số mol $KClO_{3}$ cần dùng để điều chế được 0,2mol $O_{2}$ là:

$n_{KClO_{3}}$ = $\large \frac{2.0,2}{3}$ = $\large \frac{0,4}{3}$ mol

- Khối lượng $KClO_{3}$ cần dùng là: $m_{KClO_{3}}$ = $\large \frac{0,4.122,5}{3}$ $\approx$ 16,3g

b) Khối lượng khí oxi điều chế được:

- Theo phương trình hóa học, số mol $O_{2}$ điều chế được nếu dùng 1,5 mol $KClO_{3}$ :

$n_{O_{2}}$ = $\large \frac{3.1,5}{2}$ = 2,25 mol

- Khối lượng khí oxi điều chế được:

$m_{O_{2}}$ = 32.2,25 = 72g

c) Số mol chất rắn và chất khí thu được:

Theo phương trình hóa học, nếu có 0,1 mol $KClO_{3}$ tham gia phản ứng, sẽ thu được 0,1 mol chất rắn KCl và $\large \frac{3.0,1}{2}$ = 0,15 mol chất khí $O_{2}$.

3. Cho khí hiđro dư đi qua đồng (II) oxit nóng, màu đen, người ta thu được 0,32g kim loại đồng màu đỏ và hơi nước ngưng tụ.

a) Viết phương trình hóa học xảy ra.

b) Tính lượng đồng (II) oxit tham gia phản ứng.

c) Tính thể tích khí hiđro ở đktc đã tham gia phản ứng.

d) Tính lượng nước ngưng tụ sau phản ứng.

Trả lời:

a) Phương trình hóa học:

b) Khối lượng CuO tham gia phản ứng:

- Số mol Cu thu được sau phản ứng:

$n_{Cu}$ = $\large \frac{0,32}{64}$ = 0,005 mol

- Theo phương trình hóa học, nếu thu được 0,005mol Cu cần phải có 0,005mol CuO tham gia phản ứng.

- Khối lượng CuO tham gia phản ứng:

$m_{CuO}$ = 0,005.80 = 0,4g.

c) Thể tích khí hiđro tham gia phản ứng:

- Theo phương trình hóa học, số mol $H_{2}$ tham gia phản ứng bằng số mol Cu sinh ra sau phản ứng và bằng 0,005mol.

- Thể tích khí hiđro ở đktc tham gia phản ứng:

$V_{H_{2}}$ = 22,4.0,005 = 0,112 lít.

d) Khối lượng nước ngưng tụ sau phản ứng

Theo phương trình hóa học, số mol $H_{2}O$ thu được sau phản ứng bằng số mol Cu sinh ra và bằng 0,005 mol, có khối lượng là:

$m_{H_{2}O}$ = $m_{CuO}$ + $m_{H_{2}}$ - $m_{Cu}$ = 0,4 + (2.0,005) - 0,32 = 0,09g.

4. Đốt nóng 1,35g bột nhôm trong khí clo, người ta thu được 6,675g nhôm clorua. Hãy cho biết:

a) Công thức hóa học đơn giản của nhôm clorua, giả sử rằng ta chưa biết hóa trị của nhôm và clo.

b) Phương trình hóa học của nhôm tác dụng với khí clo.

c) Thể tích khí clo (đktc) đã tham gia phản ứng với nhôm.

Trả lời:

a) Công thức hóa học đơn giản của nhôm clorua:

- Khối lượng clo có trong lượng nhôm clorua thu được:

$m_{Cl}$ = 6,675 - 1,35 = 5,325g.

– Số mol Al và Cl đã kết hợp với nhau tạo thành nhôm clorua:

$n_{Al}$ = $\large \frac{1,35}{27}$ = 0,05mol; $n_{Cl}$ = $\large \frac{5,325}{35,5}$ = 0,15mol

- Trong hợp chất nhôm clorua, số mol Cl gấp 3 lần số mol Al. Suy ra số nguyên tử Cl gấp 3 lần số nguyên tử AI. Công thức hóa học đơn giản của nhôm clorua là $AlCl_{3}$.

b) Phương trình hóa học của Al với $Cl_{2}$:

c) Thể tích khí clo tham gia phản ứng:

- Số mol phân tử $Cl_{2}$ tham gia phản ứng:

$n_{Cl_{2}}$ = $\large \frac{5,325}{71}$ = 0,075 mol

- Thể tích khí clo (đktc) tham gia phản ứng:

$V_{Cl_{2}}$ = 22,4.0,075 = 1,68 lít.

5. Đốt khí hiđro trong khí oxi người ta nhận thấy cứ 2 thể tích hiđro kết hợp với 1 thể tích oxi tạo thành nước.

a) Hãy tìm công thức hóa học đơn giản của nước.

b) Viết phương trình hóa học xảy ra khi đốt hiđro và oxi.

c) Sau phản ứng, người ta thu được 1,8g nước. Hãy tìm thể tích các khí hiđro và oxi tham gia phản ứng ở đktc.

Trả lời:

a) Công thức hóa học đơn giản của nước:

Vì ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, những thể tích khí bằng nhau cùng có số mol phân tử như nhau.

Nếu có 2 $V_{H_{2}}$ kết hợp với 1 $V_{O_{2}}$ có nghĩa là số mol $H_{2}$ bằng 2 lần số mol $O_{2}$. Suy ra 2 phân tử $H_{2}$ kết hợp với 1 phân tử $O_{2}$ hoặc 4 nguyên tử H kết hợp với 2 nguyên tử O.

Để đơn giản hóa: 2 nguyên tử H kết hợp với 1 nguyên tử O. Công thức hóa học đơn giản của phân tử nước là $H_{2}O$.

b) Phương trình hóa học của hiđro và oxi tham gia phản ứng:

c) Số mol $H_{2}O$ thu được sau phản ứng:

$n_{H_{2}O}$ = $\large \frac{1,8}{18}$ = 0,1 mol

- Theo phương trình hóa học: Số mol $H_{2}$ = 2 lần số mol $O_{2}$ = số mol $H_{2}O$.

$V_{H_{2}}$ = 22,4.0,1 = 2,24 lít

$V_{O_{2}}$ = $\large \frac{22,4.0,1}{2}$ = 1,12 lít.