Đây là bản xem thử. Phiên bản đầy đủ trong ứng dụng có bài tập, AI chấm ngay và theo dõi tiến độ học.
Bài học
Từ thể tích khí ngược về khối lượng và bài toán tổng hợp
Em sẽ làm được gì?
Tính được khối lượng chất tham gia khi biết thể tích khí sản phẩm (chiều ngược của bài trước), và giải được bài toán tổng hợp kết hợp nhiều bước tính theo phương trình — đúng dạng đề kiểm tra, đề thi Hóa học 9.
Cần nhớ trước
Quy trình 4 bước và hai dạng khối lượng → khối lượng, khối lượng → thể tích khí (bài trước).
Bài trước ta luôn đi từ chất tham gia đến sản phẩm. Nhưng thực tế phòng thí nghiệm thường đo được **thể tích khí thoát ra** (dễ đo bằng ống đong khí) rồi mới cần suy ngược lại xem đã dùng bao nhiêu gam kim loại ban đầu. Đây là chiều tính ngược, và quy trình 4 bước vẫn áp dụng y hệt — chỉ khác ở chỗ ta xuất phát từ thể tích khí thay vì khối lượng chất rắn.
Về mặt toán học, chiều ngược này không khó hơn chiều xuôi chút nào — chỉ là em xuất phát từ một đại lượng khác. Nhưng về mặt tâm lý làm bài, nhiều học sinh mới học dễ bị bối rối khi đề bài “cho thể tích khí, hỏi khối lượng kim loại”, vì đã quen với chiều ngược lại. Cách khắc phục đơn giản: luôn viết rõ quy trình 4 bước ra giấy nháp trước khi tính, không nhẩm trong đầu, để không bỏ sót bước đổi ra mol hoặc dùng nhầm chiều tỉ lệ.
Chiều ngược chỉ đổi điểm xuất phát (thể tích khí) và điểm đến (khối lượng chất tham gia), quy trình ở giữa vẫn giữ nguyên.
Ví dụ dạng thể tích khí → khối lượng
Ví dụ
Ví dụ 1 — Từ thể tích khí H₂ suy ra khối lượng kim loại
1
Cho một lượng magnesium Mg phản ứng hết với dung dịch HCl dư, thu được 4,958 L khí H₂ ở đkc. Tính khối lượng Mg đã dùng. (Mg = 24)
2
Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂.
3
$n_{H_2} = \dfrac{4,958}{24,79} = 0,2$ (mol).
4
Tỉ lệ Mg : H₂ = 1 : 1 ⇒ n(Mg) = n(H₂) = 0,2 mol.
5
m(Mg) = n × M = 0,2 × 24 = 4,8 g.
Ví dụ
Ví dụ 2 — Thể tích khí → khối lượng khi tỉ lệ hệ số khác 1
1
Cho một lượng nhôm Al phản ứng hết với dung dịch HCl dư, thu được 7,437 L khí H₂ ở đkc. Tính khối lượng Al đã dùng. (Al = 27)
2
2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂.
3
$n_{H_2} = \dfrac{7,437}{24,79} = 0,3$ (mol).
4
Tỉ lệ Al : H₂ = 2 : 3 ⇒ $n_{Al} = 0,3 \times \dfrac{2}{3} = 0,2$ (mol).
5
m(Al) = 0,2 × 27 = 5,4 g. Đây đúng là chiều ngược của Ví dụ 3 bài trước — nếu tính đúng, hai bài phải cho kết quả khớp nhau.
Bài toán tổng hợp — đúng dạng đề kiểm tra
Đề kiểm tra và đề thi thường không cho một phản ứng đơn lẻ, mà đặt bài toán trong một **tình huống liên tiếp hai giai đoạn**: sản phẩm khí của phản ứng thứ nhất lại được dùng làm chất tham gia của phản ứng thứ hai. Muốn giải loại này, ta áp dụng quy trình 4 bước **liên tiếp hai lần**, dùng số mol tìm được ở giai đoạn 1 làm dữ kiện cho giai đoạn 2.
Ví dụ
Ví dụ 3 — Bài toán hai giai đoạn (chuẩn đề thi)
1
Cho 10 g đá vôi CaCO₃ nung nóng, phản ứng xảy ra hoàn toàn theo CaCO₃ → CaO + CO₂. Toàn bộ khí CO₂ sinh ra được dẫn vào dung dịch Ca(OH)₂ dư, xảy ra phản ứng CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O. Tính khối lượng kết tủa CaCO₃ mới tạo thành. (Ca = 40, C = 12, O = 16)
2
M(CaCO₃) = 100 g/mol ⇒ $n_{CaCO_3} = \dfrac{10}{100} = 0,1$ (mol). Theo phương trình nung, tỉ lệ CaCO₃ : CO₂ = 1 : 1 ⇒ n(CO₂) = 0,1 mol.
Kết quả bằng đúng khối lượng đá vôi ban đầu — điều này hợp lý vì cả hai phản ứng đều có tỉ lệ mol 1 : 1, và nguyên tố carbon được bảo toàn xuyên suốt cả hai giai đoạn, dù đã đi qua dạng khí trung gian CO₂.
Bài toán hai giai đoạn ở Ví dụ 3 còn cho thấy một ứng dụng đẹp của định luật bảo toàn nguyên tố: nguyên tố carbon đi từ CaCO₃ (rắn) sang CO₂ (khí) rồi lại về CaCO₃ (rắn) — “đi một vòng” qua hai phản ứng nhưng tổng số mol carbon không đổi. Đây chính là ý tưởng cốt lõi đằng sau nhiều thí nghiệm định lượng carbon dioxide trong đời sống, ví dụ đo lượng CO₂ một quá trình lên men sinh ra bằng cách hấp thụ hết khí đó vào nước vôi trong rồi cân lượng kết tủa tạo thành — chính là nguyên lý của Ví dụ 3, chỉ khác ở quy mô thực hiện.
Vì sao bài toán hai giai đoạn không hề khó hơn bài toán một giai đoạn
Nhìn qua, một bài toán có hai phương trình liên tiếp có vẻ phức tạp gấp đôi, nhưng thực chất chỉ là **lặp lại quy trình 4 bước hai lần**, với điểm nối duy nhất là số mol của chất trung gian (ở Ví dụ 3 là CO₂) được tính ra ở giai đoạn 1 và dùng lại ở giai đoạn 2. Miễn là em không nhầm lẫn giữa số mol của các chất khác nhau — luôn ghi rõ n(chất nào) khi tính — bài toán nhiều giai đoạn sẽ không khó hơn bài toán một giai đoạn.
Luyện tập có hướng dẫn
Luyện tập độc lập
Kiểm tra nhanh
Lỗi thường gặp
Lỗi thường gặp ở bài toán ngược (thể tích → khối lượng) là quên đổi thể tích ra mol trước, mà lấy thẳng con số thể tích nhân với khối lượng mol. Ở bài toán hai giai đoạn, lỗi khác là nhầm số mol của chất trung gian với số mol chất ban đầu hoặc chất cuối cùng — luôn ghi rõ kí hiệu n(tên chất) cho từng bước.
Hai dạng bài trong chương này — tính xuôi và tính ngược, một giai đoạn và nhiều giai đoạn — chính là bộ khung mà hầu hết đề kiểm tra định kì và đề thi tuyển sinh lớp 10 môn Hóa dùng để kiểm tra học sinh. Khi ôn tập, thay vì học thuộc từng dạng bài riêng lẻ, em nên luyện tới mức nhìn đề là nhận ra ngay: “đề cho đại lượng nào, hỏi đại lượng nào, có bao nhiêu phản ứng liên tiếp” — từ đó áp dụng đúng số lần quy trình 4 bước cần thiết.
Ghi nhớ
Chiều ngược (thể tích khí → khối lượng) dùng đúng quy trình 4 bước, chỉ đổi chiều bước 2. Bài toán hai giai đoạn = lặp lại quy trình 4 bước hai lần, nối nhau bằng số mol chất trung gian.
Khép lại phần ôn tập tính toán, bài sau ta hệ thống lại bốn loại hợp chất vô cơ quan trọng nhất — acid, base, oxide, muối — và mối quan hệ giữa chúng, chuẩn bị trực tiếp cho nội dung mở đầu Hóa học 9.
Bài trước ta luôn đi từ chất tham gia đến sản phẩm. Nhưng thực tế phòng thí nghiệm thường đo được thể tích khí thoát ra (dễ đo bằng ống đong khí) rồi mới cần suy ngược lại xem đã dùng bao nhiêu gam kim loại ban đầu. Đây là chiều tính ngược, và quy trình 4 bước vẫn áp dụng y hệt — chỉ khác ở chỗ ta xuất phát từ thể tích khí thay vì khối lượng chất rắn.
Về mặt toán học, chiều ngược này không khó hơn chiều xuôi chút nào — chỉ là em xuất phát từ một đại lượng khác. Nhưng về mặt tâm lý làm bài, nhiều học sinh mới học dễ bị bối rối khi đề bài “cho thể tích khí, hỏi khối lượng kim loại”, vì đã quen với chiều ngược lại. Cách khắc phục đơn giản: luôn viết rõ quy trình 4 bước ra giấy nháp trước khi tính, không nhẩm trong đầu, để không bỏ sót bước đổi ra mol hoặc dùng nhầm chiều tỉ lệ.
nH2=24,794,958=0,2 (mol).
nH2=24,797,437=0,3 (mol).
Tỉ lệ Al : H₂ = 2 : 3 ⇒ nAl=0,3×32=0,2 (mol).
Đề kiểm tra và đề thi thường không cho một phản ứng đơn lẻ, mà đặt bài toán trong một tình huống liên tiếp hai giai đoạn: sản phẩm khí của phản ứng thứ nhất lại được dùng làm chất tham gia của phản ứng thứ hai. Muốn giải loại này, ta áp dụng quy trình 4 bước liên tiếp hai lần, dùng số mol tìm được ở giai đoạn 1 làm dữ kiện cho giai đoạn 2.
M(CaCO₃) = 100 g/mol ⇒ nCaCO3=10010=0,1 (mol). Theo phương trình nung, tỉ lệ CaCO₃ : CO₂ = 1 : 1 ⇒ n(CO₂) = 0,1 mol.
Bài toán hai giai đoạn ở Ví dụ 3 còn cho thấy một ứng dụng đẹp của định luật bảo toàn nguyên tố: nguyên tố carbon đi từ CaCO₃ (rắn) sang CO₂ (khí) rồi lại về CaCO₃ (rắn) — “đi một vòng” qua hai phản ứng nhưng tổng số mol carbon không đổi. Đây chính là ý tưởng cốt lõi đằng sau nhiều thí nghiệm định lượng carbon dioxide trong đời sống, ví dụ đo lượng CO₂ một quá trình lên men sinh ra bằng cách hấp thụ hết khí đó vào nước vôi trong rồi cân lượng kết tủa tạo thành — chính là nguyên lý của Ví dụ 3, chỉ khác ở quy mô thực hiện.
Nhìn qua, một bài toán có hai phương trình liên tiếp có vẻ phức tạp gấp đôi, nhưng thực chất chỉ là lặp lại quy trình 4 bước hai lần, với điểm nối duy nhất là số mol của chất trung gian (ở Ví dụ 3 là CO₂) được tính ra ở giai đoạn 1 và dùng lại ở giai đoạn 2. Miễn là em không nhầm lẫn giữa số mol của các chất khác nhau — luôn ghi rõ n(chất nào) khi tính — bài toán nhiều giai đoạn sẽ không khó hơn bài toán một giai đoạn.
Hai dạng bài trong chương này — tính xuôi và tính ngược, một giai đoạn và nhiều giai đoạn — chính là bộ khung mà hầu hết đề kiểm tra định kì và đề thi tuyển sinh lớp 10 môn Hóa dùng để kiểm tra học sinh. Khi ôn tập, thay vì học thuộc từng dạng bài riêng lẻ, em nên luyện tới mức nhìn đề là nhận ra ngay: “đề cho đại lượng nào, hỏi đại lượng nào, có bao nhiêu phản ứng liên tiếp” — từ đó áp dụng đúng số lần quy trình 4 bước cần thiết.