3.6. Giải phương trình hóa học để tìm khối lượng chất và thể tích chất khí

 A. Lý thuyết và phương pháp giải

- Tìm khối lượng chất tham gia và chất sản phẩm

Các bước thực hiện:

    + Bước 1: Viết phương trình phản ứng.

    + Bước 2: Tính số mol của các chất.

    + Bước 3: Dựa vào phương trình phản ứng để tính được số mol chất cần tìm.

    + Bước 4: Tính khối lượng của chất cần tìm.

- Tìm thể tích chất khí tham gia và sản phẩm

Các bước thực hiện:

    + Bước 1: Viết phương trình phản ứng.

    + Bước 2: Tìm số mol chất khí.

    + Bước 3: Dựa vào phương trình hóa học tìm ra số mol chất cần tìm.

    + Bước 4: Tính thể tích khí.

B. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Cho khối lượng của Fe là 5,6 g phản ứng với dung dịch HCl. Tính khối lượng của FeCl2. Biết phương trình phản ứng là: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 

Hướng dẫn giải

Ta có nFe = 5,6 : 56 = 0,1 mol

Phương trình phản ứng: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

Tỉ lệ theo phương trình: 1 mol 2mol      1 mol    1 mol

Theo bài ra :               0,1 mol ? mol      ? mol   ? mol

Theo phương trình phản ứng ta có $n_{FeC{l}_2}$= nFe = 0,1 mol

Suy ra khối lượng của FeCl2 là: $m_{FeC{l}_2}=n_{FeC{l}_2}.M_{FeC{l}_2}$= 0,1.127 = 12,7 g.

Ví dụ 2: Tính thể tích khí CO2 sinh ra (đktc) khi nhiệt phân 50g CaCO3. Biết phương trình phản ứng: CaCO3 $\stackrel{t^0}{\to }$ CaO + CO2 

Hướng dẫn giải

Ta có

Theo phương trình phản ứng ta có $n_{CO2}=n_{CaC{O}_3}$= 0,5 mol

Suy ra

Ví dụ 3: Cho khối lượng của Mg là 7,2 g. Tính khối lượng của MgO, biết phương trình phản ứng là: 2Mg + O2  $\stackrel{t^0}{\to }$2MgO

Hướng dẫn giải

Ta có số mol của Mg tham gia phản ứng là nMg = 7,2 : 24 = 0,3 mol.

Phương trình hóa học: 2Mg + O2 $\stackrel{t^0}{\to }$ 2MgO

Theo phương trình hóa học: nMg = nMgO = 0,3 mol

Vậy khối lượng của MgO là mMgO = nMgO.MMgO = 0,3.40 = 12 g.

C. Bài tập tự luyện

Câu 1: Cho phương trình phản ứng: 4P + 5O2 $\stackrel{t^0}{\to }$ 2P2O5. Biết khối lượng của P là 1,55 g. Số mol của P2O5 là

    A. 0,025 mol

    B. 0,05 mol

    C. 0,1 mol

    D. 0,25 mol

Đáp án: Chọn A

Ta có nP = 1,55 : 31 = 0,05 mol

Theo phương trình phản ứng ta có $n_{P_2{O}_5}=\frac{2}{4}{n}_P$ = 0,025 mol.

Câu 2: Cho 1,56 g Na2S tác dụng với dung dịch H2SO4 thu được m (g) H2S. Tính

 m, biết phương trình phản ứng là Na2S + H2SO4 → Na2SO4 + H2S

    A. 1,02 g

    B. 0,89 g

    C. 0,68 g

    D. 1,36 g

Đáp án: Chọn C

Ta có  $n_{N{a}_{2}S}=\frac{1,56}{78}$= 0,02 mol

$\begin{array}{c}N{a}_{2}S+H_{2}S{O}_4\to N{a}_{2}S{O}_4+H_{2}S\\ 0,02mol0,02mol\end{array}$

Suy ra  $m_{H_{2}S}$ = 0,02.34 = 0,68 g

Câu 3: Cho phương trình phản ứng 2NO + O2 → 2NO2. Tính thể tích của NO biết khối lượng của NO2 là 0,46 g.

    A. 0,224 lít

    B. 0,336 lít

    C. 0,448 lít

    D. 0,560 lít

Đáp án: Chọn A

Ta có  $n_{N{O}_2}=\frac{0,46}{46}$= 0,01 mol

2NO + O2 → 2NO2

0,01 mol  $\leftarrow$  0,01 mol

VNO = nNO.22,4 = 0,01.22,4 = 0,224 lít

Câu 4: Cho 2,4 g Mg tác dụng với 8,96 lít khí clo (đktc). Hỏi sau phản ứng chất nào còn dư?

    A. Clo

    B. Mg

    C. Không có chất dư

    D. Cả 2 chất

Đáp án: Chọn A

Ta có nMg = 0,1 mol, $n_{{\mathrm{Cl}}_2}$= 0,4 mol

Phương trình phản ứng: Mg + Cl2 → MgCl2

Ban đầu                           0,1    0,4                          (mol)

Phản ứng                       0,1 → 0,1 →   0,1             (mol)

Sau phản ứng                0        0,3        0,1             (mol)

Vậy sau phản ứng Clo còn dư.

Câu 5: Đốt cháy 8 g lưu huỳnh thu được m gam SO2. Tính m và thể tích (V) của khí oxi (đktc) tham gia phản ứng.

    A. m = 12 g, V = 5,6 lít

    B. m = 16 g, V = 2,24 lít

    C. m = 16 g, V = 5,6 lít

    D. m = 14g, V = 3,6 lít

Đáp án: Chọn C

Ta có nS = 8 : 32 = 0,25 mol

            S + O2 $\stackrel{t^0}{\to }$  SO2

           0,25  0,25    0,25      (mol)

Vậy khối lượng của SO2 là m = 0,25.64 = 16 g

Thể tích của khí oxi (đktc) là V = 0,25.22,4 = 5,6 lít

Câu 6: Cho phương trình phản ứng AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3 + 3NaCl

Biết khối lượng của NaOH là 1,2 g. Tìm số mol của NaCl sinh ra và AlCl3 phản ứng.

    A. 0,03 mol, 0,02 mol

    B. 0,03 mol, 0,01 mol

    C. 0,02 mol, 0,04 mol

    D. 0,03 mol, 0,04 mol

Đáp án: Chọn B

Ta có nNaOH = 1,2 : 40 = 0,03 mol

$\begin{array}{c}AlC{l}_3+3NaOH\to Al{\left(OH\right)}_3+3NaCl\\ 0,010,03\to 0,03\left(\mathrm{mol}\right)\end{array}$

Vậy số mol của NaCl là 0,03 mol, số mol của AlCl3 là 0,01 mol

Câu 7: Phân hủy hoàn toàn 3,16 g KMnO4 (ở nhiệt độ cao) thu được V lít khí O2 ở đktc. Tính V

    A. 0,336 lít

    B. 0,448 lít

    C. 0,112 lít

    D. 0,224 lít

Đáp án: Chọn D

Ta có  $n_{{\mathrm{KMnO}}_4}$ = 3,16 : 158 = 0,02 mol

$\begin{array}{c}2KMn{O}_4\stackrel{t^0}{\to }{K}_{2}Mn{O}_4+Mn{O}_2+O_2\\ 0,02\to \; 0,\mathrm{01(}mol)\end{array}$

Vậy thể tích của khí O2 là V = 0,01.22,4 = 0,224 lít

Câu 8: Cho a gam Mg tác dụng với dung dịch HCl thu được MgCl2 và 4 gam khí H2. Tìm a, biết phương trình phản ứng là: Mg + 2HCl → MgCl2 + H2

    A. 4,8 gam

    B. 48 gam

    C. 24 gam

    D. 0,24 gam

Đáp án: Chọn B

Có số mol của H2 là n = 4 : 2 = 2 mol

$\begin{array}{c}Mg+2HCl\to MgC{l}_2+H_2\\ 22(mol)\end{array}$

Vậy khối lượng của Mg là a = 2.24 = 48 gam.

Câu 9: Đốt cháy 3,36 (l) khí C2H2 trong không khí thu được khi và nước. Xác định khí và cho biết số mol của khí đó và số mol của nước.

    A. CO2, 0,3 mol, 0,3 mol

    B. C, 0,3 mol, 0,15 mol

    C. CO, 0,3 mol, 0,3 mol

    D. CO2, 0,3 mol, 0,15 mol

Đáp án: Chọn D

Số mol của C2H2 là 0,15 mol

$2C_2{H}_2+5O_2\stackrel{t^0}{\to }4C{O}_2+2H_{2}O0,15\to 0,30,15\left(mol\right)$

Vậy khí cần tìm là CO2 với số mol là 0,3 mol, số mol của nước là 0,15 mol.

Câu 10: Cho 3,5 g N2 tác dụng với 0,56 lít khí O2 ở đktc. Giả sử hiệu suất phản ứng đạt 100%, sau phản ứng chất nào phản ứng hết?

    A. O2

    B. N2

    C. Cả 2 chất

    D. Không có chất phản ứng hết

Đáp án: Chọn A

Số mol của N2 là 0,125 mol, số mol của O2 là 0,025 mol

Phương trình phản ứng: N2  + O2 → 2NO

Ban đầu                         0,125  0,025            (mol)

Phản ứng                       0,025 0,025   0,05    (mol)

Sau phản ứng                0,1      0          0,05     (mol)

Vậy sau phản ứng O2 phản ứng hết.

D. Bài tập thêm

Câu 1: Cho phương trình phản ứng:  K2CO3 + 2HCl  → 2KCl + CO2 + H2O

Biết có 3,7185 lít khí CO2 (đkc) tạo ra. Khối lượng K2CO3 đã dùng là

    A. 13,8 gam.

    B. 27,6 gam.

    C. 20,7 gam.

    D. 23,8 gam.

Câu 2: Cho phương trình phản ứng: 3Fe  + 2O2 $\stackrel{t^0}{\to }$ Fe3O4

Biết có 7,437 lít khí oxygen (đkc) đã phản ứng. Khối lượng Fe3O4 thu được là

A. 15 gam.

B. 16,2 gam.

C. 32,4 gam.

D. 64,8 gam.

Câu 3: Cho phương trình phản ứng: Ba + 2HCl → BaCl2 + H2

Để thu được 4,16 gam BaCl2 cần bao nhiêu mol HCl

    A. 0,04 mol.                   

    B. 0,01 mol.         

    C. 0,02 mol.                   

    D. 0,5 mol.

Câu 4: Cho phương trình phản ứng: Cu(OH)2 + 2HCl  → CuCl2 + 2H2O

Biết có 9,125 gam HCl đã phản ứng.

a) Tính khối lượng Cu(OH)2 đã dùng.

b) Tính khối lượng CuCl2 thu được.

Câu 5: Khi hòa tan hoàn toàn 15,3 gam aluminium(III) oxide vào dung dịch hydrochloric acid vừa đủ thu được muối aluminium(III) chloride và nước. Viết phương trình hóa học xảy ra và tính khối lượng muối thu được.