Chào các em, cô là giáo viên Hóa học của các em đây.
Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau chinh phục một bài tập về hỗn hợp oxit tác dụng với axit. Đây là một dạng bài rất hay và điển hình trong chương trình Hóa học lớp 8 của chúng ta. Các em hãy chú ý theo dõi nhé!

Với dạng bài tập này, phương pháp phổ biến và hiệu quả nhất là đặt ẩn số mol cho mỗi chất trong hỗn hợp, sau đó lập một hệ phương trình toán học dựa trên các dữ kiện khối lượng mà đề bài đã cho. Chúng ta sẽ giải hệ phương trình đó để tìm ra số mol của từng chất, và từ đó giải quyết yêu cầu của bài toán.

Nào, chúng ta cùng bắt đầu!

BÀI GIẢI CHI TIẾT

Bước 1: Viết các phương trình hóa học xảy ra.
Khi cho hỗn hợp X gồm CuO (là oxit bazơ) và Al₂O₃ (là oxit lưỡng tính, tác dụng như một oxit bazơ với axit mạnh) vào dung dịch H₂SO₄ loãng, các phản ứng hóa học xảy ra như sau:

• \(CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O\) (1)
• \(Al_2O_3 + 3H_2SO_4 \rightarrow Al_2(SO_4)_3 + 3H_2O\) (2)

Bước 2: Đặt ẩn số mol và lập các biểu thức liên quan.
Cô sẽ gọi số mol của mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu là:

• Gọi \(x\) là số mol của CuO. Kí hiệu: \(n_{CuO} = x\) (mol)
• Gọi \(y\) là số mol của Al₂O₃. Kí hiệu: \(n_{Al_2O_3} = y\) (mol)

Dựa vào phương trình hóa học, ta suy ra số mol muối tạo thành:

• Từ phương trình (1): \(n_{CuSO_4} = n_{CuO} = x\) (mol)
• Từ phương trình (2): \(n_{Al_2(SO_4)_3} = n_{Al_2O_3} = y\) (mol)

Bước 3: Lập hệ phương trình dựa vào các dữ kiện đề bài.
Trước hết, chúng ta cần tính khối lượng mol (M) của các chất liên quan:

• \(M_{CuO} = 64 + 16 = 80\) (g/mol)
• \(M_{Al_2O_3} = 2 \times 27 + 3 \times 16 = 102\) (g/mol)
• \(M_{CuSO_4} = 64 + 32 + 4 \times 16 = 160\) (g/mol)
• \(M_{Al_2(SO_4)_3} = 2 \times 27 + 3 \times (32 + 4 \times 16) = 342\) (g/mol)

Bây giờ, chúng ta sẽ lập 2 phương trình dựa trên 2 con số khối lượng mà đề bài cho:

• Phương trình theo khối lượng hỗn hợp X (25.5 gam):
  Khối lượng của X là tổng khối lượng của CuO và Al₂O₃.
  \(m_X = m_{CuO} + m_{Al_2O_3}\)
  Ta có phương trình: \(80x + 102y = 25.5\) (I)
• Phương trình theo khối lượng muối (57.9 gam):
  Khối lượng muối là tổng khối lượng của CuSO₄ và Al₂(SO₄)₃.
  \(m_{muối} = m_{CuSO_4} + m_{Al_2(SO_4)_3}\)
  Ta có phương trình: \(160x + 342y = 57.9\) (II)

Bước 4: Giải hệ phương trình.
Từ (I) và (II), ta có hệ phương trình:
\[
\begin{cases}
80x + 102y = 25.5 \\
160x + 342y = 57.9
\end{cases}
\]
Để giải hệ này, cô sẽ nhân 2 vế của phương trình (I) với 2:
\[
\begin{cases}
160x + 204y = 51 \\
160x + 342y = 57.9
\end{cases}
\]
Lấy phương trình dưới trừ đi phương trình trên, ta được:
\((160x + 342y) – (160x + 204y) = 57.9 – 51\)
\(138y = 6.9\)
\(y = \frac{6.9}{138} = 0.05\)
Thay \(y = 0.05\) vào phương trình (I):
\(80x + 102 \times 0.05 = 25.5\)
\(80x + 5.1 = 25.5\)
\(80x = 25.5 – 5.1\)
\(80x = 20.4\)
\(x = \frac{20.4}{80} = 0.255\)
Vậy, ta đã tìm được số mol của mỗi chất: \(n_{CuO} = x = 0.255\) mol và \(n_{Al_2O_3} = y = 0.05\) mol.

Bước 5: Tính khối lượng và thành phần phần trăm mỗi chất trong X.
Bây giờ, ta tính khối lượng của từng oxit trong hỗn hợp:

• Khối lượng của CuO:
  \(m_{CuO} = n_{CuO} \times M_{CuO} = 0.255 \times 80 = 20.4\) (gam)
• Khối lượng của Al₂O₃:
  \(m_{Al_2O_3} = n_{Al_2O_3} \times M_{Al_2O_3} = 0.05 \times 102 = 5.1\) (gam)

(Các em có thể kiểm tra lại: \(20.4 + 5.1 = 25.5\) gam, đúng bằng khối lượng hỗn hợp X ban đầu, vậy là chúng ta đã tính đúng!)

Cuối cùng, ta tính thành phần phần trăm theo khối lượng:

• Phần trăm khối lượng của CuO:
  \(\%m_{CuO} = \frac{m_{CuO}}{m_X} \times 100\% = \frac{20.4}{25.5} \times 100\% = 80\%\)
• Phần trăm khối lượng của Al₂O₃:
  \(\%m_{Al_2O_3} = \frac{m_{Al_2O_3}}{m_X} \times 100\% = \frac{5.1}{25.5} \times 100\% = 20\%\)

(Hoặc các em có thể tính: \(\%m_{Al_2O_3} = 100\% – \%m_{CuO} = 100\% – 80\% = 20\%\))

KẾT LUẬN

Vậy, thành phần phần trăm theo khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp X là:

• %CuO = 80%
• %Al₂O₃ = 20%

Bài toán không quá khó phải không nào? Chỉ cần các em nắm vững các bước, viết đúng phương trình và tính toán cẩn thận là có thể giải quyết được.
Chúc các em học tốt