Đề bài cho chúng ta là: Cho 4,8 gam Copper (II) oxide CuO tác dụng hết với dung dịch Hydrochloric acid HCl 8%, được dung dịch X.

Nào, chúng ta cùng nhau phân tích và giải từng câu một.

a) Viết phương trình hóa học xảy ra và nêu hiện tượng quan sát được.

Đầu tiên, chúng ta cần xác định các chất phản ứng. Đề bài cho chúng ta Copper (II) oxide (CuO) và Hydrochloric acid (HCl).

Trong chương trình Hóa học lớp 9, các em đã học về phản ứng giữa oxit bazơ và axit. Phản ứng này thuộc loại phản ứng trung hòa, sản phẩm tạo thành là muối và nước.

* Xác định công thức hóa học của các chất:
* Copper (II) oxide: CuO (đồng (II) oxit)
* Hydrochloric acid: HCl (axit clohidric)

* Viết phương trình hóa học:
CuO + HCl → ?

Để xác định sản phẩm, chúng ta nhớ lại quy tắc: oxit bazơ + axit → muối + nước.
Muối tạo thành sẽ có gốc axit là gốc clorua (Cl) và cation kim loại là đồng (Cu). Đồng có hóa trị II (được thể hiện trong tên gọi “Copper (II) oxide”). Gốc clorua có hóa trị I. Vậy công thức muối là CuCl₂ (đồng (II) clorua).
Sản phẩm còn lại là nước (H₂O).

Ta có phương trình: CuO + HCl → CuCl₂ + H₂O

Bây giờ, chúng ta cần cân bằng phương trình hóa học này.
Quan sát hai vế của phương trình:
* Nguyên tử Cu: bên trái 1, bên phải 1 (đã cân bằng).
* Nguyên tử O: bên trái 1, bên phải 1 (đã cân bằng).
* Nguyên tử H: bên trái 1, bên phải 2. Để cân bằng, ta thêm hệ số 2 trước HCl.
* Nguyên tử Cl: bên trái 1, bên phải 2. Sau khi thêm hệ số 2 trước HCl, bên trái có 2 nguyên tử Cl, bên phải có 2 nguyên tử Cl (đã cân bằng).

Vậy, phương trình hóa học cân bằng là:
CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O

* Nêu hiện tượng quan sát được:
Copper (II) oxide (CuO) là một chất rắn màu đen. Khi cho CuO tác dụng với dung dịch HCl, các em thấy gì?
Chất rắn màu đen sẽ tan dần, và dung dịch thu được sẽ có màu xanh lam đặc trưng của muối đồng (II) clorua (CuCl₂).

Vậy, hiện tượng quan sát được là: Chất rắn màu đen tan dần, dung dịch chuyển sang màu xanh lam.

b) Tính khối lượng dung dịch HCl cần dùng.

Để tính khối lượng dung dịch HCl, chúng ta cần thực hiện các bước sau:

1. Tính số mol của CuO:
Chúng ta đã biết khối lượng của CuO là 4,8 gam. Để tính số mol, chúng ta cần biết khối lượng mol của CuO.
Khối lượng mol nguyên tử của Cu là 64 g/mol.
Khối lượng mol nguyên tử của O là 16 g/mol.
Khối lượng mol của CuO là: M(CuO) = 64 + 16 = 80 g/mol.

Số mol của CuO được tính theo công thức:
\(n = \frac{m}{M}\)
Trong đó:
* n: số mol (mol)
* m: khối lượng (gam)
* M: khối lượng mol (g/mol)

Vậy, số mol CuO là:
\(n_{CuO} = \frac{4,8}{80} = 0,06 \text{ mol}\)

2. Tính số mol HCl cần dùng dựa vào phương trình hóa học:
Từ phương trình hóa học cân bằng: CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O
Chúng ta thấy tỉ lệ mol giữa CuO và HCl là 1:2. Nghĩa là cứ 1 mol CuO phản ứng thì cần 2 mol HCl.

Vậy, số mol HCl cần dùng là:
\(n_{HCl} = 2 \times n_{CuO} = 2 \times 0,06 = 0,12 \text{ mol}\)

3. Tính khối lượng mol của HCl:
Khối lượng mol nguyên tử của H là 1 g/mol.
Khối lượng mol nguyên tử của Cl là 35,5 g/mol.
Khối lượng mol của HCl là: M(HCl) = 1 + 35,5 = 36,5 g/mol.

4. Tính khối lượng HCl nguyên chất cần dùng:
Khối lượng HCl nguyên chất là:
\(m_{HCl} = n_{HCl} \times M_{HCl} = 0,12 \times 36,5 = 4,38 \text{ gam}\)

5. Tính khối lượng dung dịch HCl cần dùng:
Đề bài cho dung dịch HCl có nồng độ 8%. Điều này có nghĩa là trong 100 gam dung dịch HCl thì có 8 gam HCl nguyên chất.
Chúng ta đã tính được khối lượng HCl nguyên chất cần dùng là 4,38 gam.
Khối lượng dung dịch HCl được tính theo công thức:
\(m_{dung dịch} = \frac{m_{chất tan}}{C\%} \times 100\%\)
Trong đó:
* \(m_{dung dịch}\): khối lượng dung dịch (gam)
* \(m_{chất tan}\): khối lượng chất tan (gam)
* \(C\%\): nồng độ phần trăm (%)

Vậy, khối lượng dung dịch HCl cần dùng là:
\(m_{dung dịch HCl} = \frac{4,38}{8\%} \times 100\% = \frac{4,38}{8} \times 100 = 54,75 \text{ gam}\)

Vậy, khối lượng dung dịch HCl cần dùng là 54,75 gam.

c) Tính nồng độ phần trăm của dung dịch X.

Dung dịch X là dung dịch thu được sau khi phản ứng. Theo phương trình hóa học:
CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O

Chất tan trong dung dịch X bao gồm Copper (II) clorua (CuCl₂) tạo thành và axit HCl dư (nếu có). Tuy nhiên, đề bài nói CuO tác dụng hết với dung dịch HCl, nghĩa là CuO phản ứng hết, còn HCl có thể còn dư hoặc vừa đủ. Chúng ta đã tính toán ở câu b) và thấy rằng HCl đã phản ứng hết vì chúng ta đã tính khối lượng dung dịch HCl dựa trên lượng CuO cho trước. Nếu đề bài cho dư HCl thì cách tính sẽ khác. Ở đây, chúng ta giả định CuO phản ứng hết và HCl cũng phản ứng hết để tạo ra muối.

Vậy, dung dịch X sẽ chứa CuCl₂ và H₂O (nước có sẵn trong dung dịch HCl ban đầu và nước tạo thành). Tuy nhiên, để tính nồng độ phần trăm của dung dịch X, chúng ta cần tính khối lượng chất tan (CuCl₂) và khối lượng dung dịch X.

1. Tính số mol CuCl₂ tạo thành:
Từ phương trình hóa học: CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O
Tỉ lệ mol giữa CuO và CuCl₂ là 1:1. Nghĩa là 1 mol CuO phản ứng tạo ra 1 mol CuCl₂.
Số mol CuCl₂ tạo thành là: \(n_{CuCl_2} = n_{CuO} = 0,06 \text{ mol}\)

2. Tính khối lượng mol của CuCl₂:
Khối lượng mol nguyên tử của Cu là 64 g/mol.
Khối lượng mol nguyên tử của Cl là 35,5 g/mol.
Khối lượng mol của CuCl₂ là: M(CuCl₂) = 64 + (35,5 × 2) = 64 + 71 = 135 g/mol.

3. Tính khối lượng CuCl₂ tạo thành:
Khối lượng CuCl₂ là:
\(m_{CuCl_2} = n_{CuCl_2} \times M_{CuCl_2} = 0,06 \times 135 = 8,1 \text{ gam}\)

4. Tính khối lượng dung dịch X:
Khối lượng dung dịch X bao gồm khối lượng dung dịch HCl ban đầu cộng với khối lượng chất rắn CuO ban đầu, trừ đi khối lượng chất rắn không tan (nếu có, ở đây CuO tan hết nên không có chất rắn không tan). Tuy nhiên, cách tính chính xác hơn là khối lượng dung dịch X bằng tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng trừ đi khối lượng của chất bay hơi (ở đây không có).
Khối lượng dung dịch X = Khối lượng dung dịch HCl đã dùng + Khối lượng CuO đã phản ứng.

Chúng ta đã tính được:
* Khối lượng dung dịch HCl cần dùng là 54,75 gam.
* Khối lượng CuO đã phản ứng là 4,8 gam.

Vậy, khối lượng dung dịch X là:
\(m_{dung dịch X} = m_{dung dịch HCl} + m_{CuO} = 54,75 + 4,8 = 59,55 \text{ gam}\)

5. Tính nồng độ phần trăm của dung dịch X:
Trong dung dịch X, chất tan chính là CuCl₂.
Nồng độ phần trăm của dung dịch X là:
\(C\%_{X} = \frac{m_{chất tan}}{m_{dung dịch X}} \times 100\%\)
\(C\%_{X} = \frac{m_{CuCl_2}}{m_{dung dịch X}} \times 100\% = \frac{8,1}{59,55} \times 100\% \approx 13,6\% \)

Vậy, nồng độ phần trăm của dung dịch X là khoảng 13,6%.

Các em thân mến, qua bài tập này, chúng ta đã ôn lại cách viết phương trình hóa học, xác định hiện tượng, tính toán theo phương trình hóa học và tính toán nồng độ dung dịch. Các em nhớ ghi chép bài cẩn thận và làm thêm các bài tập tương tự trong sách giáo khoa để nắm vững kiến thức nhé! Nếu có bất kỳ thắc mắc nào, các em cứ mạnh dạn hỏi cô. Chúc các em học tốt!