Chào các em, cô là giáo viên Hóa học của các em đây.
Hôm nay, cô sẽ hướng dẫn các em giải một bài tập rất điển hình trong chương Kim loại. Dạng bài tập về kim loại tác dụng với dung dịch muối làm thay đổi khối lượng thanh kim loại này rất hay gặp trong các bài kiểm tra. Các em hãy chú ý theo dõi nhé!

Bài giải chi tiết:

Trước hết, chúng ta cần phân tích hiện tượng của bài toán. Khi cho lá kẽm (Zn) vào dung dịch đồng(II) sunfat (CuSO4), kẽm là kim loại hoạt động mạnh hơn đồng nên sẽ đẩy đồng ra khỏi dung dịch muối. Kẽm sẽ tan vào dung dịch, còn đồng sinh ra sẽ bám vào lá kẽm. Điều này làm cho khối lượng lá kim loại thay đổi.

a. Viết phương trình hóa học.
Kẽm (Zn) đứng trước Đồng (Cu) trong dãy hoạt động hóa học của kim loại, do đó kẽm có thể đẩy đồng ra khỏi dung dịch muối CuSO4.

Phương trình hóa học của phản ứng xảy ra như sau:
\[ Zn + CuSO_4 \rightarrow ZnSO_4 + Cu \]
Theo phương trình này, cứ 1 mol Zn phản ứng sẽ tan ra và đồng thời tạo ra 1 mol Cu bám vào lá kẽm.

b. Tính khối lượng kẽm đã phản ứng.
Đây là phần quan trọng nhất của bài toán. Chúng ta sẽ sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng.

Ta có khối lượng mol của kẽm và đồng là:
– Khối lượng mol của kẽm: \( M_{Zn} = 65 \) g/mol.
– Khối lượng mol của đồng: \( M_{Cu} = 64 \) g/mol.

Theo phương trình hóa học ở câu a, ta thấy:
Cứ 1 mol Zn (tức là 65 gam) tan ra thì sẽ có 1 mol Cu (tức là 64 gam) bám vào.
Vậy, sau mỗi mol phản ứng, khối lượng của lá kim loại sẽ giảm đi là:
\( m_{giảm} = m_{Zn \text{ tan ra}} – m_{Cu \text{ bám vào}} = 65 – 64 = 1 \) gam.

Theo đề bài, khối lượng lá kẽm thực tế đã giảm là:
\( \Delta m = m_{\text{ban đầu}} – m_{\text{sau}} = 25 – 24,96 = 0,04 \) gam.

Bây giờ, chúng ta sẽ lập một tỉ lệ đơn giản:
Cứ phản ứng làm mất 1 gam thì có 1 mol Zn tham gia.
Vậy phản ứng làm mất 0,04 gam thì số mol Zn tham gia là:
\( n_{Zn \text{ phản ứng}} = \frac{0,04}{1} = 0,04 \) mol.

Từ số mol kẽm đã phản ứng, ta tính được khối lượng kẽm đã phản ứng:
\( m_{Zn \text{ phản ứng}} = n_{Zn \text{ phản ứng}} \times M_{Zn} = 0,04 \times 65 = 2,6 \) gam.

Vậy, khối lượng kẽm đã phản ứng là 2,6 gam.

c. Tính khối lượng CuSO4 có trong dung dịch.
Để tính khối lượng CuSO4, chúng ta sẽ dựa vào số mol kẽm đã phản ứng mà ta vừa tìm được ở câu b.

Nhìn lại phương trình hóa học:
\[ Zn + CuSO_4 \rightarrow ZnSO_4 + Cu \]
Theo tỉ lệ của phương trình, ta có:
Số mol CuSO4 phản ứng bằng số mol Zn phản ứng.
\( n_{CuSO_4} = n_{Zn \text{ phản ứng}} = 0,04 \) mol.

Bây giờ, ta cần tính khối lượng mol của CuSO4:
\( M_{CuSO_4} = M_{Cu} + M_S + 4 \times M_O = 64 + 32 + 4 \times 16 = 160 \) g/mol.

Cuối cùng, ta tính khối lượng CuSO4 có trong dung dịch đã tham gia phản ứng:
\( m_{CuSO_4} = n_{CuSO_4} \times M_{CuSO_4} = 0,04 \times 160 = 6,4 \) gam.

Vậy, khối lượng CuSO4 có trong dung dịch là 6,4 gam.

Các em thấy không, bài tập này không hề khó nếu chúng ta hiểu rõ bản chất của hiện tượng và áp dụng đúng phương pháp tăng giảm khối lượng. Chìa khóa của bài toán là nhận ra sự chênh lệch khối lượng giữa kim loại tan ra và kim loại bám vào. Cô chúc các em học tốt và hãy làm thêm nhiều bài tập tương tự để thành thạo nhé