Chào các em học sinh yêu quý của cô! Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau chinh phục một bài tập hóa học thú vị về phản ứng đốt cháy carbon. Bài tập này giúp chúng ta củng cố kiến thức về phương trình hóa học, tính toán theo phương trình và khái niệm về thành phần phần trăm theo khối lượng. Cô tin rằng với sự tập trung và phương pháp giải đúng đắn, các em sẽ làm được thôi!

Chúng ta sẽ cùng nhau giải bài tập này theo từng bước chi tiết nhé:

Bước 1: Xác định các thông tin đã cho và yêu cầu của đề bài.
Đề bài cho biết:
– Phản ứng hóa học: C + O2 —> CO2
– Khối lượng than đá (chứa carbon) đem đốt: 30 gam.
– Thể tích khí CO2 thu được (ở điều kiện tiêu chuẩn – đkc): 49,58 lít.
– Yêu cầu: Tính thành phần phần trăm về khối lượng của carbon trong than đá.

Ở đây, cô giả định rằng than đá chỉ chứa carbon nguyên chất để đơn giản hóa bài toán, như đề bài đã gợi ý “thành phần chính là carbon”.

Bước 2: Đổi thể tích khí CO2 ở đkc ra số mol.
Để tính toán theo phương trình hóa học, chúng ta cần đưa các đại lượng về đơn vị mol. Đề bài cho thể tích khí CO2 ở điều kiện tiêu chuẩn (đkc).
Chúng ta áp dụng công thức tính số mol từ thể tích khí ở đkc:

Trong đó:
– n là số mol (đơn vị: mol)
– V là thể tích khí ở đkc (đơn vị: lít)
– 22,4 là thể tích mol của chất khí ở đkc (đơn vị: lít/mol)

Áp dụng công thức vào bài toán:
Số mol khí CO2 là:

mol

Bước 3: Tính số mol của carbon đã phản ứng dựa vào phương trình hóa học.
Phương trình hóa học đã cho là: C + O2 —> CO2
Dựa vào phương trình này, chúng ta thấy tỉ lệ mol giữa C và CO2 là 1:1. Nghĩa là, cứ 1 mol C phản ứng sẽ tạo ra 1 mol CO2.
Do đó, số mol C đã phản ứng sẽ bằng số mol CO2 tạo thành.

mol

Bước 4: Tính khối lượng của carbon đã phản ứng.
Bây giờ chúng ta đã có số mol của carbon, chúng ta có thể tính khối lượng của nó bằng cách sử dụng công thức liên hệ giữa khối lượng, số mol và khối lượng mol:

Trong đó:
– m là khối lượng (đơn vị: gam)
– n là số mol (đơn vị: mol)
– M là khối lượng mol (hay còn gọi là nguyên tử khối đối với nguyên tố, phân tử khối đối với hợp chất) (đơn vị: gam/mol)

Khối lượng mol của nguyên tử Carbon (C) là 12 g/mol (tra trong bảng tuần hoàn).
Vậy khối lượng của carbon đã phản ứng là:

gam

Bước 5: Tính thành phần phần trăm về khối lượng của carbon trong than đá.
Đề bài hỏi thành phần phần trăm về khối lượng của carbon trong than đá. Chúng ta đã biết khối lượng của than đá đem đốt là 30 gam và chúng ta vừa tính được khối lượng của carbon trong đó là khoảng 26,556 gam.
Công thức tính phần trăm khối lượng của một chất trong hỗn hợp là:

Áp dụng vào bài toán:
Thành phần phần trăm về khối lượng của carbon trong than đá là:

Kết luận:
Vậy, thành phần phần trăm về khối lượng của carbon trong than đá là khoảng 88,52%.

Cô hy vọng với cách trình bày từng bước chi tiết như thế này, các em đã hiểu rõ cách giải bài tập. Hãy nhớ ôn lại các công thức tính số mol, mối quan hệ giữa số mol và khối lượng, cũng như cách đọc và sử dụng phương trình hóa học để giải các bài toán tương tự nhé! Nếu có bất kỳ thắc mắc nào, đừng ngần ngại hỏi cô!