Chào các em học sinh yêu quý của cô! Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau giải một bài tập Hóa học rất hay về phản ứng hóa học của Sắt với dung dịch Đồng (II) sunfat. Bài tập này nằm trong chương trình Hóa học lớp 9 của chúng ta.

Chúng ta cùng nhau phân tích đề bài và giải từng câu nhé!

Đề bài cho biết: Nhúng cây đinh sắt có khối lượng 2 gam vào dung dịch đồng (II) sunfat, sau phản ứng lấy thanh sắt ra rửa sạch, sấy khô có khối lượng 2,4 gam.

Phản ứng hóa học xảy ra ở đây là: Sắt tác dụng với dung dịch đồng (II) sunfat.

Phương trình hóa học của phản ứng này là:
Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

Quan sát phương trình, ta thấy:
– Một nguyên tử Sắt (Fe) phản ứng sẽ tạo ra một nguyên tử Đồng (Cu).
– Khối lượng của chất rắn tăng lên là do có kim loại Đồng bám vào đinh Sắt.

Bây giờ, chúng ta sẽ đi vào giải chi tiết từng câu:

a. Khối lượng sắt tham gia phản ứng là:

Để biết khối lượng sắt tham gia phản ứng, chúng ta cần xem xét sự thay đổi khối lượng của đinh Sắt.
Khối lượng ban đầu của đinh Sắt là 2 gam.
Khối lượng của đinh Sắt sau phản ứng là 2,4 gam.

Sự tăng khối lượng này chính là khối lượng của Đồng kim loại bám vào đinh Sắt.
Khối lượng tăng thêm = Khối lượng sau phản ứng – Khối lượng ban đầu
Khối lượng tăng thêm = 2,4 gam – 2 gam = 0,4 gam

Theo phương trình hóa học: Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu
Cứ 1 mol Fe phản ứng thì tạo ra 1 mol Cu.
Về khối lượng: 1 mol Fe (56 gam) phản ứng thì tạo ra 1 mol Cu (64 gam).
Có nghĩa là, nếu có 56 gam Sắt tham gia phản ứng thì khối lượng đinh Sắt sẽ tăng lên 64 gam (do có 64 gam Cu bám vào).

Nhưng ở đây, khối lượng tăng thêm chỉ là 0,4 gam. Khối lượng tăng thêm này chính là khối lượng của Đồng (Cu) tạo thành.
Vậy, khối lượng Cu tạo thành là 0,4 gam.

Bây giờ, chúng ta sử dụng tỉ lệ từ phương trình hóa học để tính khối lượng Sắt đã phản ứng:
Theo phương trình: 56 gam Fe phản ứng tạo ra 64 gam Cu.
Theo đề bài: x gam Fe phản ứng tạo ra 0,4 gam Cu.

Ta có tỉ lệ thức:
\[ \frac{56 \text{ gam Fe}}{64 \text{ gam Cu}} = \frac{x \text{ gam Fe}}{0,4 \text{ gam Cu}} \]

Giải tỉ lệ thức này để tìm x:
\[ x = \frac{56 \times 0,4}{64} \]
\[ x = \frac{22,4}{64} \]
\[ x = 0,35 \text{ gam} \]

Vậy, khối lượng sắt tham gia phản ứng là 0,35 gam.

b. Khối lượng Cu tạo thành

Như đã phân tích ở câu a, sự tăng khối lượng của đinh Sắt chính là khối lượng của Đồng kim loại bám vào.
Khối lượng tăng thêm = Khối lượng sau phản ứng – Khối lượng ban đầu
Khối lượng tăng thêm = 2,4 gam – 2 gam = 0,4 gam

Do đó, khối lượng Cu tạo thành là 0,4 gam.

c. Tính nồng độ mol dung dịch CuSO₄

Để tính nồng độ mol của dung dịch CuSO₄, chúng ta cần biết:
– Số mol CuSO₄ đã phản ứng.
– Thể tích dung dịch CuSO₄.

Tuy nhiên, đề bài chưa cho biết thể tích dung dịch. Cô đoán rằng đề bài có thể muốn chúng ta tính nồng độ mol của CuSO₄ nếu chúng ta biết thể tích dung dịch.
Vì đề bài không cung cấp thể tích dung dịch, chúng ta sẽ giả định một thể tích để minh họa cách tính. Trong trường hợp đi thi, các em cần đọc kỹ đề bài và yêu cầu của giáo viên.

Giả sử thể tích dung dịch CuSO₄ là 100 ml = 0,1 lít.

Trước hết, chúng ta đã tính được khối lượng Sắt tham gia phản ứng ở câu a là 0,35 gam.
Chúng ta cần đổi khối lượng Sắt này ra số mol.
Khối lượng mol của Sắt (Fe) là 56 g/mol.
Số mol Fe tham gia phản ứng là:
\[ n_{\text{Fe}} = \frac{m_{\text{Fe}}}{M_{\text{Fe}}} \]
\[ n_{\text{Fe}} = \frac{0,35 \text{ gam}}{56 \text{ g/mol}} \]
\[ n_{\text{Fe}} = 0,00625 \text{ mol} \]

Theo phương trình hóa học: Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu
Tỉ lệ mol giữa Fe và CuSO₄ là 1:1.
Do đó, số mol CuSO₄ đã phản ứng bằng số mol Fe đã tham gia phản ứng.
\[ n_{\text{CuSO₄}} = n_{\text{Fe}} = 0,00625 \text{ mol} \]

Bây giờ, chúng ta sẽ tính nồng độ mol của dung dịch CuSO₄ với thể tích giả định là 0,1 lít.
Nồng độ mol (ký hiệu là C_M) được tính bằng công thức:
\[ C_M = \frac{\text{số mol chất tan}}{\text{thể tích dung dịch (lít)}} \]

Với thể tích giả định là 0,1 lít:
\[ C_{\text{M(CuSO₄)}} = \frac{n_{\text{CuSO₄}}}{V_{\text{dung dịch}}} \]
\[ C_{\text{M(CuSO₄)}} = \frac{0,00625 \text{ mol}}{0,1 \text{ lít}} \]
\[ C_{\text{M(CuSO₄)}} = 0,0625 \text{ mol/lít} \]

Lưu ý quan trọng: Nếu đề bài cho thể tích dung dịch CuSO₄, các em chỉ cần thay số liệu vào công thức trên để tính nồng độ mol.

Cô hy vọng bài giải chi tiết này giúp các em hiểu rõ hơn về dạng bài tập này. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào, đừng ngần ngại hỏi cô nhé! Chúc các em học tốt!