Chi tiết thông tin

Bài 10: Photpho

46 View

Tính chất của Photpho (P)

I. Tính chất vật lí

a. P trắng - Dạng tinh thể do phân tử P₄. - Không màu hoặc vàng nhạt giống như sáp. - Dễ nóng chảy bay hơi, tº = 44,1ºC. - Rất độc, gây bỏng nặng khi rơi vào da. - Không tan trong nước nhưng tan trong dung môi hữu cơ: C₆H₆, ete... - Oxi hoá chậm ⇒ phát sáng. - Kém bền tự cháy trong không khí ở điều kiện thường. b. P đỏ - Dạng Polime. - Chất bột màu đỏ. - Khó nóng chảy, khó bay hơi, tº_n/c = 250ºC. - Không độc. - Không tan trong bất kỳ dung môi nào. - Không độc. - Không oxi hoá chậm ⇒ không phát sáng. - Bền trong không khí ở điều kiện thường, bền hơn P trắng. - Khi đun nóng không có không khí P đỏ ⇒ P trắng. Vì P có các số oxi hoá: -3, 0, +3, +5. Có thể thể hiện tính khử và tính oxi hoá.

II. Tính chất hóa học

- Độ âm điện P < N. - Nhưng P hoạt động hóa học hơn N₂ vì liên kết N ≡ N bền vững. - P trắng hoạt động hơn P đỏ. a. Tính oxi hoá: tác dụng với một số kim loại hoạt động, tạo ra photphua kim loại.

b. Tính khử: tác dụng với các phi kim hoạt động như oxi, halozen, lưu huỳnh … cũng như với các chất oxi hóa mạnh khác - Tác dụng với oxi: Khi đốt nóng, photpho cháy trong không khí tạo ra các oxit của photpho: Thiếu oxi:

Dư Oxi:

- Tác dụng với clo: Khi cho clo đi qua P nóng chảy, sẽ thu được các hợp chất photpho clorua: Thiếu clo:

Dư clo:

Tác dụng với hợp chất: P dễ dàng tác dụng với các hợp chất có tính oxi hóa mạnh như HNO₃ đặc, KClO₃, KNO₃, K₂Cr₂O₇, … 6P + 5KClO₃ → 3P₂O₅ + 5KCl

III. Trạng thái tự nhiên

- P khá hoạt động về mặt hóa học nên không gặp P ở dạng tự do trong tự nhiên. - Phần lớn P tồn tại ở dạng muối của axit photphoric. Hai khoáng vật chính của photpho là apatit 3Ca₃(PO₄)₂.CaF₂ và photphorit Ca₃(PO₄)₂.

IV. Ứng dụng và điều chế

1. Ứng dụng - Sản xuất axit photphoric, sản xuất diêm. - Ngoài ra được sử dụng vào mục đích quân sự: sản xuất bom, đạn cháy, đạn khói, .... 2. Điều chế Trong công nghiệp, photpho được sản xuất bằng cách nung hỗn hợp quặng photphorit, cát và than cốc khoảng 1200ºC trong lò điện:

Hơi photpho thoát ra được ngưng tụ khi làm lạnh, thu được photpho trắng ở dạng rắn.

Bài 1 (trang 49 SGK Hóa 11):

Nêu những điểm khác nhau về tính chất vật lí của P trắng và P đỏ. Trong điều kiện nào P trắng chuyển thành P đỏ và ngược lại? Lời giải: - Những điểm khác nhau về tính chất vật lí:

P trắng	P đỏ
- Có mạng tinh thể phân tử. Phân tử gồm 4 nguyên tử liên kết bằng lực tương tác yếu - Chất rắn màu trắng, trong suốt (hoặc hơi vàng), mềm - Không ta trong nước, ta trong một số dung dịch C₆H₆, CS₂… - Rất độc - Nhiệt độ nóng chảy thấp - Bốc cháy trong không khí ở nhiệt độ lớn hơn 40^oC	- Có cấu trúc dạng polime, có lực liên kết cộng hoá trị tương đối lớn - Chất bột màu đỏ - Không tan trong dung môi thông thường nào - Không độc - Khó nóng chảy - Bốc cháy trong không khí ở nhiệt độ lớn hơn 250^oC

- Sự chuyển đổi giữa P trắng và P đỏ:

Bài 2 (trang 49 SGK Hóa 11):

Lập phương trình hoá học của các phản ứng sau đây và cho biết trong các phản ứng này, P có tính khử hay tính oxi hoá? a. P + O₂ → P₂O₅ b. P + Cl₂→ PCl₃ c. P + S → P₂S₃ d. P + S → P₂S₅ e. P + Mg → Mg₃P₂ f. P + KClO₃ → P₂O₅+ KCl Lời giải:

Bài 3 (trang 49 SGK Hóa 11):

Thí nghiệm ở hình 2.13(SGK) chứng minh khả năng bốc cháy khác nhau của P trắng và P đỏ. Hãy quan sát, mô tả và giải thích hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm. Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra? Lời giải: P đỏ được đặt trên thanh sắt gần ngọn lửa hơn P trắng (t^o cao hơn). Hiện tượng: P trắng bốc cháy còn P đỏ thì không. Chứng tỏ P trắng dễ phản ứng với oxi hơn P đỏ rất nhiều. Thực tế P trắng có thể bị oxi hoá trong không khí ở nhiệt độ thường (hiện tượng phát quang hoá học), còn P đỏ thì bốc cháy khi đun nóng ở nhiệt độ 250^oC. 4P +5O₂ → 2P₂O₅

Bài 4 (trang 50 SGK Hóa 11):

Nêu những ứng dụng của photpho. Những ứng dụng đó xuất phát từ tính chất gì của photpho? Lời giải: - Ứng dụng: + P đỏ được dùng trong sản xuất diêm. + Điều chế axit photphoric, thuốc trừ sâu chứa photpho… + Dùng trong quân sự: sản xuất bom, đạn cháy, đạn khói… + Photpo còn là một nguyên tố rất cần cho con người nhất là trí thông minh, sáng tạo, phát triển xương. Cần cho cây nhất là cấy ăn quả. - Những ứng dụng đó xuất phát từ tính khử và tính oxi hoá của photpho.

Bài 5 (trang 50 SGK Hóa 11):

Đốt cháy hoàn toàn 6,2 gam photpho trong oxi dư. Cho sản phẩm tạo thành tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH 32% tạo ra muối Na₂HPO₄. a. Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra? b. Tính khối lượng dung dịch NaOH đã dùng? c. Tính nồng độ phần trăm của muối trong dung dịch thu được sau phản ứng? Lời giải: a. Phương trình phản ứng: 4P + 5O₂ → 2P₂O₅ (1) P₂O₅ + 4NaOH → 2Na₂HPO₄ + H₂O (2) b.

Theo pt: n_NaOH = 4. n_P2O5 = 4. 0,1 = 0,4 mol Khối lượng NaOH = 0,4. 40 = 16 g Khối lượng dung dịch NaOH =

= 50,0 g c. Theo pt: n_Na2HPO4 = 2.n_P2O5 = 0,1. 2 = 0,2 mol Theo định luật bảo toàn khối lượng: Khối lượng dung dịch sau phản ứng = khối lượng các chất tham gia phản ứng = m_NaOH + m_P2O5 = 50 + 0,1.142 = 64,2

Bài tập trắc nghiệm

Bài 1: trong bình kín chứa 2,24 lít khí Cl₂ (đktc). Cho a gam P vào bình rồi nung nóng thu được 2 muối PCl₃ và PCl₅ có tỉ lệ mol 1 : 2 hạ nhiệt độ trong bình về 0^oC, áp suất khí trong bình giảm còn 0,35 atm. Giá trị của a là A. 1,55. B. 1,86. C. 0,93. D. 1,24.

Đáp án: C P + Cl₂ → PCl₃ (x mol) + PCl₅ (2x mol) n_Cl2 dư = 0,035 mol ⇒ n_Cl2 p/ư = 6,5x = 0,065 mol ⇒ x = 0,01 mol n_P = 3x = 0,03 ⇒ a = 0,93 (gam)

Bài 2: Nung 1000gam loại quặng photphorit chứa Ca₃(PO₄)₂ hàm lượng 77,5% với C và SiO₂ đều lấy dư ở 1000^oC. Biết hiệu suất phản ứng đạt 80%. Khối lượng P thu được là A. 310 gam. B. 148 gam. C. 155 gam. D. 124 gam.

Đáp án: D m_Ca3(PO4)2 = 77,5%. 1000 = 775 gam Ca₃(PO₄)₂ -^{C, SiO₂, 1000oC}→ 2P 310g → 62gam 775 gam -^{H = 80%}→ 775. (62/310). 80% = 124 gam

Bài 3: Đốt cháy một lượng photpho (có khối lượng lớn hơn 2,48 gam) bằng oxi dư, lấy sản phẩm cho vào 75 gam dung dịch NaOH 8% rồi làm khô thu được m gam cặn khan X, trong đó có 7,1 gam Na₂HPO₄. Giá trị của m là A. 13,1. B. 12,6. C. 8414,2. D. 15,6.

Đáp án: A n_H3PO4 = n_P = 0,08 mol n_NaOH = 0,15 < 3n_H3PO4 ⇒ tạo muối axit Bảo toàn nguyên tố Na ⇒ n_NaH2PO4 = 0,05 mol ⇒ m = 7,1 + 120.0,05 = 13,1 (gam)

Bài 4: Magie photphua có công thức là: A. Mg₂P₂O₇ B. Mg₂P₃C. Mg₃P₂ D. Mg₃(PO₄)₂

Đáp án: C

Bài 5: Nhận định nào sau đây đúng: A. Số oxi hóa cuả Photpho có thể tăng từ 0 đến +3 hoặc +5 nên photpho chỉ có tính khử B. Photpho có thể giảm số oxi hóa từ 0 xuống -3 nên photpho chỉ có tính oxi hóa C. Số oxi hóa của photpho có thể tăng từ 0 đến +3 hoặc +5, có thể giảm từ 0 đến -3 nên photpho thể hiện tính khử và tính oxi hóa D. Photpho rất trơ về mặt hóa học nên không thay đổi số oxi hóa trong phản các phản ứng hóa học

Đáp án: C

Bài 6: Đốt cháy hoàn toàn 6,2 gam photpho trong oxi dư. Cho sản phảm tạo thành tác dụng vừa đủ với m gam dung dịch NaOH 32,0% tạo ra muối Na₂HPO₄. Gía trị của m là: A. 25 B.50 C.75 D.100

Đáp án: B n_P = 0,2 mol Bảo toàn P ta có: n_P = n_Na2PO4 = 0,2 mol Bảo toàn Na: n_NaOH = 2n_Na2HPO4 = 0,4 mol

Bài 7: Khi cho clo dư qua photpho nóng chảy, sẽ thu được sản phẩm nào sau đây: A. PCl₃ B. PCl₅C. PCl₂ D. PCl

Đáp án: B

Bài 8: Photpho có mấy dạng thù hình quan trọng nhất: A. 3 dạng: photpho đỏ, photpho trắng và photpho vàng B. 2 dạng: photpho đỏ và photpho trắng C. 1 dạng photpho đỏ D. 1 dạng photpho trắng

Đáp án: B

Bài 9: Trong các nhận định sau nhận định nào đúng: A. Mặc dù độ âm điện của photpho nhỏ hơn nitơ nhưng photpho hoạt động hóa học mạnh hơn nitơ là do liên kết trong phân tử photpho kém bền hơn trong phân tử nitơ B. Nitơ hoạt động hóa học yếu hơn photpho là do nitơ có độ âm điện kém hơn photpho C. Ở nhiệt độ thường Nitơ và photpho đều trơ về mặt hóa học D. Nito có độ âm điện nhỏ hơn photpho nên hoạt động hóa học mạnh hơn

Đáp án: A

Bài 10: Hai khoáng vật chính của photpho là: A. Apatit và hematit B. Pirit và photphorit C. Apatit và photphorit D. Manhetit và apatit

Đáp án: C

Bài 11: Tìm phương trình hóa học viết sai. A. 2P + 3Ca → Ca₃P₂ B. 4P + 5O₂(dư) → 2P₂O₅ C. PCl₃ + 3H₂O → H₃PO₃ + 3HCl D. P₂O₃ + 3H₂O → 2H₃PO₄

Đáp án: D

Bài 12: Cho photpho tác dụng với các chất sau : Ca, O₂, Cl₂, KClO₃, HNO₃ và H₂SO₄ đặc, nóng. Photpho tác dụng được với bao nhiêu chất trong số các chất trên ? A. 6. B. 5. C. 4. D. 3.

Đáp án: A

Bài 13: Trong công nghiệp, photpho được điều chế từ phản ứng nung hỗn hợp các chất nào sau đây ? A. quặng photphorit, đá xà vân và than cốc B. quặng photphorit, cát và than cốc C. diêm tiêu, than gỗ và lưu huỳnh D. cát trắng, đá vôi và sođa

Đáp án: B

Bài 14: Thành phần chính của quặng apatit là A. CaP₂O₇ B. Ca(PO₃)₂ C. 3Ca(PO₄)₂.CaFe₂ D. Ca₃(PO₄)₂

Bài 15: Phát biểu nào sau đây là sai ? A. cấu hình electron nguyên tử của photpho là 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶. B. Photpho chỉ tồn tại ở 2 dạng thù hình photpho đỏ và photpho trắng. C. Photpho trắng hoạt động mạnh hơn photpho đỏ D. Ở nhiệt độ thường photpho hoạt động mạnh hơn nitơ.

Đáp án: B