Bài 11: Axit photphoric và muối photphat

Tính chất của Axit Photphoric (H3PO4), muối photphat

A. Axit Photphoric H3PO4

I. Cấu tạo phân tử

    Công thức cấu tạo:

II. Tính chất vật lí

    Là chất rắn dạng tinh thể trong suốt, không màu, nóng chảy ở 42,5ºC. Dễ chảy rữa và tan vô hạn trong nước.

III. Tính chất hóa học

    a. Tính oxi hóa – khử Axít photphoric khó bị khử (do P ở mức oxi hóa +5 bền hơn so với N trong axit nitric), không có tính oxi hóa. b. Tính axit: Axít photphoric là axit có 3 lần axit, có độ mạnh trung bình. Trong dung dịch nó phân li ra 3 nấc: H3PO4 ⇋ H+ + H2PO4- ⇒ k1 = 7, 6.10-3 H2PO4- ⇋ H+ + HPO42- ⇒ k2 = 6,2.10-8 HPO42- ⇋ H+ + PO43- ⇒ k3 = 4,4.10-13 ⇒ nấc 1 > nấc 2 > nấc 3. ⇒ Dung dịch axít photphoric có những tính chất chung của axit như làm quì tím hóa đỏ, tác dụng với oxit bazơ, bazơ, muối, kim loại. ⇒ Khi tác dụng với oxit bazơ, bazơ tùy theo lượng chất tác dụng mà axít photphoric tạo ra muối trung hòa, muối axit hoặc hỗn hợp muối: H3PO4 + NaOH → NaH2PO4 + H2O H3PO4 + 2NaOH → Na2HPO4 + 2H2O H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O IV. Ứng dụng và điều chế 1. Ứng dụng Một lượng lớn axit photphoric dùng để điều chế các muối photphat và sản xuất phân lân. 2. Điều chế a. Trong phòng thí nghiệm P + 5HNO3 → H3PO4 + H2O + 5NO2 b. Trong công nghiệp + Cho H2SO4 đặc tác dụng với quặng photphorit hoặc quặng apatit: Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 → 3CaSO4 + 2H3PO4 Điều chế bằng phương pháp này không tinh khiết và lượng chất thấp. + Để điều chế H3PO4 có độ tinh khiết và nồng độ cao hơn người ta đốt cháy P để được P2O5 rồi cho P2O5 tác dụng với nước: 4P + 5O2 → 2P2O5 P2O5 + 3H2O → 2H3PO4

B. Muối Photphat

Axít photphoric tạo ra 3 loại muối: - Muối photphat trung hòa: Na3PO4, Ca3(PO4)2, … - Muối đihidrophotphat: NaH2PO4, Ca(H2PO4)2, … - Muối hidrophotphat: Na2HPO4, CaHPO4, … 1. Tính tan Tất cả các muối đihidrophotphat đều tan trong nước. Các muối hidrophotphat và photphat trung hòa đều không tan hoặc ít tan trong nước (trừ muối natri, kali, amoni). 2. Phản ứng thủy phân Các muối photphat tan bị thủy phân trong dung dịch. Na3PO4 + H2O ⇋ Na2HPO4 + NaOH ⇒ Dung dịch Na3PO4 có môi trường kiềm làm quỳ hóa xanh. 3. Nhận biết ion photphat Thuốc thử là bạc nitrat. 3Ag+ + PO43- → Ag3PO4↓ (màu vàng)

Bài 1 (trang 53 SGK Hóa 11): 

Viết phương trình hoá học dạng phân tử và dạng ion rút gọn của phản ứng giữa axit photphoric với lượng dư của: a. BaO ;                             b. Ca(OH)2 ;                            c. K2CO3 Lời giải: Các chất lấy dư nên muối tạo ra là muối trung hoà: a.     2H3PO4 + 3BaO → Ba3(PO4)2 + 3H2O Phương trình phân tử trùng với phương trình ion thu gọn b.     2H3PO4 + 3Ca(OH)2 → Ca3(PO4)2 + 6H2O 2H3PO4 + 3Ca2+ + 6OH- → Ca3(PO4)2 + 6H2O c.     2H3PO4 + 3K2CO3 → 2K3PO4 + 3H2O + 3CO2↑ 2H3PO4 + 3CO32- → 2PO43- + 3H2O + CO2

Bài 2 (trang 53 SGK Hóa 11): 

Nêu những điểm giống nhau và khác nhau về tính chất hoá học giữa axit nitric và axit photphoric. Dẫn ra những phản ứng hoá học để minh hoạ? Lời giải:Những tính chất chung: Đều có tính axit + Chuyển màu chất chỉ thị: Quỳ tím chuyển thành màu hồng + Tác dụng với bazơ, oxit bazơ không có tính khử (các nguyên tố có số oxi hoá cao nhất): 3NaOH + H3PO4 → Na3PO4 + 3H2O Fe2O3 + 6HNO3 → 2Fe(NO3)3 + 3H2O + Tác dụng với một số muối của axit yếu và không có tính khử: 2HNO3 + CaCO3 → Ca(NO3)2 + H2O + CO2↑ 2H3PO4 + 3Na2SO3 → 2Na3PO4 + 3H2O + 3SO2↑ - Những tính chất khác nhau:
HNO3 H3PO4
- Axit HNO3 là axit mạnh HNO3 → H+ + NO3- - Axit HNO3 có tính oxi hoá mạnh Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O S + 2HNO3 → H2SO4 + 2NO 3FeO + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O - Axit H3PO4 là một triaxit trung bình H3PO4 ⇆ H+ + H2PO4- H2PO4- ⇆ H+ + HPO42- HPO42- ⇆ H+ + PO43- - Axit H3PO4 không có tính oxi hoá. 3Fe + 2H3PO4 → Fe3(PO4)2 + 3H2 S + H3PO4 → không phản ứng 3FeO +2H3PO4 → Fe3(PO4)2 + 3H2O

Bài 3 (trang 54 SGK Hóa 11):

Phương trình điện li tổng cộng của H3PO4 trong dung dịch là: H3PO4 ⇆ 3H+ + PO43- Khi thêm HCl vào dung dịch: A. Cân bằng trên chuyển dịch theo chiều thuận. B. Cân bằng trên chuyển dịch theo chiều nghịch. C. Cân bằng trên không bị dịch chuyển. D. Nồng độ PO43- tăng lên. Lời giải: - Đáp án B. - Khi thêm HCl vào làm tăng nồng độ H+ trong dung dịch. Theo nguyên lí chuyển dịch cân bằng, cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm nồng độ H+ ⇒ cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch.

Bài 4 (trang 54 SGK Hóa 11): 

a) Lập các phương trình hóa học sau đây: a. H3PO4 + K2HPO4 → 1 mol      1mol b. H3PO4 + NaOH → 1 mol      1mol c. H3PO4 + Ca(OH)2 → 2mol      1mol d. H3PO4 + Ca(OH)2 → 2mol      3mol Lời giải: a. H3PO4 + K2HPO4 → 2KH2PO4 1 mol         1mol b. H3PO4 + Ca(OH)2 → CaHPO4 + 2H2O 1 mol         1mol c. 2H3PO4 + Ca(OH)2 → Ca(H2PO4)2 + 2H2O 2mol         1mol d. 2H3PO4 + 3Ca(OH)2 → Ca3(PO4)2 + 6H2O 2mol         3mol

Bài 5 (trang 54 SGK Hóa 11):

Để thu được muối photphat trung hoà, cần lấy bao nhiêu ml dung dịch NaOH 1,00M cho tác dụng với 50,0ml H3PO4 0,50M? Lời giải: Ta có: nH3PO4 = 0,05.0,5 = 0,025(mol) Phương trình phản ứng: H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O Từ ptpư suy ra: nNaOH = 3nH3PO4 = 3. 0,025 = 0,075 (mol)

Trắc nghiệm 

Bài 1: Cho các chất sau : NaOH, H3PO4, NaH2PO4, Na2HPO4, Na3PO4. Trộn các chất trên với nhau theo từng đôi, số cặp xảy ra phản ứng là A. 4.                                            B. 4.                                                    C. 7.                                               D. 6.
Đáp án: D
Bài 2: Cho sơ đồ sau : HCl + muối X → H3PO4 + NaCl Hãy cho biết có bao nhiêu muối X thỏa mãn. A. 2.                                             B. 1.                                       C. 4.                                      D. 3.
Đáp án: D
Bài 3: Cho các phản ứng sau : (1) Ca3(PO4)2 + C + SiO2 (lò điện); (2) NH3 + O2 (to cao) (3) Cu(NO3)2 (to cao)       (4) NH4Cl + NaOH. Trong các phản ứng trên, những phản ứng tạo ra đơn chất là. A.(1),(2),(4).                                  B. (1),(3),(4).                                         C. (2),(3),(4).                                          D. (1),(2),(3).
Đáp án: D
Bài 4: Cho dung dịch chưa a mol H2SO4 và dung dịch chứa 2,5a mol Na3PO4 thu được dung dịch X. các chất tan có trong dung dịch X là A. Na3PO4, Na2HPO4 và Na2SO4                                                     B. H3PO4, H2SO4 và Na2SO4 C. Na2HPO4 , H3PO4 và Na2SO4                                                     D. Na2HPO4 Na2HPO4 và Na2SO4
Đáp án: A
Bài 5: cho sơ đò chuyển hóa : P2O5 → X → Y → Z. Các chất X, Y, Z lần lượt là A. KH2PO4, K2HPO4, K3PO4                                                                 B. KH2PO4, K3PO4, K2HPO4 C. K3PO4, KH2PO4, K2HPO4,                                                               D. K3PO4, K2HPO4, KH2PO4
Đáp án: C
Bài 6: Hòa tan hoàn toàn 3,1 gam P trong 100 gam dung dịch HNO3 63% (đặc nóng) thu được dung dịch X và V lít (đktc) khí NO2 duy nhất. Giá trị của V là A. 11,2.                                 B. 5,6.                              C. 10,08.                                        D. 8,96.
Đáp án: A P (0,1) + 5HNO3 (0,5 mol) → H3PO4 + 5NO2 + H2O ⇒ HNO3 dư; nNO2 = 5nP = 0,5 mol ⇒ V = 11,2 lít
Bài 7: Thủy phân hoàn toàn 5,42 gam PX3 trong nước thu được dung dịch A. Trung hòa dung dịch A cần dùng 100 ml dung dịch NaOH 1M. Biết rằng H3PO3 là một axit 2 nấc. Công thức của PX3 là A. PBr3.                                         B. PI3.                                                  C. PF3.                                D. PCl3.
Đáp án: A PX3 (x) + 3H2O → H3PO3 (x) + 3HX (3x mol) 2NaOH + H3PO3 → Na2HPO3 + 2H2O NaOH + HX → NaX + H2O nNaOH = 2nH3PO3 + nHX = 5x = 0,1 ⇒ x = 0,02 mol PX3 = 5,42 : 0,02 = 271 ⇒ X = 80 ⇒ Br ⇒ PBr3
Bài 8: Lấy 124 gam P đem điều chế H3PO4với hiệu suất phản ứng đạt 100%. Thể tích dung dịch H3PO4 35% (D = 1,25 gam/ml) có thể thu được là A. 1220ml.                                        B. 936ml.                                        C. 1000ml.                                   D. 896ml.
Đáp án: D Bảo toàn P: nH3PO4 = nP = 4 mol; Bài 9: Lấy V ml dung dịch H3PO4 1M đem trộn với 100 ml dung dịch KOH 2M thu được dung dịch X có chứa 14,95 gam hỗn hợp muối. a) Giá trị của V là A. 85.                        B. 75.                                        C. 125.                                                          D. 150. b) Các muối trong dung dịch X là A. K2HPO4 và KH2PO4                                                                 B. KH2PO4 và K3PO4 C. K3PO4 , K2HPO4 và KH2PO4                                                     D. K3PO4 và K2HPO4.
Đáp án: a/ B; b/ D Ta có: nH2O = nOH- = 0,2 mol Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: mH3PO4 + mKOH = mMuối + mH2O ⇒ mH3PO4 = 14,95 + 0,2.18 – 0,2.56 = 7,35 gam ⇒ V = 7,35/98 : 1 = 0,075 = 75ml Ta có: nOH- : nH3PO4 = 2,6 ⇒ Tạo 2 muối K3PO4 và K2HPO4
Bài 10: Cho dãy biến hóa sau : Ca3(PO4)2 -+H2SO4→ H3PO4 -+Ca3PO4→ Ca(H2PO4)2 Biết hiệu suất 70% khối lượng dung dịch H2SO4 70% đã dùng đẻ điều chế được 467 gam Ca(H2PO4)2 theo sơ đồ biến hóa trên là A. 800 gam.                                  B. 350 gam.                                      C. 400 gam.                                                  D. 700 gam.
Đáp án: C Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 → 2H3PO4 + 3CaSO4 Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 → 3Ca(H2PO4)2 nH2SO4 = 2nCa(H2PO4)2 = (467/234) : 70% = 2,85 mol (H = 70%) mdd = 2,85. 98 : 70% = 400 gam
Bài 11: Phản ứng nào sau đây được sử dụng để điều chế H3PO4 trong phòng thí nghiệm ? A. P + HNO3 đặc, nóng                                                      B. Ca3(PO4)2 + H2SO4 đặc C. P2O5 + H2O                                                                      D. HPO3 + H2O
Đáp án: A
Bài 12: Khi đun nóng từ từ H3PO4 bị mất nước theo sơ đồ : H3PO4 → X → Y → Z. Các chất X, Y, Z lần lượt là A. H2PO4, HPO3, H4P2O7                                                             B. HPO3, H4P2O7, P2O5 C. H4P2O7, P2O5, HPO3                                                                D. H4P2O7,HPO3, P2O5.
Đáp án: D
Bài 13: Thành phần chính của quặng photphorit là A. CaPHO4                                                                         B. NH4H2PO4. C. Ca(H2PO4)2.                                                                   D. Ca3(PO4)2.
Đáp án: D
Bài 14: Cho 4 dung dịch sau : Na3PO4, Na2HPO4, NaH2PO4 và H3PO4 có cùng nồng độ mol, có các giá trị pH lần lượt là : pH1, pH2, pH3 và pH4. Sự sắp xếp nào sau đây đúng với sự tăng dần ph ? A. pH1 < pH2 < pH3 < pH4                                                                       B. pH4 < pH3 < pH2 < pH1 C. pH3 < pH4 < pH1 < pH2                                                                        D. pH2 < pH1 < pH4 < pH3
Đáp án: B
Bài 15: Nhận xét nào sau đây đúng ? A. Thành phần chính của quặng apatit là 3Ca3(PO4)2, CaF2. B. Trong công nghiệp photpho được điều chế từ Ca3P2, SiO2 và C. C. Ở điều kiện thường photpho đỏ tác dụng với O2 tạo ra sản phẩm P2O5. D. Các muối Ca3(PO4)2 và CaHPO4 đều tan trong nước.
Đáp án: A

Các bài viết liên quan

Bài 3: Điện trường và cường độ điện trường-Đường sức điện

44 View

Bài 1: Điện tích Định luật Cu-lông

46 View

Bài 46 : Luyện tập : Anđehit - Xeton- Axit cacboxylic

41 View

Các bài viết được xem nhiều nhất

Theo dõi Captoc trên

Khoa học xã hội

Facebook Group

270.000 members

Khoa học tự nhiên

Facebook Group

96.000 members