Chi tiết thông tin

Bài 13: Luyện tập: Tính chất của nitơ, photpho và các hợp chất của chúng

86 View

Lý thuyết

Tính chất hóa học của Nitơ và hợp chất của chúng

I. Đơn chất nitơ

- Cấu hình electron nguyên tử: 1s²2s²2p³, nguyên tử có 3 electron độc thân. Các số oxi hóa: -3, 0, +1, +2, +3, +4, +5. - Phân tử N₂ có liên kết ba bền vững nên N₂ khá trơ ở điều kiện thường. - Có số oxi hóa trung gian nên N₂ thể hiện cả tính khử và tính oxi hóa.

II. Hợp chất của nitơ

1. Amoniac - Là chất khí tan rất nhiều trong nước. - Tính bazo yếu: + Phản ứng với nước: NH₃ + H₂O ⇋ NH₄⁺ + OH^-. + Phản ứng với axit tạo muối amoni: NH₃ + HCl → NH₄Cl (amoni clorua). + Phản ứng với dung dịch muối: AlCl₃ + 3NH₃ + 3H₂O → Al(OH)₃↓ + 3NH₄Cl Al³⁺ + 3NH₃ + 3H₂O → Al(OH)₃↓ + 3NH₄⁺ - Tính khử: phản ứng được với oxi, clo và khử một số oxit kim loại.

- Khả năng tạo phức chất tan: Cu(OH)₂ + 4NH₃ → [Cu(NH₃)₄](OH)₂ AgCl + 2NH₃ → [Ag(NH₃)₂]Cl 2. Muối amoni - Dễ tan trong nước, là chất điện li mạnh. - Trong dung dịch, ion NH₄⁺ là axit yếu: NH₄⁺ + H₂O ⇋ NH₃ + H₃O⁺. - Tác dụng với dung dịch kiềm:

- Dễ bị nhiệt phân hủy:

3. Axit nitric - Là axit mạnh. - Tính axit: HNO₃ → H⁺ + NO₃^-. - Tính oxi hóa mạnh: Kim loại hay phi kim khi gặp axit HNO₃ đều bị oxi hóa về trạng thái oxi hóa cao nhất. + Oxi hóa hầu hết các kim loại (trừ vàng (Au) và platin(Pt)). Tùy nồng độ axit và tính khử của kim loại sẽ cho sản phẩm khử khác nhau: NO₂, NO, N₂O, N₂, NH₄NO₃. Cu + 4HNO₃(đ) → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O. 3Cu + 8HNO₃(l) → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O. + Oxi hóa được nhiều phi kim và các hợp chất có tính khử. S + 6HNO₃(đ) → H₂SO₄ + 6NO₂ + 2H₂O 3FeO + 10HNO₃(d) → 3Fe(NO₃)₃ + NO + 5H₂O 3H₂S + 2HNO₃(d) → 3S + 2NO + 4H₂O 4. Muối nitrat - Dễ tan trong nước, là chất điện li mạnh. - Dễ bị nhiệt phân hủy: 2KNO₃ → 2KNO₂ + O₂ 2Cu(NO₃)₂ → 2CuO + 4NO₂ + O₂ 2AgNO₃ → 2Ag + 2NO₂ + O₂ - Nhận biết ion NO₃^-: Sử dụng hỗn hợp vụn đồng và dung dịch H₂SO₄ loãng, đun nóng: 3Cu + 8H⁺ + 2NO₃^- → 3Cu²⁺ (dd màu xanh) + 2NO↑ + 4H₂O 2NO + O₂ (không khí) → 2NO₂ (màu nâu đỏ)

Tính chất hóa học của Photpho và hợp chất của chúng

I. Đơn chất của photpho

Vì P có các số oxi hoá: -3, 0, +3, +5 nên P có thể thể hiện tính khử và tính oxi hoá. a. Tính oxi hoá: P⁰ → P^-3 Tác dụng với một số kim loại hoạt động, tạo ra photphua kim loại. Ví dụ:

b. Tính khử: P⁰ → P⁺³, P⁰ → P⁺⁵ - Tác dụng với oxi: Khi đốt nóng, photpho cháy trong không khí tạo ra các oxit của photpho:

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

- Tác dụng với hợp chất: 6P + 5KClO₃ → 3P₂O₅ + 5KCl

II. Axit photphoric

- Là axit 3 nấc, có độ mạnh trung bình. - Không có tính oxi hóa. - Tạo ra 3 loại muối khi tác dụng với dung dịch kiềm do dung dịch nó phân li ra 3 nấc: H₃PO₄ ⇋ H⁺ + H₂PO₄^- ⇒ k₁ = 7, 6.10^-3 H₂PO₄^- ⇋ H⁺ + HPO₄^2- ⇒ k₂ = 6,2.10^-8 HPO₄^2- ⇋ H⁺ + PO₄^3- ⇒ k₃ = 4,4.10^-13 ⇒ nấc 1 > nấc 2 > nấc 3. Ví dụ: H₃PO₄ + NaOH → NaH₂PO₄ + H₂O H₃PO₄ + 2NaOH → Na₂HPO₄ + 2H₂O H₃PO₄ + 3NaOH → Na₃PO₄ + 3H₂O

III. Muối photphat

1. Phân loại 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, … 2. Tính tan - Muối dễ tan trong nước: + Tất cả các muối photphat của Na, K, NH₄⁺. + Muối dihidrophotphat của các kim loại khác. - Muối không tan hoặc ít tan trong nước: + Muối hidrophotphat và muối photphat trung hòa của các kim loại trừ của Na, K, NH₄⁺. 3. Nhận biết ion photphat Thuốc thử là bạc nitrat. 3Ag⁺ + PO₄^3- → Ag₃PO₄↓ (màu vàng)

Bài 1 (trang 61 SGK Hóa 11):

Hãy cho biết số oxi hóa của N và P trong các phân tử và ion sau đây NH₃, NH₄⁺, NO₂^-, NO₃^-, NH₄HCO₃ , P₂O₃, PBr₅, PO₄^3–, KH₂PO₄, Zn₃(PO₄)₂. Lời giải:

Bài 2 (trang 61 SGK Hóa 11):

Trong các công thức sau đây, chọn công thức hóa học đúng của magie photphua: A. Mg₃(PO₄)₂ B. Mg(PO₃)₂ C. Mg₃P₂ D. Mg₂P₂O₇ Lời giải: Đáp án C

Bài 3 (trang 61 SGK Hóa 11):

a) Lập các phương trình hóa học sau đây: NH₃ + Cl₂ (dư) → N₂ + .. NH₃(dư) + Cl₂ → NH₄Cl + …. NH₃ + CH₃COOH → … (NH₄)₃PO₄ Giải bài tập Hóa học 11 | Để học tốt hóa học 11

H₃PO₄ + … Zn(NO₃)₂ Giải bài tập Hóa học 11 | Để học tốt hóa học 11

… b) Lập các phương trình hóa học ở dạng phân tử và dạng ion rút gọn của phản ứng giữa các chất sau đây trong dung dịch: (1) K₃PO₄ và Ba(NO₃)₂ (2) Na₃PO₄ và CaCl₂ (3) Ca(H₂PO₄)₂ và Ca(OH)₂ với tỉ lệ mol 1:1 (4) (NH₄)₃PO₄ + Ba(OH)₂ Lời giải: a)

b) (1) 2K₃PO₄ + 3Ba(NO₃)₂ → Ba₃(PO₄)₂ ↓ + 6KNO₃ Ba²⁺ + 2PO₄^3- → Ba₃(PO₄)₂ ↓ (2) 2Na₃PO₄ + 3CaCl₂ → Ca₃(PO₄)₂ ↓ + 6NaCl Ca²⁺ + 2PO₄^3- → Ca₃(PO₄)₂ ↓ (3) Ca(H₂PO₄)₂ + Ca(OH)₂ → 2CaHPO₄ + 2H₂O H₂PO₄^-+ OH^- → HPO₄^2- + H₂O (4) 2(NH₄)₃PO₄ + 3Ba(OH)₂ → Ba₃(PO₄)₂ ↓ + 6NH₃ ↑ + 6H₂O 6NH₄⁺ + 2PO₄^3- + 3Ba²⁺ + 6OH^- → Ba₃(PO₄)₂ ↓ + 6NH₃ ↑ + 6H₂O

Bài 4 (trang 61 SGK Hóa 11):

Từ hiđro, clo, nitơ và các hóa chất cần thiết, hãy viết các phương trình hóa học (có ghi rõ điều kiện phản ứng) điều chế phân đạm amoni clorua. Lời giải:

Bài 5 (trang 62 SGK Hóa 11):

Viết phương trình hóa học thực hiện các dãy chuyển hóa sau:

Lời giải:

Bài 6 (trang 62 SGK Hóa 11): Hãy đưa ra những phản ứng đã học có sự tham gia của đơn chất photpho, trong đó số oxi hóa của photpho: a. Tăng b. Giảm Lời giải:

Bài 7 (trang 62 SGK Hóa 11):

Khi cho 3,00 g hỗn hợp Cu và Al tác dụng với dung dịch HNO₃ đặc dư, đun nóng, sinh ra 4,48 lít khí duy nhất NO₂ (đktc). Xác định phần trăm khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp? Lời giải: Gọi n_Al = x (mol), n_Cu = y (mol); n_NO2 =

= 0,2 mol

Theo pt: n_NO2(1) = 3. n_Al = 3.x mol n_NO2(2) = 2. n_Cu = 2y mol ⇒ Tổng n_NO2 = 3x + 2y = 0,2 mol Ta có hệ phương trình

Bài 8 (trang 62 SGK Hóa 11)

: Cho 6,00 g P₂O₅ vào 25,0 ml dung dịch H₃PO₄ 6,00% (D = 1,03 g/ml). Tính nồng độ phần trăm H₃PO₄ trong dung dịch tạo thành? Lời giải: m_{dd H3PO4} = V. D = 25. 1,03 = 25,75g

m_H3PO4(sau phản ứng) = 1,545 + 8,282 = 9,827(g) Khối lượng dung dịch sau phản ứng = 25,75 + 6 = 31,75(g)

Bài 9 (trang 62 SGK Hóa 11):

Cần bón bao nhiêu kg phân đạm amoni nitrat chứa 97,5% NH₄NO₃ cho 10,0 hecta khoai tây, biết rằng 1,00 hecta khoai tây cần 60,0 kg nitơ? Lời giải: 10ha khoai tây cần 60. 10 = 600 kg nitơ Bảo toàn nguyên tố Nito: ⇒ 1 mol (80g) NH₄NO₃ tạo thành 1 mol (28g)N₂ Lượng NH₄NO₃ cần để có 600kg N₂ là

Phân đạm amoni nitrat chứa 97,5% NH₄NO₃ nên lượng phân đạm cần bón là:

Bài tập trắc nghiệm

Bài 1: Để phân biệt các mẫu phân bón sau : (NH₄)₂SO₄, NH₄Cl và Ca(H₂PO₄)₂ cần dùng thuốc thử là A. dung dịch BaCl₂. B. dung dịch Ba(OH)₂. C. dung dịch HCl. D. dung dịch NaOH.

Đáp án: B

Bài 2: Cho các mệnh đề sau : (1) Amoniac được dùng để điều chế nhiên liệu cho tên lửa. (2) NO₂ vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử. (3) Trong phòng thí nghiệm , HNO₃ được điều chế bằng cách đun nóng NaNO₃ tinh thể với dung dịch H₂SO₄ đặc. (4) Trong công nghiệp, photpho được sản xuất bằng cách nung nóng hỗn hợp quặng photphoric, cát và than cốc ở 1200^oC trong lò điện. (5) Phân supephotphat đơn có thành phần chính là Ca(H₂PO₄)₂. Trong các mênh đề trên, số mệnh đề đúng là A. 4. B. 5. C. 2. D. 3.

Đáp án: A

Bài 3: Cho sơ đồ sau : X + H₂O → H₃PO₄. Số chất X thỏa mãn là A. 1. B. 4. C. 2. D. 3.

Đáp án: D

Bài 4: Cho 2,64 gam (NH₄)₂SO₄ tác dụng với dung dịch NaOH dư đun nóng thu được một sản phẩm khí. Hấp thụ hoàn toàn lượng khí trên vào dung dịch chứa 3,92 gam H₃PO₄. Muối thu được là A. NH₄H₂PO₄. B. (NH₄)₂HPO₄. C. (NH₄)₃PO₄. D. NH₄H₂PO₄.và (NH₄)₂HPO₄.

Đáp án: A n_NH3 = 2n_(NH4)2SO4 = 0,02 mol n_H3PO4 = 0,04 mol n_NH3 : n_H3PO4 = 1 : 2 ⇒ tạo muối NH₄H₂PO₄

Bài 5: Cho hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe₃O₄ có khối lượng 4,04 gam phản ứng hết với dung dịch HNO₃ dư thu được 336 ml NO (sản phẩm khử duy nhất (đktc)). Số mol axit tham gia phản ứng là A. 0,06 mol. B. 0,0975 mol. C. 0,18 mol. D. 0,125 mol.

Đáp án: C

Bài 6: Cho m gam hỗn hợp X gồm Al và Mg tác dụng hết với dung dịch HCl dư tạo ra 8,96 lít khí H₂ (đktc). Cũng m gam hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HNO₃ loãng dư tạo ra 5,75 gam hỗn hợp khí Y gồm NO và N₂O dung dịch thu được sau phản ứng chỉ có hai muối. Thể tích của hỗn hợp Y (đktc) là A. 8,96 lít. B. 3,36 lít. C. 7,28 lít. D. 3,64 lít.

Đáp án: D n_NO = x mol; n_N2O = y mol; ⇒ 30x + 44y = 5,75 g (1) Bảo toàn e ta có: n_{e cho} = n_{e nhận} = 2n_H2 = 0,8mol ⇒ 3x + 8y = 0,8 (2) Từ (1)(2) ⇒ x = 0,1 mol; y = 0,0625 mol ⇒ V_Y = 3,64 lít

Bài 7: Nung 6,58 gam Cu(NO₃)₂ trong bình kín, sau một thời gian thu được 4,96 gam chất rắn và hỗn hợp khí X. Hấp thụ hoàn toàn hỗn hợp X vào nước được 300 ml dung dịch Y. pH của dung dịch Y là A. 2,0. B. 1,7. C. 1,3. D. 1,0.

Đáp án: D 2Cu(NO₃)₂ -^{H = 80%}→ 2CuO + 4NO₂ (4x) + O₂ (x mol) m_{c/rắn giảm} = m_khí = 6,58 – 4,96 = 1,62 gam ⇒ m_NO2 + m_O2 = 1,62 46. 4x + 32x = 1,62 ⇒ x = 0,0075 mol n_NO2 = n_HNO3 = n_H⁺ = 0,03 ⇒ [H⁺] = 0,1 ⇒ pH = 1,0

Bài 8: Supephotphat đơn được điều chế từ một loại bột quặng chứa 73% Ca(PO₄)₂, 26% CaCO₃ và 1% SiO₂. Khối lượng dung dịch H₂SO₄ 65% tác dụng với 100kg quặng kẽm khi điều chế supephotphat đơn là A. 110,2 kg. B. 106,5 kg. C. 74,7 kg. D. 71,0 kg.

Đáp án: A n_Ca3(PO4)2 = 0,235 kmol; n_CaCO3 = 0,26Kmol Điều chế supephotphat đơn: n_H2SO4 = 2 n_Ca3(PO4)2 + n_CaCO3 = 0,73 kmol ⇒ m_dd = 0,73. 98 : 65% = 110,2 kg

Bài 9: Cho a mol P₂O₅ vào 200ml dung dịch NaOH thì thu được dung dịch chúa 0,15 mol Na₂HPO₄ và 0,25 mol NaH₂PO₄. Giá trị của a và nồng độ mol của NaOH là A. a = 0,2 và C_M = 2,75M B. a = 0,4 và C_M = 2,75M. C. a = 0,4 và C_M = 5,5M. D. a = 0,2 và C_M = 5,5M.

Đáp án: A Bảo toàn nguyên tố: n_P2O5 = 1/2. n_Na2HPO4 + 1/2. n_NaH2PO4 = 0,2 mol = a n_NaOH = 2n_Na2HPO4 + n_NaH2PO4 = 0,55 mol ⇒ C_{M NaOH} = 2,75 mol

Bài 10: Thủy phân hoàn toàn 4,878 gam halogenua của photpho thu được hỗn hợp hai axit. Để trung hòa hoàn toàn hỗn hợp này cần 90 ml dung dịch NaOH 1M. Halogen đó là A. F. B. Cl. C. Br. D. I.

Đáp án: C PX₃ (x) + 3H₂O → 3HX (3x) + H₃PO₃ (x mol) n_NaOH = n_HX + 2n_H3PO3 = 5x = 0,09 mol (axit H₃PO₃ là axit 2 nấc ) ⇒ x = 0,018 mol ⇒ PX₃ = 4,878 : 0,018 = 271 ⇒ X = 80 (Br)

Bài 11: Cho các phản ứng sau : (1) Cu(NO₃)₂ (2) NH₄NO₂ (3) NH₃ + O₂ (4) NH₃ + Cl₂ (5) NH₄Cl (6) NH₃ + CuO Trong các phản ứng trên, những phản ứng tạo ra khí N₂ là A. (2),(4),(6). B. (3),(5),(6). C. (1),(3),(4). D. (1),(2),(5).

Đáp án: A

Bài 12: Cho các phản ứng sau : (1) NH₄Cl (2) NH₄NO₃ (3) NH₄NO₂ + NaOH (4) Cu + HCl + NaNO₃ (5) (NH₄)₂CO₃ Trong các phản ứng trên, số phản ứng tạo thành khí NH₃ là A. 2. B. 3. C. 4. D. 5.

Đáp án: A

Bài 13: Cho 2 muối X, Y thỏa mãn điều kiện sau: X + Y → không xảy ra phản ứng. X + Cu → không xảy ra phản ứng. Y + Cu → không xảy ra phản ứng. X +Y + Cu → xảy ra phản ứng. X và Y là A. Mg(NO₃)₂ và KNO₃ B. Fe(NO₃)₃ và NaHSO₄. B. C…NaNO₃ và NaHCO₃ D. NaNO₃ và NaHSO₄.

Đáp án: D

Bài 14: Axit nitric và axit photphoric có cùng phản ứng với nhóm các chất nào sau đây ? A. NaOH, K₂CO₃, CuCl₂, NH₃. B. NaOH, K₂HPO₄, Na₂CO₃, NH₃. C. NaOH, Na₂CO₃,KCl, K₂S. D. KOH, MgO, CuSO₄, NH₃.

Đáp án: B

Bài 15: Để phân biệt các dung dịch axit HCl, HNO₃, H₂SO₄ và H₃PO₄, người ta dùng thêm kim loại nào sau đây ? A. Cu. B. Na. C. Ba. D. Fe.

Đáp án: C

Bài 16: Có các dung dịch sau : HCl, H₃PO₄, NaH₂PO₄, NaH₂PO₄và Na₃PO₄. Trộn các dung dịch đó với nhau theo từng đôi một, số cặp xảy ra phăn ứng là A. 6. B. 4. C. 7 D. 5.

Đáp án: A