Bài 9 axit photphoric và muối photphat

AXIT PHOTPHORIC VÀ MUỐI PHOTPHAT Mục tiêu  Kiến thức + Trình bày được cấu tạo phân tử, tính chất vật lí trạng thái, màu, tính tan, ứng dụng, cách điều chế H PO trong phòng thí nghiệm

CHƯƠNG 2: NITƠ – PHOTPHO BÀI 9 AXIT PHOTPHORIC VÀ MUỐI PHOTPHAT Mục tiêu

 Kiến thức

+ Trình bày được cấu tạo phân tử, tính chất vật lí (trạng thái, màu, tính tan), ứng dụng, cách điều chế H PO trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp 3 4

+ Trình bày được tính chất của muối photphat (tính tan, tác dụng với axit, phản ứng với dung

dịch muối khác), ứng dụng

+ Phát biểu được H PO là axit trung bình, axit ba nấc 3 4

 Kĩ năng

+ Viết các phương trình hóa học dạng phân tử hoặc ion rút gọn minh họa tính chất của axit

H PO và muối photphat

+ Nhận biết được axit H PO và muối photphat bằng phương pháp hóa học 3 4

+ Giải được các bài tập có liên quan: Tính khối lượng H PO sản xuất được; Tính phần trăm 3 4

khối lượng muối photphat trong hỗn hợp,

I LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM

AXIT PHOTPHORIC

1 Cấu tạo phân tử

H O

\

/

H O



  



 P có số oxi hóa +5

2 Tính chất vật lí

Axit photphoric (H PO ) là chất rắn dạng tinh thể, trong suốt, không màu, nóng chảy ở 3 4 42,5 C , rất háo nước nên dễ bị chảy rữa, tan trong nước theo bất kì tỉ lệ nào

3 Tính chất hóa học

a Tính axit

Trong nước H PO phân li theo 3 nấc: 3 4

H PO HH PO

2

H POHHPO 

HPOHPO

Dung dịch H PO có tính chất chung của một axit và có độ mạnh trung bình: Nấc 1 > nấc 2 > nấc 3 3 4

H PO tan trong nước theo bất kì tỉ lệ nào là do sự tạo thành liên kết hiđro giữa các phân tử H PO với 3 4 các phân tử H O 2

Tác dụng với bazơ

Tùy theo tỉ lệ chất tham gia phản ứng mà H PO sinh ra muối axit hoặc muối trung hòa 3 4

Ví dụ:

 

 

 

b H PO không có tính oxi hóa 3 4

Mặc dù P có số oxi hóa cao nhất +5 nhưng H PO không có tính oxi hoá như 3 4 HNO vì ion 3 PO34 rất bền vững

4 Điều chế

 Từ quặng photphorit hoặc apatit:

   

Ca PO 3H SO 2H PO 3CaSO 

Nhận xét: H PO thu được không tinh khiết 3 4

 Từ photpho:

t

4P5O 2P O

P O 3H O2H PO

Nhận xét: Phương pháp này điều chế H PO có độ tinh khiết và nồng độ cao hơn 3 4

MUỐI PHOTPHAT Phân loại: 3 loại

Muối đihiđrophotphat H PO2 4

Ví dụ: NaH PO Ca H PO2 4;  2 42

Muối hiđrophotphat  2 

4

HPO 

Ví dụ: Na HPO CaHPO 2 4; 4

Muối photphat  3 

4

PO  hay muối trung hòa

Ví dụ: Na PO Ca3 4; 3PO42

1 Tính tan

Muối trung hoà và muối axit của kim loại Na, K đều tan trong nước

Với các kim loại khác: chỉ muối đihiđrophotphat tan, còn lại đều không tan hoặc ít tan

2 Nhận biết ion photphat

Thuốc thử: Dung dịch AgNO 3

Hiện tượng: Kết tủa màu vàng

Phương trình hóa học:

3

3AgPO Ag PO  (màu vàng)

SƠ ĐỒ HỆ THỐNG HÓA AXIT PHOTPHORIC VÀ MUỐI PHOTPHAT

1 AXIT PHOTPHORIC

 Axit H PO là axit ba nấc, có độ mạnh trung bình, có đầy đủ tính chất của một axit 3 4

2 MUỐI PHOTPHAT

 Phân loại:

o Muối đihiđrophotphat H PO2 4

o Muối hiđrophotphat  2 

4

HPO 

o Muối photphat  3 

4

PO 

 Nhận biết

o Sử dụng: dung dịch AgNO 3

3

3AgPO Ag PO  (màu vàng)

II CÁC DẠNG BÀI TẬP

Dạng 1: Bài tập lí thuyết về sự điện li, hóa học và phương pháp điều chế H PO , muối photphat 3 4

Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Dung dịch axit photphoric có chứa các ion (không kể đến sự phân li của nước) là:

A H , PO 34 B H , H PO , PO 2 4 34

C H , HPO , PO 4 34 D H , H PO , HPO , PO 2 4 24 34

Hướng dẫn giải

Trong nước H PO phân li theo 3 nấc: 3 4

H PO HH PO

2

H POHHPO 

HPOHPO

Vậy trong dung dịch chứa các ion H , H PO , HPO , PO 2 4 24 34

 Chọn D

Ví dụ 2: Dãy gồm các muối đều tan là:

A Na PO ; BaHPO ; Ca3 4 4 3PO42

B K PO ; Ca H PO3 4  2 4 2; NH42HPO 4

C NaH PO ; Mg PO2 4  42; K HPO2 4

D NH43PO ; Ba H PO4  2 42; MgHPO4

Hướng dẫn giải

Dãy gồm các muối đều tan trong nước là K PO ; Ca H PO3 4  2 4 2; NH42HPO4

Chọn B

Bài tập tự luyện dạng 1

Câu 1: Để nhận biết ion PO34 trong dung dịch muối, người ta thường dùng thuốc thử AgNO bởi vì 3

A phản ứng tạo ra kết tủa vàng

B phản ứng tạo khí màu nâu

C phản ứng tạo ra khí không màu, hoá nâu trong không khí

D phản ứng tạo dung dịch có màu vàng

Câu 2: Ứng dụng không phải của H PO là 3 4

A điều chế phân lân B sản xuất thuốc trừ sâu

C làm diêm, thuốc nổ D dùng trong công nghiệp dược phẩm

Câu 3: Phát biểu nào sau đây sai khi nói về H PO ? 3 4

A H PO có tính oxi hoá mạnh 3 4 B H PO là axit khá bền với nhiệt 3 4

C H PO có độ mạnh trung bình 3 4 D H PO là một axit ba nấc 3 4

Câu 4: Lập các phương trình hoá học sau ở dạng phân tử:

a) NH3CH COOH3 

NH PO  H PO 

3 2

Zn NO 

d) K PO3 4Ba NO 3 2 

Ca H PO Ca OH 

Dạng 2: Axit phophoric tác dụng với kiềm

Phương pháp giải

Khi dung dịch kiềm tác dụng với axit H PO các phản ứng có thể xảy ra: 3 4

 

OHH PO H POH O 1

  2

2OHH PO HPO 2H O 2

  3

3OHH PO PO3H O 1

Bước 1: Tính số mol OH và H PO 3 4

Bước 2: Xét tỉ lệ

3 4

OH

H PO

n T n





 T 1 Xảy ra (1), chỉ tạo muối H PO2 4

 1   Xảy ra (1) và (2), tạo hai muối T 2 H PO2 4 và HPO24

 T 2 Xảy ra (2), chỉ tạo muối HPO24

 2  T 3 Xảy ra (2) và (3), tạo hai muối HPO24 và PO34

 T 3 Xảy ra (3), chỉ tạo muối PO34

Bước 3: Tính toán theo yêu cầu của đề bài

Chú ý: Để giải nhanh bài toán có thể sử dụng các định luật bảo toàn: bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối

lượng,

Ví dụ: Cho 44 gam NaOH 10% tác dụng với 10 gam axit H PO 39,2% 3 4

a) Xác định muối thu được

b) Tính nồng độ phần trăm muối trong dung dịch sau phản ứng

Hướng dẫn giải

a) Ta có:

3 4

n 0,11 mol; n 0,04 mol

Xét tỉ lệ:

3 4

OH

H PO



Nhận thấy: 2 < T < 3  Tạo hai muối Na HPO và 2 4 Na PO 3 4

Phương trình hóa học:

2NaOH H PO Na HPO 2H O

3NaOH H PO Na PO 3H O

b) Gọi số mol của Na HPO và 2 4 Na PO lần lượt là x và y mol 3 4

Theo phương trình: x y 0,04 1 

Và 2x3y0,11 2 

Từ (1) và (2) suy ra: x0,01 và y0,03

Na HPO

m 0,01.142 1, 42 gam

3 4

Na PO

m 0,03.1644, 92 gam

Khối lượng dung dịch sau phản ứng bằng:

dung dÞch

m 44 10 54 gam

Nồng độ phần trăm của các muối trong dung dịch sau phản ứng là:

Na HPO

1, 42 C% 100% 2,63%

54

3 4

Na PO

4,92 C% 100% 9,11%

54

Bài tập tự luyện dạng 2

Câu 1: Cho 44 gam NaOH vào dung dịch chứa 39,2 gam H PO Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, 3 4 đem cô cạn dung dịch thu được hỗn hợp X X gồm

A NaH PO 2 4 B Na PO và 3 4 NaH PO 2 4

C NaH PO và 2 4 Na HPO 2 4 D Na PO và 3 4 Na HPO 2 4

Câu 2: Để thu được muối photphat trung hoà, thể tích dung dịch NaOH 1,00M cần dùng khi tác dụng với

50,0 ml H PO 0,50M là 3 4

A 0,075 ml B 75,000 ml C 70,000 ml D 7,500 ml

ĐÁP ÁN Dạng 1: Bài tập lí thuyết về sự điện li, hóa học và phương pháp điều chế H PO , muối photphat 3 4

1 – A 2 – C 3 – A

Câu 4: Phương trình hóa học:

a) NH3CH COOH3 CH COONH3 4

b)   t

NH PO  H PO 3NH

1

Zn NO ZnO 2NO O

2



   d) 2K PO3 43Ba NO 32 Ba3PO42  6KNO3

Ca H PO Ca OH  2CaHPO 2H O

Dạng 2: Axit phophoric tác dụng với kiềm

Câu 1: Chọn D

Ta có:

3 4

n 1,1mol;n 0, 4 mol

Xét tỉ lệ:

3 4

OH

H PO



Nhận thấy: 2  T 3 Tạo hai muối Na HPO và 2 4 Na PO 3 4

Câu 2: Chọn B

Ta có:

3 4

H PO

n 0,025 mol

Phương trình hóa học:

H PO 3NaOHNa PO 3H O

Theo phương trình:

3 4

n 3n 0,025.30,075 mol

NaOH

M

n 0,075

V 0,075 lÝt = 75 ml

C 1