Xác định nhanh sản phẩm trong các phản ứng của hợp chất photpho môn Hóa học 11 năm 2021

Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông minh, nội dung bài giảng được biên soạn công phu v[r]

Trang 1

XÁC ĐỊNH NHANH SẢN PHẨM TRONG CÁC PHẢN ỨNG CỦA HỢP

CHẤT PHOTPHO MƠN HĨA HỌC 11 NĂM 2021

A TĨM TẮT LÝ THUYẾT

Bài toán về axit H3PO4 hay P2O5 tác dụng với dung dịch bazơ cũng như các phản ứng của muới photphat đới với học sinh THPT còn khá phức tạp Đa sớ học sinh khơng nắm rõ bản chất phản ứng nên vẫn chưa tự tin khi làm các bài tập dạng này Để làm tớt dạng bài tập này thì trước tiên ta phải xác định đúng được

sản phẩm sinh ra trong các phản ứng, rời dựa vào sớ liệu để tính toán Có thể phân thành mợt sớ dạng sau: I- Axit H 3 PO 4 tác dụng với dung dịch bazơ

1/ Trường hợp dung dịch bazơ là NaOH hay KOH

Ta có các phản ứng sau:

H3PO4 + NaOH → NaH2PO4 + H2O H3PO4 + 2NaOH → Na2HPO4 + 2H2O H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O Để xác định muới gì được tạo ra thì đa phần học sinh dựa vào phương pháp đại sớ là lập tỷ lệ mol T = Sớ mol bazo : Sớ mol axit hay ngược lại rời lập bảng ghi nhớ 7 trường hợp, sau đó so sánh với tỷ lệ mol mà đề bài cho để kết luận Cụ thể là:

3 4

NaOH

H PO

n

Sản phẩm

2 4

3 4

NaH PO

Dư H PO NaH PO 2 4

Na HPO Na PO3 4 3 4

Na PO

Dư NaOH

NaH PO

Na HPO

3 4

Na HPO

Na PO

2/ Trường hợp dung dịch bazơ là Ca(OH)2 hay Ba(OH)2

Ta có các phản ứng sau:

2H3PO4 + Ca(OH)2 → Ca(H2PO4)2 + 2H2O H3PO4 + Ca(OH)2 → CaHPO4 + 2H2O 2H3PO4 + 3Ca(OH)2 → Ca3(PO4)2 + 3H2O Tương tự:

Sản phẩm

2

3 4

Ca(OH)

H PO

n

2 4 2

Ca (PO )

2 4 2

3 4

Ca(H PO )

4

Ca(H PO ) CaHPO

4

3 4 2

CaHPO

Ca (PO )

3 4 2

2

Ca (PO )

Dư Ca(OH)

Học sinh thường làm bằng cách lập bảng trên, do các em đã được làm quen cách làm này từ THCS Tuy nhiên học sinh cần nhớ mợt cách máy móc các hệ sớ tỷ lệ trên (14 trường hợp) mà khơng hiểu rõ bản chất của phản ứng Do đó đới với bài toán hỡn hợp bazơ thì các em sẽ rất lúng túng

* Để nắm rõ bản chất của phản ứng cũng như hạn chế lới mòn ta vận dụng kiến thức về “Chương Sự điện ly” ở lớp 11 ta giải bài toán trên như sau:

Axit H3PO4 là mợt triaxit thuợc loại trung bình nên trong dung dịch sẽ phân ly ra 3 nấc Giả sử ta có a

Trang 2

mol H3PO4 thì sơ đờ phân ly của H3PO4 như sau:

H3PO4 → H+ + H2PO4- → 2H+ + HPO42- → 3H+ + PO4 3-a(mol) a 2a 3a (mol)

Dựa theo sơ đờ ta thấy cứ a mol axit sẽ giải phóng 3 lần H+ là a, 2a, 3a mol H+ Khi cho dung dịch bazơ vào thì bản chất phản ứng là sự trung hòa:

H+ + OH- → H2O

Do đó nếu biết sớ mol NaOH hay KOH ta biết: nOH- = nNaOH

Biết sớ mol Ca(OH)2 hay Ba(OH)2 ta biết:

-2

Ca(OH) OH

Ta so sánh sớ mol của OH- với sớ mol H+ sẽ biết phản ứng tạo ra muới gì:

- Nếu nOH- < a → tạo muới H2PO4- và H3PO4 dư

- Nếu nOH- = a → tạo muới H2PO4

Nếu a < nOH- < 2a → tạo muới H2PO4 - và HPO4

2 Nếu nOH- = 2a → tạo muới HPO4

2 Nếu 2a < nOH- < 3a → tạo muới HPO42- và PO4

3 Nếu nOH- = 3a → tạo muới PO4

3 Nếu nOH- > 3a → tạo muới PO43- và OH- dư

Tóm tắt các trường hợp trên bằng bảng sau:

Sản phẩm

-3 4

OH

H PO

n

2 4

4

H PO

Dư H PO



2 4 2 4

H PO HPO



2 4 3 4

HPO PO



3 4

-PO

Dư OH



Chú ý: Ta có thể dùng sơ đờ đơn giản sau để ghi nhớ:

H PO H PO HPO PO [1]

3/ Dạng P2O5 tác dụng với dung dịch bazơ

Ta xem P2O5 tác dụng với H2O tạo axit H3PO4 rời giải tương tự như trên Chú ý hệ sớ mol:

P2O5 + 3H2O → 2H3PO4 x(mol) 2x (mol)

II- MUỚI PHOTPHAT TÁC DỤNG VỚI CÁC HỢP CHẤT KHÁC

Dựa vào sơ đờ [1] ta thấy muới photphat có thể tờn tại 3 dạng: đihiđrophotphat H2PO4-; hiđrophotphat HPO42-; photphat trung hòa PO43- Trong mơi trường OH- H2PO4- có thể chuyển thành HPO42- và PO43-

Do photphat là muới của axit trung bình có nhiều nấc nên chúng khơng bền trong mơi trường H+ và chúng có thể chuyển về dạng axit ban đầu H3PO4 Các quá trình chuyển đởi trên phụ thuợc vào đợ mạnh yếu của axit và tỷ lệ mol các chất phản ứng:

H PO H PO HPO PO [2]

Từ sơ đờ [2] rút ra mợt sớ nhận xét:

+ Muới PO43- có thể tác dụng với H3PO4 tạo ra muới HPO42- và H2PO4- tùy theo tỷ lệ PO43-/H3PO4 ( khơng thể tạo thành H3PO4):

Trang 3

Nếu tỷ lệ là 1:1 → CaHPO4 do H3PO4 nhường đi 1 H+

Nếu tỷ lệ là 1:2 → Ca(H2PO4)2 do H3PO4 nhường 2 H+

+ Muối PO43- có thể tác dụng với axit mạnh (HCl, H2SO4…) tạo ra HPO42-; H2PO4- hay H3PO4 tùy theo tỷ lệ PO43-/HCl:

PO43- + H+ → HPO4

2-PO43- + 2H+ → H2PO4

-PO43- + 3H+ → H3PO4

+ Hai chất không đứng cạnh nhau trong 1 dãy trên thì không bao giờ cùng tồn tại trong 1 dung dịch, chúng sẽ tác dụng hết với nhau để tạo ra sản phẩm là chất đứng giữa hai chất đó:

PO43- + H2PO4- → 2HPO4

2-H3PO4 + HPO42- → 2H2PO4

-H3PO4 + PO43- → HPO42- và H2PO4- ( tùy tỷ lệ xét ở trên)

B BÀI TẬP MINH HỌA

Bài 1: Cho 100 ml dung dịch H3PO4 3M tác dụng với 200 ml dung dịch NaOH 2,5M Khối lượng muối

tạo thành và nồng độ mol/l của dung dịch tạo thành ?

A 12g; 28,4g và 0,33M; 0,67M B 12g; 28,4g và 0,36M; 0,76M

C 21g; 24,8g và 0,33M; 0,67M D 18g; 38,4g và 0,43M; 0,7M

Hướng dẫn giải

Ta có: nNaOH = 0,2.2,5 = 0,5 (mol)

H PO

n = 3.0,1 = 0,3(mol)

Lập tỷ lệ:

NaOH

H PO

n 0,2.2,5

n 0,1.3

    →Tạo ra hai muối NaH2PO4 và Na2HPO4

Đặt số mol NaH2PO4 là a

Đặt số mol Na2HPO4 là b

Cách 1: Em có thể viết 2 phương trình rồi lập hệ giải

Cách 2: Dùng phương pháp bảo toàn nguyên tố cho nhanh:

Bảo toàn nguyên tố Na có: a + 2b = 0,5

Bảo toàn nguyên tố P có: a + b = 0,3

Giải hệ phương trình trên có: a = 0,1 và b = 0,2

NaH PO

Na HPO

m = 0,1.120 = 12(g)

m = 142.0,2 = 28,4(g)

Nồng độ mol/ của các muối:

2 4

0,1

0,3 0,2

0,3



→ Đáp án A

Bài 2: Cho 3,55 g P2O5 vào 500 ml dung dịch có chứa 7,28g KOH Giả sử thể tích của dung dịch thay

đổi không đáng kể Tính nồng độ mol/l của các muối trong dung dịch thu được?

Trang 4

A 0,04M; 0,06M B 0,05M; 0,06M

2 5

P O

3,55

n = = 0,025(mol)

142 KOH

7,28

n = = 0,13(mol)

56 P2O5 + 3H2O → 2H3PO4

0,025 → 0,05(mol)

Lập tỷ lệ:

KOH

H PO

n 0,13

n 0,05

    →Tạo ra hai muối Na2HPO4 và Na3PO4

Đặt số mol Na2HPO4 là a

Đặt số mol Na3PO4 là b

Cách 1: Em có thể viết 2 phương trình rời lập hệ giải

Cách 2: Dùng phương pháp bảo toàn nguyên tố cho nhanh:

Bảo toàn nguyên tố K có: 2a + 3b = 0,13

Bảo toàn nguyên tố P có: a + b = 0,05

Giải hệ phương trình trên có: a = 0,02 và b = 0,03

Nồng độ mol/ của các muối:

3 4

0,02

0,5 0,03

0,5



→ Đáp án A

Chú ý: Em nên chuyển P2O5 thành H3PO4 rồi tính như trên Không nên viết phương trình P2O5 tác dụng

trực tiếp với dung dịch KOH

Bài 3: Cho 1,42g P2O5 vào dung dịch chứa 1,12g KOH Khối lượng muối thu được là:

2 5

P O

1,42

n = = 0,01(mol)

142 → nH PO 3 4 = 0,02 (mol) KOH

1,12

56

→ tạo muối KH2PO4 →

KH PO

n = 0,02 (mol)

→ mKH PO2 4 = 0,02.136 = 2,72 (g)

→ Đáp án A

Bài 4: Số ml dung dịch NaOH 1M trộn lẫn với 50ml dung dịch H3PO4 1M để thu được muối trung hòa

là:

Trang 5

H PO

n = 0,05.1 = 0,05(mol)

→ Phương trình tạo muối trung hòa:

3NaOH + H3PO4 → Na3PO4 + 3H2O

0,15 ← 0,05 (mol)

VNaOH = 0,15

= 0,15 (lit) = 150 ml 1

→ Đáp án B

Bài 5: Oxi hóa hoàn toàn 6,2g P rồi cho sản phẩm vào 25ml dung dịch NaOH 25% (d = 1,28 g/ml)

Muối tạo thành có công thức như thế nào ?

4P + 5O2 → 2P2O5

6,2

n = =0,2(mol) n = 0,1 (mol) n = 0,2 (mol)

NaOH

25.1,28.25

100.40

→ Tạo muối NaH2PO4

→ Đáp án A

Bài 6: Cho 20g dung dịch H3PO4 37,11% tác dụng vừa đủ với NH3 thì thu được 10g muối photphat

amoni A Công thức của muối A là:

C (NH4)3PO4 D Không xác định

H PO

20* 37,11

100 H3PO4 + xNH3 → (NH4)xH3-xPO4

x x



   → Công thức muối: (NH4)2HPO4

→ Đáp án A

Bài 7: Cho biết sản phẩm tạo thành trong các trường hợp sau:

a/ 0,06 mol H3PO4 tác dụng với 0,08 mol NaOH

b/ 1 mol H3PO4 tác dụng với 1 mol Ca(OH)2

c/ 0,08 mol H3PO4 tác dụng với 0,06 mol Ca(OH)2

d/ 2mol H3PO4 tác dụng với 1 mol Ca(OH)2

e/ 0,24 mol H3PO4 tác dụng với hỗn hợp gồm 0,009 mol NaOH và 0,006 mol Ca(OH)2

Trang 6

Ta có thể dựa vào

-3 4

OH

H PO

n

n để dự đoán sản phẩm

a/

OH

H PO

1,33

n  0,06 → tạo NaH2PO4 và Na2HPO4

b/

-3 4

OH

H PO

2

n  1 → tạo muối CaHPO4

c/

OH

H PO

1,5

n  0,08  → tạo Ca(H2PO4)2 và CaHPO4

d/

OH

H PO

1

n   2 → tạo muối Ca(H2PO4)2

e/

OH

H PO

n 0,009 0,006* 2

0,0875



  → tạo muối NaH2PO4 và Ca(H2PO4)2

Bài 8: Cho 0,1 mol P2O5 vào dung dịch chứa 0,35 mol KOH Dung dịch thu được có các chất:

P2O5 + 3H2O → 2H3PO4

0,1(mol) 0,2 (mol)

-3 4

OH

H PO

1,75

n  0,2  → K2HPO4; KH2PO4

→ Chọn B

Bài 9: Hãy dự đoán sản phẩm tạo thành (muối)trong các trường hợp sau:

a/ 1 mol H3PO4 + 1 mol K2HPO4 → ?

b/ 1 mol Ca(H2PO4)2 + 1 mol Ca(OH)2 → ?

Dựa sơ đồ [2]:

a/ HPO42- + H3PO4 theo tỷ lệ 1:1 → NaH2PO4

b/ H2PO4- + OH- theo tỷ lệ 2:2 (hay 1:1) → CaHPO4

Bài 10: Điền chất thích hợp vào chỗ có dấu ? trong các sơ đồ sau:

a/ H2PO4- + ? → HPO42- + ?

b/ HPO42- + ? → H2PO4- + ?

Dựa sơ đồ [2]:

a/ H2PO4- + OH - → HPO42- + H 2 O

b/ HPO42- + H 3 O + → H2PO4- + H 2 O

Bài 11: Cho P2O5 tác dụng với NaOH người ra thu được một dung dịch gồm hai chất Hai chất đó là :

Trang 7

A NaOH và NaH2PO4 B NaH2PO4 và Na3PO4

C Na2HPO4 và Na3PO4 D Na3PO4 và H3PO4

Dựa vào sơ đồ [2]:

A NaOH và NaH2PO4 → còn NaOH tức là dư NaOH thì không thể tồn tại NaH2PO4 được mà phải là

Na3PO4

B NaH2PO4 và Na3PO4 → hai muối này không tồn tại đồng thời vì chúng phản ứng với nhau → Na2HPO4

C Na2HPO4 và Na3PO4- → Tồn tại

D Na3PO4 và H3PO4 → còn dư H3PO4 thì không thể sinh ra Na3PO4 được

Đáp án là C

C LUYỆN TẬP

Câu 1: 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

Câu 2: 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

Câu 3: Thành phần chính của quặng photphorit là

A CaPHO4 B NH4H2PO4 C Ca(H2PO4)2 D Ca3(PO4)2

Câu 4: 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

Câu 5: 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

Câu 6: 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

Câu 7: Cho sơ đồ sau : HCl + muối X → H3PO4 + NaCl

Hãy cho biết có bao nhiêu muối X thỏa mãn

Câu 8: 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

Trang 8

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)

Câu 9: 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

Câu 10: 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

Câu 11: 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

Câu 12: 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

Câu 13: 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

Câu 14: 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 Giá trị của V là

A 85 B 75 C 125 D 150

Câu 15: Cho dãy biến hóa sau :

Ca3(PO4)2 → H3PO4 → 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

Câu 16: Axit H3PO4 và HNO3 cùng phản ứng được với tất cả các chất của dãy

A CuO, KOH, CuSO4, NH3, KCl B CuNO3, KOH, Na2CO3, NH3, Ag

C NaCl , KOH, Na2CO3, NH3, CaO D KOH, Na2CO3 , NH3, Na2S, CuO

Câu 17: Thêm từ từ 4,0 gam NaOH vào 100,0 ml dung dịch H3PO4 0,4 mol/l, khối lượng muối thu được

là

A 5,76 gam B 7,92 gam C 6,12 gam D 5,47 gam

Câu 18: Thêm từ từ 6,9 gam Na vào 100,0 ml dung dịch H3PO4 0,5 mol/l, khối lượng muối thu được là

A 8,2 gam B 16,4 gam C 12,3 gam D 11,8 gam

Câu 19: Để nhận biết ion PO43- trong dung dịch muối, người ta thường dùng thuốc thử là

Trang 9

A Ba(OH)2 vì phản ứng tạo Ba3(PO4)2 kết tủa trắng không tan trong kiềm dư

B AgNO3 vì phản ứng tạo dung dịch có màu vàng

C Cu và HNO3 vì phản ứng tạo ra kết tủa có màu xanh

D AgNO3 vì phản ứng tạo ra kết tủa có màu vàng

Câu 20: Cho 8,8 gam dung dịch NaOH 10% tác dụng với 100,0 ml dung dịch H3PO4 0,1 mol/l Trong dung dịch thu được sau phản ứng chứa các chất

Câu 21: Cho 20,0 gam dung dịch H3PO4 10,78% tác dụng với 100,0 ml dung dịch NaOH 0,3 mol/l Trong dung dịch thu được sau phản ứng chứa các chất:

Câu 22: Phương trình ion rút gọn mô tả phản ứng xảy ra khi cho 0,3 mol KOH vào 100,0 ml dung dịch axit photphoric 1,0 mol/l là

A H3PO4 + 3OH- PO43- + 3H2O B H3PO4 + 2OH- HPO42- + 2H2O

C H3PO4 + OH- H2PO4- + H2O D H+ + OH- H2O

Câu 23: Cần bao nhiêu tấn quặng photphoric chứa 40% Ca3(PO4)2 để sản xuất được 1,0 tấn P ? Biết hiệu suất quá trình sản xuất là 90%

A 10,00 tấn B 12,50 tấn C 11,11 tấn D 13,89 tấn

Câu 24: Cần bao nhiêu tấn quặng photphoric chứa 80% Ca3(PO4)2 để sản xuất được 1,0 tấn axit photphoric 98% ? Biết hiệu suất quá trình sản xuất là 90%

Câu 25: Đốt cháy hoàn toàn 3,4 gam photphin (PH3) trong oxi dư , hòa tan hoàn toàn sản phẩm trong 100,0 ml dung dịch KOH 1,5 mol/l Trong dung dịch thu được chứa các chất

Câu 26: Cho dung dịch AgNO3 vào dung dịch X thấy có kết tủa màu vàng xuất hiện, dung dịch X chứa chất nào sau đây ?

Câu 27: Thêm 0,25 mol KOH vào 100,0 ml dung dịch axit photphoric 1,0 mol/l ,trong dung dịch thu được chứa các chất

Câu 28: Cho 1,0 tấn dung dịch H2SO4 98,0% tác dụng với lượng vừa đủ Ca3(PO4)2 thu được bao nhiêu tấn phân supephotphat đơn ? Biết hiệu suất thu hồi là 90%

Câu 29: Phương trình điện li tổng cộng của H3PO4 trong dung dịch là:

Trang 10

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 chuyển dịch D nồng độ PO43 tăng lên

Câu 30: Thêm 21,3g P2O5 vào dung dịch chứa 16g NaOH, thể tích dung dịch sau đó là 400ml Nồng độ

M của những muối được tạo nên trong dung dịch là:

A 0,5; 0,25 B 0,5 ; 0,5 C 0,1 ; 0,2 D Kết quả khác

ĐÁP ÁN PHẦN LUYỆN TẬP

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Định dạng
Số trang	11
Dung lượng	914,48 KB