Tạp chí Hóa học & Ứng dụng SỐ 6 90 2009 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NHANH SẢN PHẨM TRONG CÁC PHẢN ỨNG CỦA HỢP CHẤT PHOTPHO Tác giả: Hĩa Học Mỗi Ngày photphat đối với học sinh THPT cịn khá ph
Trang 1Tạp chí Hóa học & Ứng dụng SỐ 6 (90) 2009
Trang 3Tạp chí Hóa học & Ứng dụng SỐ 6 (90) 2009 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NHANH SẢN PHẨM TRONG
CÁC PHẢN ỨNG CỦA HỢP CHẤT PHOTPHO
Tác giả: Hĩa Học Mỗi Ngày
photphat đối với học sinh THPT cịn khá phức tạp Đa số học sinh khơng nắm rõ bản chất phản ứng
nên vẫn chưa tự tin khi làm các bài tập dạng này Để làm tốt dạng bài tập này thì trước tiên ta phải xác
định đúng được sản phẩm sinh ra trong các phản ứng, rồi dựa vào số liệu để tính tốn Cĩ thể phân
thành một số 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 cĩ các phản ứng sau:
H3PO4 + NaOH → NaH2PO4 + H2O
H3PO4 + 2NaOH → Na2HPO4 + 2H2O
H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O
Để xác định muối gì được tạo ra thì đa phần học sinh dựa vào phương pháp đại số là lập tỷ lệ
mol Số mol bazơ
T =
Số mol axit hay ngược lại rồi lập bảng ghi nhớ 7 trường hợp, sau đĩ so sánh với tỷ lệ mol
mà đề bài cho để kết luận Cụ thể là:
3 4
NaOH
H PO
n
n
Sản phẩm
2 4
3 4
NaH PO
Dư H PO NaH PO 2 4 Na HPO2 4 Na PO3 4 3 4
Na PO
Dư NaOH
2 4
2 4
NaH PO
Na HPO
2 4
3 4
Na HPO
Na PO
2/ Trường hợp dung dịch bazơ là Ca(OH) 2 hay Ba(OH) 2
Ta cĩ 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
n
2 4 2
Ca(H PO ) CaHPO4 Ca (PO )3 4 2
2 4 2
3 4
Ca(H PO )
Dư H PO
2 4 2 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 một cách máy mĩc các hệ số tỷ lệ trên (14 trường hợp) mà khơng hiểu rõ bản chất của phản ứng Do đĩ đối với bài tốn hỗn hợp bazơ thì các em sẽ rất lúng túng
* Để nắm rõ bản chất của phản ứng cũng như hạn chế lối mịn ta vận dụng kiến thức về
“Chương Sự điện ly” ở lớp 11 ta giải bài tốn trên như sau:
Trang 4H3PO4 → H+ + H2PO4- → 2H+ + HPO42- → 3H+ + PO4
dịch bazơ vào thì bản chất phản ứng là sự trung hịa:
H+ + OH- → H2O
-2 Ca(OH) OH
- Nếu nOH- < a → tạo muối H2PO4- và H3PO4 dư
- Nếu nOH- = a → tạo muối H2PO4
Nếu a < nOH-< 2a → tạo muối H2PO4- và HPO4
2 Nếu 2a < nOH- < 3a → tạo muối HPO42- và PO4
3 Nếu nOH- = 3a → tạo muối PO4
3 Nếu nOH- > 3a → tạo muối PO43- và OH- dư
Tĩm tắt các trường hợp trên bằng bảng sau:
Sản phẩm
-3 4
OH
H PO
n
n
2 4
4
4
2 4
3 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 cĩ thể dùng sơ đồ đơn giản sau để ghi nhớ:
3/ Dạng P 2 O 5 tác dụng với dung dịch bazơ
P2O5 + 3H2O → 2H3PO4
Bài tập 1: Cho biết sản phẩm tạo thành trong các trường hợp sau:
Giải
-3 4
OH
H PO
n
a/
-3 4
OH
H PO
1,33
-3 4
OH
H PO
2
c/
-3 4
OH
H PO
1,5
Trang 5Tạp chí Hóa học & Ứng dụng SỐ 6 (90) 2009
d/
-3 4
OH
H PO
1
e/
-3 4
OH
H PO
0, 0875
Bài tập 2(TSĐH B 2008):Cho 0,1 mol P2O5 vào dung dịch chứa 0,35 mol KOH Dung dịch thu được
cĩ các chất:
Giải
P2O5 + 3H2O → 2H3PO4
-3 4
OH
H PO
1,75
→ Chọn B
Bài tập 3: Cho dung dịch a mol H3PO4 tác dụng với dung dịch chứa b mol NaOH, thu được dung dịch
A
a/ Biện luận để xác định thành phần các chất trong dung dịch A theo mối quan hệ giữa a và b b/ Áp dụng với trường hợp a = 0,12 mol và b = 0,2 mol
Bài tập 4: Cho a mol P2O5 tác dụng với dung dịch chứa b mol KOH Biện luận mối quan hệ giữa a và
thành H3PO4)
Hướng dẫn: Dựa vào sơ đồ trên để biện luận
II- Muối photphat tác dụng với các hợp chất khác
Dựa vào sơ đồ [1] ta thấy muối photphat cĩ thể tồn tại 3 dạng: đihiđrophotphat H2PO4-;
trường H+ và chúng cĩ thể chuyển về dạng axit ban đầu H3PO4 Các quá trình chuyển đổi trên phụ thuộc vào độ mạnh yếu của axit và tỷ lệ mol các chất phản ứng:
Từ sơ đồ [2] rút ra một số nhận xét:
+ Muối PO43- cĩ thể tác dụng với H3PO4 tạo ra muối HPO42- và H2PO4- tùy theo tỷ lệ PO43-/H3PO4 ( khơng thể tạo thành H3PO4):
Nếu tỷ lệ là 1:2 → Ca(H2PO4)2 do H3PO4 nhường 2 H+
+ Muối PO43- cĩ 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 khơng đứng cạnh nhau trong 1 dãy trên thì khơng 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 đĩ:
PO43- + H2PO4- → 2HPO4
2-H3PO4 + HPO42- → 2H2PO4
-H3PO4 + PO43- → HPO42- và H2PO4- ( tùy tỷ lệ xét ở trên)
Trang 6a/ 1 mol H3PO4 + 1 mol K2HPO4 → ?
Giải
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 tập 2 (BT 3 trang 66 SGK 11NC):
Điền chất thích hợp vào chỗ có dấu ? trong các sơ đồ sau:
a/ H2PO4- + ? → HPO42- + ? b/ HPO42- + ? → H2PO4- + ?
Giải
Dựa sơ đồ [2]:
a/ H2PO4- + OH - → HPO42- + H 2 O
b/ HPO42- + H 3 O + → H2PO4- + H 2 O
Bài tập 3: Cho P2O5 tác dụng với NaOH người ra thu được một dung dịch gồm hai chất Hai chất đó là :
Giải
Dựa vào sơ đồ [2]:
Na3PO4
- C Na2HPO4 và Na3PO4- → Tồn tại
- D Na3PO4 và H3PO4 → còn dư H3PO4 thì không thể sinh ra Na3PO4 được
Đáp án là C