BÀI 11. AXIT PHOTPHORIC VÀ MUỐI PHOTPHAT
A. LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM
I. AXIT PHOTPHORIC
1. Công thức cấu tạo
Photpho có độ âm điện nhỏ nên ở mức oxi hóa +5, H3PO4 khó bị khử, không có tính oxi hóa như axit HNO3.
2. Tính chất vật lí
Axit photphoric là chất tinh thể, trong suốt, không màu, rất háo nước, tan tốt trong nước.
3. Tính chất hóa học
– Axit H3PO4 là axit ba nấc, có độ mạnh trung bình. Trong dung dịch điện li yếu theo ba nấc:
H3PO4 ⇋ H+ + H2PO4-
H2PO4- ⇋ H+ + HPO42-
HPO42- ⇋ H+ + PO43-
- Dung dịch H3PO4 có những tính chất chung của axit như làm đổi màu quỳ tím thành đỏ, tác dụng với oxit bazơ, bazơ, muối, kim loại có tính khử mạnh hơn H,… Khi tác dụng với oxit bazơ hoặc bazơ, tùy theo lượng chất tác dụng mà axit photphoric tạo ra muối trung hòa, muối axit hoặc hỗn hợp muối.
H3PO4 + NaOH → NaH2PO4 + H2O
H3PO4 + 2NaOH → Na2HPO4 + 2H2O
H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O
4. Điều chế
– Trong phòng thí nghiệm, axit photphoric được điều chế bằng cách dùng HNO3 đặc oxi hóa photpho:
P + 5HNO3 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) H3PO4 + 5NO2 + H2O
- Trong công nghiệp: điều chế từ quặng photphorit hoặc quặng apatit và axit H2SO4:
Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 (đặc) \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) 3CaSO4 + 2H3PO4
- Để điều chế H3PO4 có độ tinh khiết và nồng độ cao hơn, người ta đốt cháy photpho để được P2O5, rồi cho P2O5 tác dụng với nước.
4P + 5O2 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)2P2O5;
P2O5 + 3H2O → 2H3PO4.
5. Ứng dụng
Một lượng lớn axit photphoric sản xuất ra được dùng để điều chế các muối photphat và để sản xuẩt phân lân.
II. MUỐI PHOTPHAT
- Axit photphoric tạo ra ba loại muối: muối photphat trung hòa và hai muối photphat axit.
- Tất cả các muối đihiđrophotphat đều tan trong nước.
- Các muối hiđrophotphat và photphat trung hòa chỉ có muối Na+, K+, NH4+ là dễ tan, còn muối của các kim loại khác đều không tan hoặc ít tan trong nước.
- Nhận biết ion PO43- trong dung dịch muối photphat ta dùng dung dịch muối bạc nitrat.
3Ag+ + PO43- → Ag3PO4 ↓ (màu vàng)
B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
Phương pháp giải bài tập tính theo phương trình phản ứng
+ Bước 1: Tính mol chất đề bài cung cấp.
+ Bước 2: Viết phương trình phản ứng xảy ra.
+ Bước 3: Dựa vào mol chất đề bài cung cấp, sử dụng cách tính theo phương trình phản ứng để tính lượng chất đề bài yêu cầu.
C. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA
Bài 1 (trang 53 SGK Hóa học 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
Hướng dẫn 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 học 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?
Hướng dẫn 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 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) 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 học 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.
Hướng dẫn giải:
Chọn 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 học 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
Hướng dẫn giải:
a. H3PO4 + K2HPO4 → 2KH2PO4
b. H3PO4 + Ca(OH)2 → CaHPO4 + 2H2O
c. 2H3PO4 + Ca(OH)2 → Ca(H2PO4)2 + 2H2O
d. 2H3PO4 + 3Ca(OH)2 → Ca3(PO4)2 + 6H2O
Bài 5 (trang 54 SGK Hóa học 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?
Hướng dẫn giải:
Ta có: nH3PO4 = 0,05.0,5 = 0,025(mol)
Phương trình phản ứng:
H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O
0,025 ® 0,075 (mol)
VNaOH = 0,075/1 = 0,075 lít = 75 ml.
Trên đây là gợi ý giải bài tập Hóa 11 bài Axit photphoric và muối photphat do giáo viên Ican trực tiếp biên soạn theo chương trình mới nhất. Chúc bác bạn học tập vui vẻ.