BÀI 10. PHOTPHO
A. LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM
1. VỊ TRÍ, CẤU HÌNH ELECTRON
- Trong bảng tuần hoàn photpho ở ô thứ 15, nhóm VA, chu kì 3.
- Cấu hình electron lớp ngoài cùng: 3s23p3.
2. TÍNH CHẤT VẬT LÍ
Photpho tạo thành hai dạng thù hình quan trọng: photpho trắng và photpho đỏ.
Photpho trắng: Chất rắn màu trắng hoặc hơi vàng, rất độc, dễ gây bỏng nặng khi rơi vào da; mềm và dễ nóng chảy; không tan trong nước và dễ tan trong dung môi hữu cơ.
Photpho trắng
Photpho đỏ: Chất rắn có màu đỏ, không độc, dễ hút ẩm và chảy rữa; không tan trong các dung môi thông thường.
Photpho đỏ
- Hai dạng này khác nhau về tính chất vật lí do chúng khác nhau về cấu trúc tinh thể và khả năng liên kết. Trong hai dạng thù hình photpho trắng hoạt động hơn photpho đỏ.
3. TÍNH CHẤT HÓA HỌC
Phân tử photpho chỉ có liên kết đơn nên photpho hoạt động hơn nitơ ở điều kiện thường.
* Tính oxi hóa:
Tác dụng với kim loại hoạt động mạnh:
2P + 3Ca \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) Ca3P2 canxi photphua
* Tính khử:
- Tác dụng với oxi:
4 P+5 O2\(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)2 P2O5 điphotphopentaoxit
- Tác dụng với hợp chất:
P + 5HNO3 → H3PO4 + 5NO2 + H2O
4. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN
Trong tự nhiên photpho nằm ở dạng muối của axit photphoric. Hai khoáng vật chính của photpho là aptit 3Ca3(PO4)2.CaF2 và photphorit Ca3(PO4)2.
5. ĐIỀU CHẾ
Trong công nghiệp, photpho được sản xuất bằng cách nung hỗn hợp quặng photphorit, cát và than cốc ở 12000C trong lò điện. Hơi photpho thoát ra được ngưng tụ khi làm lạnh, sẽ thu được photpho trắng ở dạng rắn.
6. ỨNG DỤNG
Phần lớn photpho sản xuất ra được dùng để sản xuất axit photphoric, phần còn lại chủ yếu dùng trong sản xuất diêm. Ngoài ra, photpho còn được dùng vào mục đích quân sự: sản xuất bom, đạn cháy, đạn khói,…
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.
Lưu ý:
Công thức tính nồng độ phần trăm C%=mct.100%/mdd
C. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA
Bài 1 (trang 49 SGK Hóa học 11):
Nêu những điểm khác nhau về tính chất vật lí của P trắng và P đỏ. Trong điều kiện nào P trắng chuyển thành P đỏ và ngược lại?
Hướng dẫn giải:
* Những điểm khác nhau về tính chất vật lí:
P trắng | P đỏ |
– Có mạng tinh thể phân tử. Phân tử gồm 4 nguyên tử liên kết bằng lực tương tác yếu – Chất rắn màu trắng, trong suốt (hoặc hơi vàng), mềm. – Không ta trong nước, ta trong một số dung dịch C6H6, CS2… – Rất độc. – Nhiệt độ nóng chảy thấp. – Bốc cháy trong không khí ở nhiệt độ lớn hơn 40oC | – Có cấu trúc dạng polime, có lực liên kết cộng hoá trị tương đối lớn. – Chất bột màu đỏ. – Không tan trong dung môi thông thường . – Không độc. – Khó nóng chảy. – Bốc cháy trong không khí ở nhiệt độ lớn hơn 250oC. |
* Sự chuyển đổi giữa P trắng và P đỏ:
Bài 2 (trang 49 SGK Hóa học 11):
Lập phương trình hoá học của các phản ứng sau đây và cho biết trong các phản ứng này, P có tính khử hay tính oxi hoá?
a. P + O2 → P2O5
b. P + Cl2 → PCl3
c. P + S → P2S3
d. P + S → P2S5
e. P + Mg → Mg3P2
f. P + KClO3 → P2O5 + KCl
Hướng dẫn giải:
(1) 4P + 5O2 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) 2P2O5
(2) 2P + 3Cl2 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) 3PCl3
(3) 2P + 3S \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) P2S3
(4) 2P + 5S \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) P2S5
(5) 2P + 3Mg \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) Mg3P2
(6) 6P + 5KClO3 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)3 P2O5 +5 KCl
(5): P thể hiện tính oxi hóa
(1) (2) (3) (4) (6): P thể hiện tính khử.
Bài 3 (trang 49 SGK Hóa học 11):
Thí nghiệm ở hình 2.13(SGK) chứng minh khả năng bốc cháy khác nhau của P trắng và P đỏ. Hãy quan sát, mô tả và giải thích hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm. Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra?
Hướng dẫn giải:
Hiện tượng:
P trắng bốc cháy còn P đỏ thì không.
Giải thích:
Do P trắng hoạt động hóa học mạnh hơn P đỏ nên P trắng dễ tham gia phản ứng với O2 hơn P đỏ, còn P đỏ thì bốc cháy khi đun nóng ở nhiệt độ 250oC.
4P +5O2 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) 2P2O5
Bài 4 (trang 50 SGK Hóa học 11):
Nêu những ứng dụng của photpho. Những ứng dụng đó xuất phát từ tính chất gì của photpho?
Hướng dẫn giải:
– Ứng dụng:
+ P đỏ được dùng trong sản xuất diêm.
+ Điều chế axit photphoric, thuốc trừ sâu chứa photpho…
+ Dùng trong quân sự: sản xuất bom, đạn cháy, đạn khói…
+ Photpho còn là một nguyên tố rất cần cho con người nhất là trí thông minh, sáng tạo, phát triển xương. Cần cho cây nhất là cấy ăn quả.
– Những ứng dụng đó xuất phát từ tính oxi hoá của photpho và photpho còn là một trong những nguyên tố dinh dưỡng quan trọng của thực vật.
Bài 5 (trang 50 SGK Hóa học 11):
Đốt cháy hoàn toàn 6,2 gam photpho trong oxi dư. Cho sản phẩm tạo thành tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH 32% tạo ra muối Na2HPO4.
a. Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra?
b. Tính khối lượng dung dịch NaOH đã dùng?
c. Tính nồng độ phần trăm của muối trong dung dịch thu được sau phản ứng?
Hướng dẫn giải:
Ta có: nP = 6,2/31 = 0,2 mol
a)
4P + 5O2 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)2P2O5
P2O5 + 4NaOH → 2Na2HPO4 + H2O
b)
4P + 5O2 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) 2P2O5 (1)
0,2 ® 0,1
P2O5 + 4NaOH → 2Na2HPO4 + H2O (2)
0,1 ® 0,4 ® 0,2
=>mNaOH = 0,4.40 = 16g
Khối lượng dung dịch NaOH 32,0 % đã dùng là: 16/32% = 50,0 gam.
c) Từ phương trình (2) => nNa2HPO4 = 0,2 mol
=> mNa2HPO4 = 0,2. 142 = 28,4g
Khối lượng dung dịch sau phản ứng:
m dung dịch sau phản ứng = mP2O5 + mddNaOH = 14,2 + 50,0 = 64,2 (g)
C% Na2HPO4 = (28,4/64,2) . 100% = 44,23 %
Trên đây là gợi ý giải bài tập Hóa 11 bài Photpho do giáo viên Ican trực tiếp biên soạn theo chương trình mới nhất. Chúc bác bạn học tập vui vẻ.