1.1. Axit photphoric
a. Cấu tạo phân tử
– Photpho có số oxi hóa là +5
b. Tính chất vật lí
– Tinh thể trong suốt, nóng chảy ở 42,50C. Rất háo nước nên dễ chảy rữa, tan trong nước ở bất kì tỉ lệ nào.
– Dung dịch axit sunfuric là dung dịch đặc, sánh, không màu, có nồng độ 85%.
c. Tính chất hóa học
Tính axít
– Trong nước H3PO4 phân li theo 3 nấc:
H3PO4 ⇔ H+ + H2PO4–
H2PO4– ⇔ H+ + HPO42-
HPO42- ⇔ H+ + PO43-
– Dung dịch H3PO4 có tính chất chung của 1 axít và có độ mạnh TB: Nấc 1 > nấc 2 > nấc 3
Tác dụng với bazơ
– Tuỳ theo tỉ lệ chất tham gia phản ứng mà H3PO4 sinh ra muối axít hoặc muối trung hoà
H3PO4 + NaOH → NaH2PO4 + H2O [1]
H3PO4 + 2 NaOH → Na2HPO4+ 2H2O [2]
H3PO4 + 3 NaOH → Na3PO4 + 3H2O [3]
- \[a = \frac{{{n_{NaOH}}}}{{{n_{{H_3}P{O_4}}}}}\]
Nếu a \[ \le \] 1 → NaH2PO4 [1]
Nếu a = 2 → Na2HPO4 [2]
Nếu a >3 → Na3PO4 [3]
Nếu 1
Nếu 2
d. H3PO4 không có tính oxi hóa
– Mặc dù Photpho có số oxi hóa cao nhất +5 nhưng H3PO4 không có tính oxi hoá như HNO3 vì trong ion PO43- rất bền vững.
– H3PO4 là axít 3 nấc có độ mạnh trung bình và không có tính oxi hoá.
d. Điều chế
– Từ quặng photphorit hoặc apatit:
Ca3[PO4]2 + 3 H2SO4 [đ] → 2H3PO4 + 3CaSO4
→ H3PO4 thu được không tinh khiết.
– Từ photpho:
4P + 5O2 → 2P2O5
P2O5 + 3H2O → 2H3PO4
→ Phương pháp này H3PO4 có độ tinh khiết và nồng độ cao hơn.
e. Ứng dụng
– Điều chế muối photphat
– Sản xuất phân lân, thuốc trừ sâu
– Dược phẩm
1.2. Muối photphat
a. 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
b. Nhận biết ion photphat
– Thuốc thử: Dung dịch AgNO3
– Hiện tượng: Kết tủa màu vàng
– Phương trình hóa học: 3Ag+ + PO4 3- → Ag3PO4 [màu vàng]
Video 1: Nhận biết ion photphat
2. Bài tập minh họa
Axit H3PO4 hoặc P2O5 tác dụng với dung dịch kiềm
Phương pháp giải
Lập tỉ lệ
\[T = \frac{{{n_{O{H^ – }}}}}{{{n_{{H_3}P{O_4}}}}}\]
+ T≤1 ⇒ Chỉ tạo muối H2PO4–, axit H3PO4 còn dư
+ T = 2 ⇒ Chỉ tạo muối HPO42-
+ T ≥ 3 ⇒ Chỉ tạo muối PO43-, kiềm dư
+ T ∈ [1 ; 2] ⇒ Tạo 2 muối H2PO4– và HPO42-
+ T ∈ [2 ; 3] ⇒ Tạo 2 muối HPO42- và PO43-
Chú ý: Nếu cho dung dịch kiềm tác dụng với P2O5 ta đưa về H3PO4 rồi giải như trên.
Bài 1: Cho 100 ml dung dịch H3PO4 0,2 M vào 1 lit dung dịch Ca[OH]2 0,012 M. Khối lượng mỗi muối tạo thành sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn là:
A. Ca3[PO4]2 3,24g; CaHPO4 0,544g
B. Ca[H2PO4]2 1,872g; CaHPO4 0,544g
C. CaHPO4 0,544g
D. Ca3[PO4]2 3,24g
Hướng dẫn giải
nH3PO4 = 0,02 mol ; nOH- = 0,024 mol
nOH-/ nH3PO4 = 1,2. Tạo 2 muối H2PO4– [ x mol] và HPO42- [y mol]
Bảo toàn P ta có: nH2PO4– + nHPO42- = nH3PO4 ⇒ x + y = 0,02 [1]
Bảo toàn điện tích: 2nCa2+ = nH2PO4– + 2nHPO42-
⇒ x + 2y = 0,024 [2]
Từ [1][2] ⇒ x = 0,016; y = 0,004
⇒ nCa[H2PO4]2 = 0,008 mol ⇒ mCa[H2PO4]2 = 0,008.234 = 1,872g
nCaHPO4 = 0,004 mol⇒ mCaHPO4 = 0,004.136 = 0,544 g
Bài 2: Cho 7,1g P2O5 vào 48g dung dịch NaOH 20%, thu được dung dịch X. Tổng khối lượng muối thu được là:
A. 8,52g
B. 6,56g
C. 15,08g
D. 55,1g
Hướng dẫn giải
nP2O5 = 0,05 mol; nNaOH = 0,24 mol
nH3PO4 = 2nP2O5 = 0,1 mol
nOH-/ nH3PO4 = 2,4 [2;3] ⇒ Tạo 2 muối HPO42- [ x mol] và PO43- [y mol]
Bảo toàn P: nH3PO4 = nHPO42- + nPO43-
⇒ x + y = 0,1 [1]
Bảo toàn điện tích: nNa+ = 2nHPO42- + 3nPO43-
⇒ 2x + 3y = 0,24 [2]
Từ [1][2] ⇒ x = 0,06 mol; y = 0,04 mol
mmuối = mNa+ + mHPO42- + mPO43- = 0,24.23 + 0,06.96 + 0,04.95 = 15,08g
⇒ Đáp án C
3. Luyện tập
3.1. Bài tập tự luận
Câu 1. Cho 44g NaOH vào dd chứa 39,2g H3PO4. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, đem cô cạn dd thu được đến cạn khô. Muối được tạo nên và khối lượng muối khan thu được là?
Câu 2. Số mol P2O5 cần thêm vào dung dịch chứa 0,03 mol KOH để thu được dung dịch chứa 2 muối K2HPO4 và KH2PO4 với số mol bằng nhau?
Câu 3. Cho 100 ml dung dịch H3PO4 tác dụng với 200 ml dung dịch NaOH a M thu được 1,2 gam muối NaH2PO4 và 1,42 mol Na2HPO4. Giá trị của a là?
Câu 4. Hòa tan 142 gam P2O5 vào 500 gam dung dịch H3PO4 24,5%. Nồng độ % của H3PO4 trong dung dịch thu được là?
Câu 5. Cho 14,2 gam P2O5 vào 200 gam dung dịch NaOH 8% thu được dung dịch X. Muối thu được và nồng độ % tương ứng là?
3.2. Bài tập trắc nghiệm
Câu 1. Nhận xét nào sau đây là sai?
A. Axit photphoric là chất tinh thể trong suốt, rất háo nước.
B. Axit photphoric tan trong nước theo bất kỳ tỉ lệ nào.
C. Axit photphoric thường dùng là dung dịch đặc, sánh, có nồng độ 85%.
D. Dung dịch axit photphoric 85% có màu nâu đỏ.
Câu 2. Trong các nhận xét về axit photphoric sau đây, nhận xét nào là sai?
A. Axit photphoric là axit ba nấc.
B. Trong dung dịch nước, H3PO4 phân li theo từng nấc.
C. Axit photphoric có tính oxi hóa rất mạnh tương tự HNO3.
D. Axit photphoric có độ mạnh trung bình.
Câu 3. Cho phương trình: H3PO4 ⇌ 3H+ + PO43-. Khi thêm HCl vào thì
A. cân bằng trên sẽ chuyển dịch theo chiều thuận.
B. cân bằng trên sẽ chuyển dịch theo chiều nghịch.
C. cân bằng trên không bị chuyển dịch.
D. nồng độ PO43- tăng lên.
Câu 4. Cho 150 ml dung dịch KOH 1M tác dụng với 200 ml dung dịch H3PO4 0,5M. Sau phản ứng, trong dung dịch chứa các muối
A. KH2PO4 và K2HPO4.
B. KH2PO4 và K3PO4.
C. K2HPO4 và K3PO4.
D. KH2PO4, K2HPO4 và K3PO4.
Câu 5. Cho 44 gam NaOH vào dung dịch chứa 39,2 gam H3PO4. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, đem cô cạn dung dịch. Khối lượng từng muối khan thu được là
A. 50 gam Na3PO4.
B. 49,2 gam NaH2PO4 và 14,2 gam Na3PO4.
C. 15 gam NaH2PO4.
D. 14,2 gam Na2HPO4 và 49,2 gam Na3PO4.
4. Kết luận
Sau bài học cần nắm:
- Cấu tạo phân tử, tính chất vật lí [trạng thái, màu, tính tan], ứng dụng
- Cách điều chế H3PO4 trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp.
- Tính chất của muối photphat [tính tan, tác dụng với axit, phản ứng với dung dịch muối khác]
- Tải app VietJack. Xem lời giải nhanh hơn!
Bài giảng: Bài 11: Axit photphoric và muối photphat - Cô Nguyễn Nhàn [Giáo viên VietJack]
Quảng cáo
Công thức cấu tạo:
Là chất rắn dạng tinh thể trong suốt, không màu, nóng chảy ở 42,5ºC. Dễ chảy rữa và tan vô hạn trong nước.
a. Tính oxi hóa – khử
Axít photphoric khó bị khử [do P ở mức oxi hóa +5 bền hơn so với N trong axit nitric], không có tính oxi hóa.
b. Tính axit: Axít photphoric là axit có 3 lần axit, có độ mạnh trung bình. Trong dung dịch nó phân li ra 3 nấc:
H3PO4 ⇋ H+ + H2PO4- ⇒ k1 = 7, 6.10-3
H2PO4- ⇋ H+ + HPO42- ⇒ k2 = 6,2.10-8
HPO42- ⇋ H+ + PO43- ⇒ k3 = 4,4.10-13
⇒ nấc 1 > nấc 2 > nấc 3.
⇒ Dung dịch axít photphoric có những tính chất chung của axit như làm quì tím hóa đỏ, tác dụng với oxit bazơ, bazơ, muối, kim loại.
⇒ Khi tác dụng với oxit bazơ, bazơ tùy theo lượng chất tác dụng mà axít photphoric tạo ra muối trung hòa, muối axit hoặc hỗn hợp muối:
H3PO4 + NaOH → NaH2PO4 + H2O
H3PO4 + 2NaOH → Na2HPO4 + 2H2O
H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O
Quảng cáo
1. Ứng dụng
Một lượng lớn axit photphoric dùng để điều chế các muối photphat và sản xuất phân lân.
2. Điều chế
a. Trong phòng thí nghiệm
P + 5HNO3 → H3PO4 + H2O + 5NO2
b. Trong công nghiệp
+ Cho H2SO4 đặc tác dụng với quặng photphorit hoặc quặng apatit:
Ca3[PO4]2 + 3H2SO4 → 3CaSO4 + 2H3PO4
Điều chế bằng phương pháp này không tinh khiết và lượng chất thấp.
+ Để điều chế H3PO4 có độ tinh khiết và nồng độ cao hơn người ta đốt cháy P để được P2O5 rồi cho P2O5 tác dụng với nước:
4P + 5O2 → 2P2O5
P2O5 + 3H2O → 2H3PO4
Quảng cáo
Axít photphoric tạo ra 3 loại muối:
- Muối photphat trung hòa: Na3PO4, Ca3[PO4]2, …
- Muối đihidrophotphat: NaH2PO4, Ca[H2PO4]2, …
- Muối hidrophotphat: Na2HPO4, CaHPO4, …
1. Tính tan
Tất cả các muối đihidrophotphat đều tan trong nước. Các muối hidrophotphat và photphat trung hòa đều không tan hoặc ít tan trong nước [trừ muối natri, kali, amoni].
2. Phản ứng thủy phân
Các muối photphat tan bị thủy phân trong dung dịch.
Na3PO4 + H2O ⇋ Na2HPO4 + NaOH
⇒ Dung dịch Na3PO4 có môi trường kiềm làm quỳ hóa xanh.
3. Nhận biết ion photphat
Thuốc thử là bạc nitrat.
3Ag+ + PO43- → Ag3PO4↓ [màu vàng]
Xem thêm các phần Lý thuyết Hóa học lớp 11 ôn thi THPT Quốc gia hay khác:
Giới thiệu kênh Youtube VietJack
- Hỏi bài tập trên ứng dụng, thầy cô VietJack trả lời miễn phí!
Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng....miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS.
Nhóm học tập facebook miễn phí cho teen 2k5: fb.com/groups/hoctap2k5/
Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube:Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn.
nhom-nito-photpho.jsp