Lý thuyết, bài tập về axit photphoric và muối photphat

Chúng tôi xin giới thiệu bài Lý thuyết, bài tập về axit photphoric và muối photphat được VnDoc sưu tầm và tổng hợp lí thuyết trong chương trình giảng dạy môn Hóa học lớp 11. Hi vọng rằng đây sẽ là những tài liệu hữu ích trong công tác giảng dạy và học tập của quý thầy cô và các bạn học sinh.

Lưu ý: Nếu bạn muốn Tải bài viết này về máy tính hoặc điện thoại, vui lòng kéo xuống cuối bài viết.

I. Axit photphoric

1. Tính chất vật lý

Axit photphoric là chất tinh thể, trong suốt, không màu, rất háo nước, tan tốt trong nước.

2. Tính chất hóa học

Là axit trung bình

- Trong dung dịch H₃PO₄ phân li thuận nghịch theo 3 nấc:

H₃PO₄ ↔ H⁺ + H₂PO₄^-

H₂PO₄^- ↔ H⁺ + HPO₄^2-

HPO₄^2- ↔ H⁺ + PO₄^3-

- Làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ.

- Tác dụng với oxit bazơ → muối + H₂O

2H₃PO₄ + 3Na₂O → 2Na₃PO₄ + 3H₂O

- Tác dụng với bazơ → muối + H₂O (tùy theo tỉ lệ phản ứng có thể tạo thành các muối khác nhau).

KOH + H₃PO₄ → KH₂PO₄ + H₂O

2KOH + H₃PO₄ → K₂HPO₄ + 2H₂O

3KOH + H₃PO₄ → K₃PO₄ + 3H₂O

- Tác dụng với kim loại đứng trước H₂ → muối + H₂

2H₃PO₄ + 3Mg → Mg₃(PO₄)₂ + 3H₂

- Tác dụng với muối → muối mới + axit mới

H₃PO₄ + 3AgNO₃ → 3HNO₃ + Ag₃PO₄

Tính oxi hóa - khử

Trong H₃PO₄, P có mức oxi hóa +5 là mức oxi hóa cao nhất nhưng H₃PO₄ không có tính oxi hóa như HNO₃ vì nguyên tử P có bán kính lớn hơn so với bán kính của N → mật độ điện dương trên P nhỏ → khả năng nhận e kém.

Các phản ứng do tác dụng của nhiệt

2H₃PO₄ → H₄P₂O₇ + H₂O (200 – 250⁰C)

Axit điphotphoric

H₄P₂O₇ → 2HPO₃ + H₂O (400 – 500⁰C)

Axit metaphotphoric

Chú ý: Axit photphorơ H₃PO₃ là axit 2 lần axit.

3. Điều chế

Trong phòng thí nghiệm

axit photphoric được điều chế bằng cách dùng HNO₃ đặc oxi hóa photpho:

Trong công nghiệp

điều chế từ quặng photphorit hoặc quặng apatit và axit H₂SO₄:

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.

4. Ứng dụng

Một lượng lớn axit photphoric sản xuất ra được dùng để điều chế các muối photphat và để sản xuất phân lân.

II. Muối photphat là muối của axit photphoric

1. Khái niệm và tính chất vật lí

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.

2. Tính chất hóa học

Các muối hiđrophotphat và photphat trung hòa chỉ có muối natri, kali, amoni là dễ tan, còn muối của các kim loại khác đều không tan hoặc ít tan trong nước.

Các muối photphat tan bị thủy phân cho môi trường kiềm:

PO₄^3- + H₂O ⇔ HPO₄^2- + OH^-

Nhận biết ion PO₄^3- trong dung dịch muối photphat là bạc nitrat.

3Ag⁺ + PO₄^3- → Ag₃PO₄ ↓ (màu vàng)

III. Các dạng bài tập về axit photphoric và muối photphat

Dạng 1: Lý thuyết về axit phophoric và muối photphat

* Một số lưu ý cần nhớ:

- Axit photphoric:

+ Là chất rắn ở dạng tinh thể trong suốt, không màu, tan vô hạn trong nước

+ Thể hiện tính axit khi tham gia phản ứng hóa học

+ Người ta điều chế H₃PO₄ bằng cách cho P tác dụng với HNO₃ (trong PTN) hoặc cho H₂SO₄ đặc tác dụng với quặng phophorit hoặc quặng apatit (trong CN)

- Muối photphat:

+ Tính tan: Tất cả các muối dihidrophotphat đều tan trong nước. Các muối hidrophotphat, photphat đều không tan hoặc ít tan trong nước trừ muối natri, kali và amoni

+ Nhận biết ion photphat bằng thuốc thử là bạc nitrat

3Ag⁺+ PO₄^3-→ Ag₃PO₄↓ (màu vàng)

Ví dụ: Thuốc thử để nhận biết các dung dịch : HCl, NaCl, Na₃PO₄, H₃PO₄ là

1. BaCl₂ và quỳ tím.
   B. AgNO₃ và quỳ tím.
   C. H_2​SO₄ và quỳ tím.
   D. Quỳ tím.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Dùng dung dịch AgNO₃ và quỳ tím

Đáp án B

Dạng 2: Bài toán H₃PO₄ tác dụng với dung dịch kiềm

* Một số lưu ý cần nhớ:

Khi cho H₃PO₄ vào dung dịch kiềm, ta có phương trình ion:
H₃PO₄ + OH^- ​→ H₂PO₄^-​ + H₂O
H₃PO₄ + 2OH^-​ → HPO₄^2-​ + 2H₂O
H₃PO₄ + 3OH^-​ → PO₄^3-​ + 3 H₂O
ta cần xét giá trị T = nOH^-​/ nH₃PO₄.

III. Giải bài tập SGK

Bài 1 (trang 53 SGK Hóa học 11): Viết phương trình hóa 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 hòa:

2H₃PO₄+ 3BaO → Ba₃(PO₄)₂+ 3H₂O

Phương trình phân tử trùng với phương trình ion thu gọn

2H₃PO₄+ 3Ca(OH)₂→ Ca₃(PO₄)₂ + 6H₂O

2H₃PO₄ + 3Ca₂⁺ + 6OH^– → Ca₃(PO₄)₂ + 6H₂O

2H₃PO₄+ 3K₂CO₃→ 2K₃PO₄ + 3H₂O + 3CO₂↑

2H₃PO₄ + 3CO₃^2- → 2PO₄^3- + 3H₂O + CO₂↑

Bài 2 (trang 53 SGK Hóa học 11): Nêu những điểm giống nhau và khác nhau về tính chất hóa học giữa axit nitric và axit photphoric. Dẫn ra những phản ứng hóa học để minh họa?

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:

Bài 3 (trang 54 SGK Hóa học 11): Phương trình điện li tổng cộng của H₃PO₄ trong dung dịch là

H₃PO₄ ⇆ 3H⁺ + PO₄^3-

Khi thêm HCl vào dung dịch:

1. Cân bằng trên chuyển dịch theo chiều thuận.
2. Cân bằng trên chuyển dịch theo chiều nghịch.
3. Cân bằng trên không bị dịch chuyển.
4. Nồng độ PO₄^3- 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.

-------------------------------------------

Như vậy VnDoc đã giới thiệu các bạn tài liệu Lý thuyết, bài tập về axit photphoric và muối photphat. Mời các bạn tham khảo thêm tài liệu: Giải bài tập Hóa học lớp 11, Giải SBT Hóa Học 11, Trắc nghiệm Hóa học 11, Tài liệu học tập lớp 11