Hoá học 11 Bài 11: Axit photphoric và muối photphat

Lý thuyết10 Trắc nghiệm21 BT SGK 90 FAQ

Nội dung bài học Axit photphoric và muối photphat nghiên cứu về cấu tạo phân tử, tính chất vật lí (trạng thái, màu, tính tan), ứng dụng, cách điều chế H₃PO₄trong 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), ứng dụng.

YOMEDIA

1. Tóm tắt lý thuyết

1.1. Axit photphoric

1.2. Muối photphat

2. Bài tập minh hoạ

3. Luyện tập Bài 11 Hóa học 11

3.1. Trắc nghiệm

3.2. Bài tập SGK và Nâng cao

4. Hỏi đáp về Bài 11 Chương 2 Hóa học 11

Tóm tắt lý thuyết

1.1. Axit photphoric

1.1.1. Cấu tạo phân tử

Cấu tạo phân tử H3PO4

Hình 1: Cấu tạo phân tử H₃PO₄

Photpho có số oxi hóa là +5

1.1.2. 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%.

1.1.3. Tính chất hóa học

1.1.3.1. Tính axít

Trong nước H₃PO₄ phân li theo 3 nấc:

H₃PO₄ \(\leftrightarrows\) H⁺ + H₂PO₄^-

H₂PO₄^- \(\leftrightarrows\) H⁺ + HPO₄^2-

HPO₄ ^2- \(\leftrightarrows\) H⁺ + PO₄^3-

Dung dịch H₃PO₄ có tính chất chung của 1 axít và có độ mạnh TB: Nấc 1 > nấc 2 > nấc 3

1.1.3.2. Tác dụng với bazơ

Tuỳ theo tỉ lệ chất tham gia phản ứng mà H₃PO₄sinh 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 \(\leq\) 1 → NaH₂PO₄ (1)

Nếu a = 2 → Na₂HPO₄ (2)

Nếu a \(\geq\) 3 → Na₃PO₄ (3)

Nếu 1< a < 2 xảy ra (1) và (2)

Nếu 2< a < 3 xảy ra (2) và (3)

1.1.3.3. 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 PO₄^3- rất bền vững.
H₃PO₄ là axít 3 nấc có độ mạnh trung bình và không có tính oxi hoá.

1.1.4. Điều chế

Từ quặng photphorit hoặc apatit: Ca₃(PO₄)₂ + 3 H₂SO₄ (đ) → 2H₃PO₄ + 3CaSO₄

→ H₃PO₄ thu được không tinh khiết.

Từ photpho:

4 P + 5O₂ → 2 P₂O₅

P₂O₅ + 3 H₂O → 2 H₃PO₄

→ Phương pháp này H₃PO₄ có độ tinh khiết và nồng độ cao hơn.

1.1.5. Ứng dụng

Điều chế muối photphat
Sản xuất phân lân, thuốc trừ sâu
Dược phẩm

1.2. Muối photphat

1.2.1. 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

1.2.2. 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 2: Nhận biết ion photphat

Bài tập minh họa

Bài 1:

Chia dung dịch H₃PO₄ thành 3 phần bằng nhau:
Trung hoà phần một vừa đủ bởi 300ml dung dịch NaOH 1,5M.
Trộn phần hai với phần ba rồi cho tiếp vào một lượng dung dịch NaOH như đã dùng ở phần một, cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được m gam muối. Giá trị m là:

Hướng dẫn:

\(\\ P1 : n_{NaOH}.\frac{1}{3} = n_{H_{3}PO_{4}} = 0,15 \ mol \\ P2 + P3 : n_{H_{3}PO_{4}} = 0,3 \ mol \Rightarrow n_{NaOH} = 1,5n_{H_{3}PO_{4}}\)
⇒ Tạo muối: NaH₂PO₄: x mol và Na₂HPO₄: y mol
⇒ n_NaOH = x + 2y = 0,45; x + y = 0,3
⇒ x = y = 0,15 mol
⇒ Muối gồm 0,15 mol NaH₂PO₄ và 0,15 mol Na₂HPO₄
⇒ m = 39,3g

Bài 2:

Cho sơ đồ phản ứng sau: Ca₃(PO₄)₂ → P → P₂O₅ → H₃PO₄. Để điều chế được 5 lít H₃PO₄ 2M cần dùng hết bao nhiêu kg quặng photphorit? Biết hiệu suất của cả quá trình là 80%, hàm lượng Ca₃(PO₄)₂ trong quặng chiếm 95%.

Hướng dẫn:

Giả sử cần mg quặng ⇒ \(m_{Ca_{3}(PO_{4})_{2}}= 0,95m \ (g)\)
⇒ Thực tế chỉ có 0,8.0,95m = 0,76m (g) Ca₃(PO₄)₂ phản ứng
Ca₃(PO₄)₂ → 2H₃PO₄
310g 2.98g
0,76m(g) 980g
⇒ m = 2040g = 2,04 kg

Bài 3:

Cho H₃PO₄ tác dụng hết với dung dịch chứa m gam NaOH, sau phản ứng thu được dung dịch X có chứa 2,51m gam chất tan. Các chất tan trong dung dịch X là:

Hướng dẫn:

Các phản ứng có thể xảy ra:
(1) 3NaOH + H₃PO₄ → Na₃PO₄ + 3H₂O
(2) 2NaOH + H₃PO₄ → Na₂HPO₄ + 2H₂O
(3) NaOH + H₃PO₄ → NaH₂PO₄ + H₂O
Ta thấy: \(n_{NaOH} = n_{H_{2}O} = 0,025m \ (mol)\)
Bảo toàn khối lượng: \(m_{H_{3}PO_{4}} + m_{NaOH}= m\)chất tan \(+ \ m_{H_{2}O}\)
\(\Rightarrow m_{H_{3}PO_{4}} = 1,61m \ (g) \Rightarrow n_{H_{3}PO_{4}} = 0,016m \ (mol)\)
\(\Rightarrow n_{NaOH}: n_{H_{3}PO_{4}} = 0,025m : 0,016m = 1,52 \ ( 1 < 1,52 < 2)\)
⇒ Xảy ra phản ứng (2) và (3)
Chất tan là Na₂HPO₄ và NaH₂PO₄

3. Luyện tập Bài 11 Hóa học 11

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)