Bài tập hợp chất của photpho

\({n_{K{\rm{O}}H}} = 0,1.1 = 0,1\,\,mol\)

\({n_{{H_3}P{O_4}}} = 0,05.1 = 0,05\,\,mol\)

\( \to \dfrac{{{n_{K{\rm{O}}H}}}}{{{n_{{H_3}P{O_4}}}}} = \dfrac{{0,1}}{{0,05}} = 2 \to \)muối tạo thành là K₂HPO₄

PTHH: \(2K{\rm{O}}H + {H_3}P{O_4} \to {K_2}HP{O_4} + 2{H_2}O\)

Theo phương trình, \({n_{{K_2}HP{O_4}}} = {n_{{H_3}P{O_4}}} = 0,05\,\,mol\)

\( \to {C_{M({K_2}HP{O_4})}} = \dfrac{{0,05}}{{0,1 + 0,05}} = 0,33\,\,M\)

Gọi khối lượng dung dịch KOH 8% cần lấy là m gam

\( \to {m_{K{\rm{O}}H(8\% )}} = \dfrac{{8\% .m}}{{100}} = 0,08m\,\,gam\)

\({n_{{K_2}O}} = \dfrac{{47}}{{94}} = 0,5\,\,mol\)

PTHH:

\({K_2}O + {H_2}O \to 2K{\rm{O}}H\)

Theo phương trình hóa học: \({n_{K{\rm{O}}H}} = 2{n_{{K_2}O}} = 1\,\,mol\)

\( \to \sum {{m_{K{\rm{O}}H}}}  = 0,08m + 1.56 = 0,08m + 56\,\,(gam)\)

Khối lượng dung dịch sau phản ứng = m + 47 (gam)

\( \to C{\% _{K{\rm{O}}H(21\% )}} = \dfrac{{0,08m + 56}}{{m + 47}}.100\%  = 21\%  \to m = 354,85\,\,gam\)

Đặt n_P2O5 = x mol → n_H3PO4 = 2x mol

Nếu KOH vẫn còn dư → Chất rắn gồm K₃PO₄ (2x mol) và KOH dư (0,5- 6x) mol

→ 212.2x + 56. (0,5-6x) = 193.142/171

Suy ra x = 0,094

Loại vì 0,5 - 6x < 0. Vậy KOH phản ứng hết.

Khi đó n_H2O = n_KOH = 0,5 mol

Theo bảo toàn khối lượng: m_H3PO4 + m_KOH = m_muối + m_H2O

→ 98.2x + 0,5.56 = 193.142x/71 + 0,5.18 → x = 0,1 → m = 14,2

Ta có: n_H3PO4 = 0,2 mol và n_KOH = 0,5 mol → X chứa K₃PO₄ (0,1 mol) và K₂HPO₄ (0,1 mol)

Vậy kết tủa gồm Ba₃(PO₄)₂ (0,05 mol) và BaHPO₄ (0,1 mol) → m_{kết tủa} = 53,35 gam

n_P2O5 = 1 mol; n_{H3PO4 ban đầu} = 1,25 mol

P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄

1 mol      →         2 mol

=> tổng số mol H₃PO₄ trong dung dịch thu được = 2 + 1,25 = 3,25 mol

=> m_H3PO4 = 318,5 gam

m_{dung dịch thu được} = m_P2O5 + m_{dung dịch ban đầu} = 142 + 500 = 642 gam

=> C% = 318,5 / 642 . 100% = 49,61%

Ta có: \({n_{{P_2}{O_5}}} = \frac{m}{{142}}(mol)\)

-TH1: Chất rắn khan chỉ chứa các muối

P₂O₅ + 3H₂O → 2 H₃PO₄

m/142                2m/142 mol

KOH + H₃PO₄ → KH₂PO₄ + H₂O

2KOH + H₃PO₄ → K₂HPO₄ + 2H₂O

3KOH + H₃PO₄ → K₃PO₄ + 3H₂O

Vì dung dịch sau phản ứng chỉ chứa muối nên ta có: n_H2O = n_KOH = 0,7 (mol)

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

m_KOH + m_H3PO4 = m_muối + m_H2O → 0,7.56 + 2m.98/142 = 3m + 5,4 + 0,7.18 → m = 13,09 gam

→ n_H3PO4 = 2m/142 = 0,184 mol

Ta thấy:

 \(\frac{{{n_{KOH}}}}{{{n_{H3PO4}}}} = \frac{{0,7}}{{0,184}} > 3\) → Sau phản ứng có KOH dư → Trường hợp này loại

-TH2: Chất rắn khan chứa muối và KOH dư

P₂O₅+ 3H₂O → 2 H₃PO₄

\(\frac{m}{{142}}\)                   \(\frac{{2m}}{{142}}\)mol

3KOH + H₃PO₄ → K₃PO₄ + 3H₂O

\(\frac{{6m}}{{142}}\)         \(\frac{{2m}}{{142}}\)          \(\frac{{2m}}{{142}}\) mol   

Chất rắn khan chứa 2m/142 mol K₃PO₄ và (0,7-6m/142)  mol KOH

→ 212 . 2m/142+ 56 . (0,7-6m/142)  = 3m + 5,4 → m = 14,2 gam

Phương trình phản ứng :

P₂O₅  +   3H₂O   →   2H₃PO₄

142             →             196  gam

100             →               x   gam

 \( \Rightarrow x = \frac{{100.196}}{{142}} = 138\,\,gam\)

Coi P₂O₅ là dung dịch H₃PO₄ có nồng độ phần trăm là : C% = \(\frac{{138}}{{100}}.100\%  = 138\% \)

Gọi m₁, m₂ lần lượt là khối lượng của P₂O₅ và dung dịch H₃PO₄ 48%.

=> \({m_{{\rm{dd}}\,\,{H_3}P{O_4}\,\,48\% }} = {m_2} = \frac{{13}}{2}.100 = 650\,\,gam.\) 

Bước 1: Tính tỉ lệ \( \dfrac{{{n_{NaOH}}}}{{{n_{{H_3}P{O_4}}}}}\), xác định sản phẩm tạo thành.

Theo giả thiết ta có :

\({n_{NaOH}} = 0,2.1 = 0,2\,\,mol;\,\,{n_{{H_3}P{O_4}}} = 0,2.0,5 = 0,1\,\,mol \Rightarrow \frac{{{n_{NaOH}}}}{{{n_{{H_3}P{O_4}}}}} = \frac{2}{1}\)\( \Rightarrow \) Sản phẩm tạo thành là Na₂HPO₄

Bước 2: Viết PTHH.

Phương trình phản ứng :

2NaOH + H₃PO₄    \( \to \) Na₂HPO₄  +  2H₂O (1)

 0,2    →    0,1        →       0,1

Bước 3: Tính toán số mol và khối lượng muối thu được theo PTHH.

Theo (1) ta thấy : \({n_{N{a_2}HP{O_4}}} = 0,1\,\,mol \Rightarrow {n_{N{a_2}HP{O_4}}} = 142.0,1 = 14,2\,\,gam\)

\({n_{{P_2}{O_5}}} = \dfrac{{14,2}}{{142}} = 0,1\,\,mol;\,\,{n_{NaOH}} = \dfrac{{200.8\% }}{{40}} = 0,4\,\,mol\)

P₂O₅   +   3H₂O   →  2H₃PO₄            (1)

 0,1             →              0,2  mol

Tỉ lệ \(\dfrac{{{n_{NaOH}}}}{{{n_{{H_3}P{O_4}}}}} = \dfrac{2}{1}\)\( \Rightarrow \) Sản phẩm tạo thành là Na₂HPO₄

Bảo toàn nguyên tố P: \({n_{N{a_2}HP{O_4}}} = {n_{{H_3}P{O_4}}} = 0,2\,\,mol \Rightarrow {m_{N{a_2}HP{O_4}}} = 142.0,2 = 28,4\,\,gam\)

Khối lượng dung dịch sau phản ứng là : \(m = {m_{{\rm{dd}}\,\,NaOH}} + {m_{{P_2}{O_5}}} = 200 + 14,2 = 214,2\,\,mol\)

=> \(C{\% _{N{a_2}HP{O_4}}} = \dfrac{{28,4}}{{214,2}}.100 = 13,26\% \)

n_(NH4)2SO4 = 0,01 mol; n_H3PO4 = 0,04 mol

Khí thu được là NH₃ => n_NH3 = 2.n_(NH4)2SO4 = 0,02 mol

Ta có: n_OH- = n_NH3 = 0,02 mol

Xét tỉ lệ \(\frac{{{n_{O{H^ - }}}}}{{{n_{{H_3}P{O_4}}}}} = \frac{{0,02}}{{0,04}} = \frac{1}{2} < 1\) => muối thu được là NH₄H₂PO₄

ta có:

n_NaOH =0,4(mol)

vì dung dịch sau phản ứng có hai muối => NaOH phản ứng hết

            OH^- + H⁺ → H₂O

Mol :  0,4 → 0,4  → 0,4

Bảo toàn khối lượng có : m_NaOH + m_H3PO4 = m_muối + m_H2O

=> m_H3PO4 = 25,95 + 0,4.18 – 0,4.40 = 17,15 gam

=>n_H3PO4 = 0,175 => C_H3PO4= 1,75(M)

n_P = 0,1 mol

Bảo toàn nguyên tố P : n_H3PO4 = n_Na2HPO4 = n_P = 0,1 mol

Bảo toàn nguyên tố Na: n_NaOH = 2.n_Na2HPO4 = 0,2 mol

=> m_{dung dịch NaOH} = 0,2.40.100 / 32 = 25 gam

Gọi x là số mol PX₃ phản ứng

Phương trình phản ứng :

            PX₃   +  3H₂O   →   H₃PO₃   +   3HX            (1)

mol:       x                 →          x      →       3x

Trung hòa X bằng NaOH => 2 muối thu được là Na₂HPO₃ và NaX

Bảo toàn nguyên tố P và X: n_Na2HPO3 = n_H3PO3 = x mol;  n_NaX = n_HX = 3x mol

Bảo toàn nguyên tố Na: n_NaOH = 2.n_Na2HPO3 + n_NaX  => 0,165 = 2x + 3x

=> x = 0,033

\( =  > {\rm{ }}{M_{PX3}} = \frac{{4,5375}}{{0,033}} = 137,5\,\)

=> X = 35,5 (Cl)

m_H3PO4 = 1.49 / 100 = 0,49 tấn

  Ca₃(PO₄)₂ → 2H₃PO₄

    310                196

 0,775 tấn    ←   0,49 tấn

=> m_{Ca3(PO4)2 thực tế dùng} = 0,775.100 / 90 = 31/36 tấn

=> m_quặng = 31/36 . 100/73 = 1,18 tấn

Giả sử kiềm có công thức chung là MOH (M = \(\frac{{0,1.23 + 0,05.39}}{{0,15}} = \frac{{85}}{3}\)) với số mol là 0,15 mol

Nếu phản ứng chỉ tạo 1 muối:

MH₂PO₄: m_muối = 0,15.376 / 3 = 18,8 gam

M₂HPO₄: m_muối = \(\frac{{0,15}}{2}.\frac{{458}}{3} = 11,45\,\,gam\)

M₃PO₄: m_muối = \(\frac{{0,15}}{3}.180 = 9\,gam\)

Vì m_{chất rắn} = 8,56 gam < 9 gam => MOH còn dư, phản ứng tạo muối M₃PO₄

Đặt n_M3PO4 = x mol; n_MOH = y mol

m_muối = 180x + 136y/3 = 8,56   (1)

Bảo toàn nguyên tố M: n_MOH = 3.n_M3PO4 + n_MOH => 3x + y = 0,15  (2)

Từ (1) và (2) => x = 0,04 mol; y = 0,03 mol

=> n_P2O5 = 0,04 / 2 = 0,02 mol => m_P2O5 = 2,84 gam

n_P2O5 = 4,26/142 = 0,03 mol

Nếu phản ứng chỉ tạo 1 muối:

+ KH₂PO₄ : (0,03.2 + 0,04).136 = 13,6 gam.

+ K₂HPO₄ : 0,1.174 = 17,4 gam.

+ K₃PO₄ : 0,1.212 = 21,2 gam.

Ta thấy: 13,6 < m_c/tan = 16,64 < 17,4

⟹ chất tan chứa KH₂PO₄ (a mol) và K₂HPO₄ (b mol)

⟹ m_c/tan = 16,64 = 136a + 174b (1)

BTNT P ⟹ a + b = 0,03.2 + 0,04 (2)

Từ (1)(2) ⟹ a = 0,02 và b = 0,08.

BTNT K ⟹ x + 3.0,04 = 0,02 + 2.0,08

⟹ x = 0,06

TH1: P₂O₅ và NaOH pứ vừa đủ tạo muối: n_H2O = n_NaOH = 0,12mol

 P₂O₅ + H₂O → 2H₃PO₄

m/142     →           2m/142 mol

Có thể xảy ra các PT:

H₃PO₄ + NaOH → NaH₂PO₄+ H₂O (3)

H₃PO₄ + 2NaOH → Na₂HPO₄+ 2H₂O (4)

H₃PO₄ + 3NaOH → Na₃PO₄ + 3H₂O (5)

Bảo toàn khối lượng ta có: m_H3PO4 + m_NaOH = m _rắn + m_H2O

(2m/142) . 98 + 0,12 . 40 = 1,55m + 0,12 . 18  →m = 15,555 gam  gần nhất với 15,6 gam

TH2: Chất rắn gồm: NaOH_dư; Na₃PO₄

P₂O₅ + 6NaOH → 2Na₃PO₄ + 3H₂O

m/142   0,12            2m/142     3m/142                

Bảo toàn khối lượng ta có: m_P2O5 + m_NaOHbđ = m _rắn + m_H2O

m + 0,12 . 40 = 1,55m + 18 . 3m/142 → m = 5,16g (Loại)

P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄ (1)

Ta có: n_H3PO4 = 2.n_P2O5 = 0,24 mol; n_NaOH = 0,2 a (mol)

H₃PO₄ + NaOH → NaH₂PO₄ + H₂O (2)

H₃PO₄ + 2NaOH → Na₂HPO₄ + 2H₂O (3)

H₃PO₄ + 3NaOH → Na₃PO₄ + 3H₂O (4)

Đặt \((*) = \frac{{{n_{O{H^ - }}}}}{{{n_{{H_3}P{O_4}}}}}\)

Ta xét các trường hợp sau:

Trường hợp 1: Nếu (*) ≤ 1 → 0,2a / 0,24 ≤ 1→ a ≤  1,2.

 Khi đó chất tan thu được chứa (0,24 – 0,2a) mol H₃PO₄ dư và 0,2a mol NaH₂PO₄

→ m_{chất tan} = (0,24 – 0,2a) . 98 + 0,2a . 120 = 30,12 gam → a = 1,5 (Loại)

Trường hợp 2:

+ Nếu 1 < (*) < 3 → 1 < 0,2a / 0,24 < 3 → 1,2 < a < 3,6

Khi đó n_NaOH = n_H2O = 0,2a (mol)

Dùng định luật bảo toàn khối lượng ta có: m_H3PO4 + m_NaOH = m_muối + m_H2O

→ 0,24 . 98 + 0,2a . 40 = 30,12 + 0,2a . 18 → a = 1,5 (thỏa mãn)

+ Nếu (*) ≥ 3 → 0,2a / 0,24 ≥ 3 → a ≥ 3,6

→ Khi đó chất tan thu được chứa 0,24 mol Na₃PO₄và (0,2a – 0,24.3) mol NaOH dư

→ m_{chất tan} = 0,24 . 164 + m_{NaOH dư}  > 30,12 gam → Loại

Vậy giá trị của a = 1,5.

n_H3PO4   = 2n_P­2O5 = 2.36,92/142 = 0,52 mol

Gọi kim loại kiềm cần tìm là M.

M  +  H₂O  →  MOH +  ½ H₂ ↑

Phản ứng xảy ra theo thứ tự:

P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄

H₃ PO₄    +  MOH  →  MH₂PO₄ + H₂O

MH₂PO₄   + MOH  →  M₂HPO₄ + H₂O

M₂HPO₄   +  MOH  →  M₃PO₄  +  H₂O

Xét hai trường hợp:

TH1:  Hai muối là  M₂HPO₄ và MH₂PO₄  

Dung dịch Y chỉ chứa hai muối có nồng độ mol bằng nhau →n _MH2PO4 = n_M2HPO4 = 0,26 (mol)

Bảo toàn nguyên tố M ta có: n_M = n_MH2PO4  + 2n _M2HPO4 = 0,78 mol → M = 17,94/0,78 = 23 (Na)

TH2: Hai muối là: M₂HPO₄  và M₃PO₄ → n _M2HPO4 = n _M3PO4  = 0,26 (mol)

Bảo toàn nguyên tố M ta có: n_M = 2n_M2HPO4  + 3n_M3PO4 = 1,3 mol → M = 17,94/1,3 = 13,8 (loại)

Vậy kim loại kiềm cần tìm là Na.

Ta có: n_Na3PO4 = 0,1 mol; n_Na2HPO4 = 0,15 mol; n_H3PO4 = 0,2 mol

(1) 2Na₃PO₄        +      H₃PO₄ →           3Na₂HPO₄

Bđ:     0,1                       0,2                        0,15

Pư:     0,1 →                 0,05 →                 0,15

Sau:    0                 0,2 - 0,05 = 0,15    0,15 + 0,15 = 0,3

Sau phản ứng (1) có 0,15 mol H₃PO₄ và 0,3 mol Na₂HPO₄

(2) Na₂HPO₄ + H₃PO₄ → 2NaH₂PO₄

Bđ:    0,3            0,15

Pư:    0,15 ←      0,15 →          0,3

Sau:  0,15               0                 0,3

Vậy dung dịch X có chứa 0,3 mol NaH₂PO₄ và 0,15 mol Na₂HPO₄.

Cô cạn dung dịch X thu được khối lượng chất rắn khan là:

m_{chất rắn khan} = m_NaH2PO4 + m_Na2HPO4 = 0,3 . 120 + 0,15 . 142 = 57,3 (gam)

Ta có: n_H2PO4- = 0,4 mol; n_Ca2+ = 0,4 mol và n_OH- = 0,4 mol

Phản ứng trung hòa:

H₂PO₄^- + OH^- → HPO₄^2- + H₂O

0,4            0,4         0,4 mol

Phản ứng tạo kết tủa:

Ca²⁺ + HPO₄^2- → CaHPO₄↓

0,4          0,4            0,4 mol

m_CaHPO4v = 0,4 . 136 = 54,4 gam