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+ + PO43- → Ag3PO4 ↓ (màu vàng) |
* Một số ví dụ điển hình:
Ví dụ 1: Để nhận biết ion PO43- trong dung dịch muối, người ta dùng thuốc thử là
A. dung dịch AgNO3
B. dung dịch NaOH
C. dung dịch HNO3
D. dung dịch Br2
Hướng dẫn giải chi tiết:
Ta dùng ion Ag+ để nhận biết ion PO43- do tạo kết tủa màu vàng:
Ag+ + PO43- → Ag3PO4 ↓ vàng
Đáp án A
Ví dụ 2: Thuốc thử để nhận biết các dung dịch : HCl, NaCl, Na3PO4, H3PO4 là
A. BaCl2 và quỳ tím.
B. AgNO3 và quỳ tím.
C. H2SO4 và quỳ tím.
D. Quỳ tím.
Hướng dẫn giải chi tiết:
Dùng dung dịch AgNO3 và quỳ tím
|
| HCl | NaCl | Na3PO4 | H3PO4 |
| Quỳ tím | Chuyển đỏ | Không đổi màu | Chuyển xanh | Chuyển đỏ |
| Dung dịch AgNO3 | ↓ trắng |
|
| ↓ vàng |
Đáp án B
Ví dụ 3: Chọn câu sai:
A. Tất cả các muối đihiđrophotphat đều tan trong nước.
B. Tất cả các muối hiđrophotphat đều tan trong nước.
C. Các muối photphat trung hòa của natri, kali, amoni đều tan trong nước.
D. Các muối photphat trung hòa của hầu hết các kim loại đều không tan trong nước.
Hướng dẫn giải chi tiết:
- Tất cả muối H2PO4- đều tan;
- Muối PO43- và HPO42- chỉ có muối của kim loại kiềm và amoni tan được.
=> câu sai là B. Tất cả các muối hiđrophotphat đều tan trong nước.
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- → HPO42- + 2H2O H3PO4 + 3OH- → PO43- + 3 H2O ta cần xét giá trị T = n OH- / n H3PO4. Các trường hợp có thể xảy ra là:
|
* Một số ví dụ điển hình:
Ví dụ 1: Cho 200 ml dung dịch H3PO4 0,3M vào 500 ml dung dịch Ba(OH)2 0,16M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn. Khối lượng muối có phân tử khối bé hơn là
Hướng dẫn giải chi tiết:
\({n_{{H_3}P{O_4}}}\)= 0,06 mol
\({n_{Ba{{(OH)}_2}}}\)= 0,08 mol \( \Rightarrow {n_{O{H^ - }}}\)= 0,16 mol
\(\frac{{{n_{O{H^ - }}}}}{{{n_{{H_3}P{O_4}}}}} = \frac{{0,16}}{{0,06}} = 2,67\)
Ta thấy 2 < 2,67
BT nguyên tố P:
\({n_{{H_3}P{O_4}}} = {n_{HPO_4^{2 - }}} + {n_{PO_4^{3 - }}}\) => x + y = 0,06 (1)
BT điện tích:
\({n_{O{H^ - }}} = 2.{n_{HPO_4^{2 - }}} + 3.{n_{PO_4^{3 - }}}\) => 2x + 3y = 0,16 (2)
Từ (1) và (2) => x = 0,02 mol; y = 0,04 mol
Ta có:
\({n_{BaHP{O_4}}} = {n_{HPO_4^{2 - }}}\)= 0,02 mol
\( \Rightarrow \)\({m_{BaHP{O_4}}}\)= 0,02.233 = 4,66 gam
\({n_{B{a_3}{{(P{O_4})}_2}}} = \dfrac{1}{2}{n_{PO_4^{3 - }}}\)= 0,02 mol
\( \Rightarrow \)\({m_{B{a_3}{{(P{O_4})}_2}}} = \) 0,02.601 = 12,02 gam
Ví dụ 2: Cho 14,2 gam P2O5 vào 200 gam dung dịch NaOH 8% thu được dung dịch A. Muối thu được và nồng độ % tương ứng là
Hướng dẫn giải chi tiết:
\({n_{{P_2}{O_5}}} = \dfrac{{14,2}}{{142}} = 0,1\,\,mol;\,\,{n_{NaOH}} = \dfrac{{200.8\% }}{{40}} = 0,4\,\,mol\)
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 : \(m = {m_{{\rm{dd}}\,\,NaOH}} + {m_{{P_2}{O_5}}} = 200 + 14,2 = 214,2\,\,mol\)
=> \(C{\% _{N{a_2}HP{O_4}}} = \dfrac{{28,4}}{{214,2}}.100 = 13,26\%\)
Ví dụ 3: Cho 200 ml dung dịch NaOH 2M tác dụng với 100 ml dung dịch H3PO4 aM thu được 25,95 gam hai muối. Giá trị của a là:
Hướng dẫn giải chi tiết:
Ta có:
nNaOH =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 : mNaOH + mH3PO4 = mmuối + mH2O
=> mH3PO4 = 25,95 + 0,4.18 – 0,4.40 = 17,15 gam
=>nH3PO4 = 0,175 => CH3PO4= 1,75(M)
Dạng 3
Bài toán về điều chế axit photphoric
* Một số ví dụ điển hình:
Ví dụ 1: Từ quặng photphorit, có thể điều chế axit photphoric theo sơ đồ sau :
\(Quặng -photphorit\xrightarrow{{{t}^{0}},Si{{O}_{2}},C}P\xrightarrow{{{t}^{0}}}{{P}_{2}}{{O}_{5}}\to {{H}_{3}}P{{O}_{4}}\)
Biết hiệu suất chung của quá trình là 90%. Để điều chế được 1 tấn dung dịch H3PO4 49%, cần khối lượng quặng photphorit chứa 73% Ca3(PO4)2 là
Hướng dẫn giải chi tiết:
mH3PO4 = 1.49 / 100 = 0,49 tấn
Ca3(PO4)2 → 2H3PO4
310 196
0,775 tấn ← 0,49 tấn
=> mCa3(PO4)2 thực tế dùng = 0,775.100 / 90 = 31/36 tấn
=> mquặng = 31/36 . 100/73 = 1,18 tấn
Ví dụ 2: Hòa tan 142 gam P2O5 vào 500 gam dung dịch H3PO4 24,5%. Nồng độ % của H3PO4 trong dung dịch thu được là
Hướng dẫn giải chi tiết:
nP2O5 = 1 mol; nH3PO4 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
=> mH3PO4 = 318,5 gam
mdung dịch thu được = mP2O5 + mdung dịch ban đầu
= 142 + 500 = 642 gam
=> C% = 318,5 / 642 . 100% = 49,61%
Ví dụ 3: Lấy 124 gam P đem điều chế H3PO4 với hiệu suất phản ứng đạt 100%. Thể tích dung dịch H3PO4 35% (D = 1,25 gam/ml) có thể thu được là
Hướng dẫn giải chi tiết:
n P = 124 : 31 = 4 (mol)
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố P
=> n P = n H3PO4 = 4 (mol)
m H3PO4 = 4 . 98 = 392 (gam)
m dd = m ct : C% = 392 : 35% = 1120 gam
=> V dd = 1120 : 1,25 = 896 ml
