Giải bài tập SBT Hóa 11 Bài 11: Axit photphoric và muối photphat

Dung dịch axit photphoric có chứa các ion (không kể H⁺ và OH^- của nước):

A. H⁺, PO₄³⁻

B. H⁺, H₂PO₄⁻, PO₄³⁻

C. H⁺, HPO₄²⁻, PO₄³⁻

D. H⁺, H₂PO₄⁻, HPO₄²⁻, PO₄³⁻

Phương pháp giải

Axít photphoric là axit có 3 lần axit, có độ mạnh trung bình. Trong dung dịch nó phân li ra 3 nấc:

N₁: H₃PO₄ ⇔ H⁺ + H₂PO₄

N₂: H₂PO₄⁻ ⇔ H⁺ + HPO₄²⁻

N₃: HPO₄²⁻ ⇔ H⁺ + PO₄³⁻

⇒ nấc 1 > nấc 2 > nấc 3.

Hướng dẫn giải

Trong dung dịch điện li yếu theo ba nấc (chủ yếu phân li theo nấc 1, nấc 2 kém hơn và nấc 3 rất yếu).

N₁: H₃PO₄ ⇔ H⁺ + H₂PO₄

N₂: H₂PO₄⁻ ⇔ H⁺ + HPO₄²⁻

N₃: HPO₄²⁻ ⇔ H⁺ + PO₄³⁻

Dung dịch axit photphoric có chứa các ion H⁺, H₂PO₄⁻, HPO₄²⁻, PO₄³⁻

⇒ Chọn D

Viết phương trình hoá học của phản ứng điều chế H₃PO₄ từ quặng apatit. Tại sao H₃PO₄ điều chế bằng phương pháp này lại không tinh khiết ?

Phương pháp giải

+ Cho H₂SO₄ đặc tác dụng với quặng photphorit hoặc quặng apatit:

+ 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:

Hướng dẫn giải

H₃PO₄ điều chế bằng phương pháp này không tinh khiết, vì tất cả các tạp chất có trong quặng apatit tạo được muối sunfat hoặc photphat tan đều chuyển vào dung dịch H₃PO₄.

Phương trình hoá học của phản ứng điều chế H₃PO₄ từ quặng apatit :

3Ca₃(PO₄)₂.CaF₂ + 10H₂SO₄ → 6H₃PO₄ + 10CaSO₄ + 2HF

Cho các chất sau: Ca₃(PO₄)₂, P₂O₅, P, H₃PO₄, NaH₂PO₄, NH₄H₂PO₄, Na₃PO₄, Ag₃PO₄. Hãy lập một dãy biến hoá biểu diễn quan hệ giữa các chất trên. Viết các phương trình hoá học và nêu rõ phản ứng thuộc loại nào.

Phương pháp giải

Dựa vào tính chất hóa học của Axit photphoric và muối photphat để viết phương trình hóa học

Hướng dẫn giải

Các phản ứng (1), (2) thuộc loại phản ứng oxi hoá - khử, các phản ứng còn lại thuộc loại phản ứng không phải oxi hoá - khử. Các phản ứng (2), (3), (4) còn được gọi là phản ứng hoá hợp. Các phản ứng (5), (6), (7) còn được gọi là phản ứng trao đổi.

Các phương trình hoá học :

(1) Ca₃(PO₄)₂ + 3SiO₂ + 5C ^1200oC→ 2P + 3CaSiO₃ + 5CO

(2) 4P + 5O₂ t^o→ 2P₂O₅

(3) P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄

(4) H₃PO₄ + NH₃ → NH₄H₂PO₄

(5) NH₄H₂PO₄ + NaOH → NaH₂PO₄ + NH₃ + H₂O

(6) NaH₂PO₄ + 2NaOH → Na₃PO₄ + 2H₂O

(7) Na₃PO₄ + 3AgNO₃ → Ag₃PO₄ + 3NaNO₃

Dãy biến hoá biểu diễn quan hệ giữa các chất có thể là :

Ca₃(PO₄)₂ → P → P₂O₅ → H₃PO₄ → NH₄H₂PO₄ → NaH₂PO₄ → Na₃PO₄ → Ag₃PO₄

Bằng phương pháp hoá học phân biệt các muối : Na₃PO₄, NaCl, NaBr, Na₂S, NaNO₃. Nêu rõ hiện tượng dùng để phân biệt và viết phương trình hoá học của các phản ứng.

Phương pháp giải

Dùng dung dịch AgNO₃ để phân biệt các muối: Na₃PO₄, NaCl, NaBr, Na₂S, NaNO₃.

Hướng dẫn giải

Dùng dung dịch AgNO₃ để phân biệt các muối: Na₃PO₄, NaCl, NaBr, Na₂S, NaNO₃.

Lấy mỗi muối một ít vào từng ống nghiệm, thêm nước vào mỗi ống và lắc cẩn thận để hoà tan hết muối. Nhỏ dung dịch AgNO₃ vào từng ống nghiệm.

- Ở dung dịch nào có kết tủa màu trắng không tan trong axit mạnh, thì đó là dung dịch NaCl 

- Ở dung dịch nào có kết tủa màu vàng nhạt không tan trong axit mạnh, thì đó là dung dịch NaBr 

- Ở dung dịch nào có kết tủa màu đen, thì đó là dung dịch Na₂S 

- Ở dung dịch nào có kết tủa màu vàng tan trong axit mạnh, thì đó là dung dịch Na₃PO₄ 

- Ở dung dịch không có hiện tượng gì là dung dịch NaNO₃.

Phương trình hóa học:

NaCl + AgNO₃ → AgCl↓ + NaNO₃ (màu trắng)

NaBr + AgNO₃ → AgBr↓ + NaNO₃ (màu vàng nhạt)

Na₂S + 2AgNO₃ → Ag₂S↓ + 2NaNO₃ (màu đen)

Na₃PO₄ + 3AgNO₃ → Na₃PO₄ + 3NaNO₃ (màu vàng)

Trong dãy nào sau đây, tất cả muối đều dễ tan trong nước?

A. Ba(NO₃)₂, (NH₄)₃PO₄, CaHPO₄

B. Na₃PO₄, Ba(H₂PO₄)₂, (NH₄)₂HPO₄

C. NH₄H₂PO₄, Al(NO₃)₃, BaHPO₄

D. AgNO₃, BaCl₂, Ca₃(PO₄)₂

Phương pháp giải

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).

Hướng dẫn giải

Trong các dãy trên Na₃PO₄, Ba(H₂PO₄)₂, (NH₄)₂HPO₄ đều là các muối dễ tan trong nước.

⇒ Chọn B

Cho 62,0 g canxi photphat tác dụng với 49 g dung dịch axit sunfuric 64%. Làm bay hơi dung dịch thu được đến cạn khô thì được một hỗn hợp rắn. Xác định thành phần khối lượng của hỗn hợp rắn, biết rằng các phản ứng đều xảy ra với hiệu suất 100%.

Phương pháp giải

- Viết PTHH của phản ứng

- Tính theo phương trình hóa học

- Xác định tỉ lệ số mol

⇒  Thành phần khối lượng của hỗn hợp rắn?

Hướng dẫn giải

Canxi photphat có thể phản ứng với axit suníuric theo các phương trình hoá học :

Ca₃(PO₄)₂ + H₂SO₄ → 2CaHPO₄ + CaSO₄ (1)

Ca₃(PO₄)₂ + 2H₂SO₄ → Ca(H₂PO₄)₂ + 2CaSO₄ (2)

Ca₃(PO₄)₂ + 3H₂SO₄ → 2H₃PO₄ + 3CaSO₄ (3)

Số mol Ca₃(PO₄)₂:  62 : 310 = 0,2 mol

Số mol H₂SO₄: (49.64) : (100.98) = 0,32 mol

Vì tỉ lệ số mol H₂SO₄ và Ca₃(PO₄)₂ là: 1 < 1,6 < 2

nên H₂SO₄ chỉ đủ để tạo ra hai muối CaHPO₄ và Ca(H₂PO₄)₂ theo các phương trình hóa học (1) và (2).

Gọi a và b là số mol Ca₃(PO₄)₂ tham gia các phản ứng (1) và (2), thì số mol H₂SO₄ tham gia phản ứng là a + 2b. Ta có hệ phương trình:

a + 2b = 0,32 và a + b = 0,2

Giải hệ phương trình được : a = 0,08 và b = 0,12.

⇒ mCaHPO₄ = 2.0,08.136 = 21,76 (g) ;

mCa(H₂PO₄)₂ = 0,12.234 = 28,08 (g);

mCaSO₄ = (a + 2b).136 = (0,08 + 0,24).136 = 45,52 (g).