Giải bài tập SGK Hóa 11 Nâng cao Bài 15: Axit photphoric và muối photphat

Viết công thức cấu tạo của axit điphotphoric, axit metanphotphoric và cho biết axit này số oxi hóa của photpho là bao nhiêu.

Phương pháp giải

Số oxi hóa của P có thể là -3, 0, +3, +5, trong 2 hợp chất này là +5

Hướng dẫn giải

Axit điphotphoric H₄P₂O₇ số oxi hóa của P là +5

Axit metanphotphoric HPO₃ số oxi hóa của P là +5

Viết Phương trình hóa học thực hiện dãy chuyển hóa sau đây:

Quặng photphoric → photpho → điphotpho pentaoxit → axit photphoric → amini photphat → axit photphoric → canxi photphat.

Phương pháp giải

Hoàn thành theo sơ đồ phản ứng:

Ca₃(PO₄)₂ → P → P₂O₅ → H₃PO₄ → NH₄)₃PO₄ → H₃PO₄ → Ca₃(PO₄)₂

Hướng dẫn giải

Chuỗi phương trình 

1) Ca₃(PO₄)₂ + 3SiO₄ + 5C → 3CaSiO₃ + 2P + 5CO  (đk: 1200^oC)

2) 4P+5O₂ → 2P₂O₅

3) P₂O₅ +3H₂O → 2H₃PO₄

4) H₃PO₄ +3NH₃ → (NH₄)₃PO₄

5) 2(NH₄)₃PO₄ +3H₂SO₄ → 3(NH₃)₂SO₄ +2H₃PO₄

6) 3Ca(OH)₃ +2H₃PO₄ → Ca₃(PO₄)₂ +6H₂O

Điền chất thích hợp vào chỗ có dấu ? trong các sơ đồ sau:

a) H₂PO₄^-  +   ?   →   HPO₄^2-   +   ?

b) HPO₄^2-   +  ?   →   H₂PO₄^-    +   ?

Phương pháp giải

Dựa vào tính chất hóa học của H₃PO₄ để hoàn thành phương trình

Hướng dẫn giải

Câu a: H₂PO₄^-   +  OH^-    →     HPO₄^2-   +  H₂O

Câu b: HPO₄^2- + H₃O⁺ →   H₂PO₄^-    +  H₂O

Bằng phương pháp hóa học, hãy phân biệt dung dịch HNO₃ và dung dịch H₃PO₄

Phương pháp giải

Cách 1: Trung hòa hai axit bằng dung dịch NaOH, sau đó dùng dung dịch AgNO₃

Cách 2: Cho tác dụng với bột Cu 

Hướng dẫn giải

Cách 1: Trung hòa hai axit bằng dung dịch NaOH, sau đó dùng dung dịch AgNO₃ nhận biết ion PO₄^3- vì tạo kết tủa màu vàng.

3Ag⁺ + PO₄^3- → Ag₃PO₄↓

Cách 2: Cho bột Cu tác dụng với từng axit H₃PO₄ không tác dụng với Cu, chỉ có HNO₃ tác dụng với Cu sinh ra khí không màu hóa nâu ngoài không khí hoặc khí màu nâu.

3Cu + 8HNO₃ loãng → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O

Cu + 4HNO₃đặc → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O

Axit A là chất rắn, trong suốt, không màu, dễ tan trong nước. Khi thêm canxi oixt vào dung dịch A thì tạo thành hợp chất B màu trắng, không tan trong nước. Khi nung B ở nhiệt độ cao với cát và than thì tạo thành chất photpho có trong thành phần của A. Cho biết A, B là những chất gì? Viết phương trình hóa học của các phản ứng.

Phương pháp giải

Dựa vào các dữ liệu đã cho ở bài toán ta dễ dàng xác định được A là H₃PO₄, B là Ca₃(PO₄)₂

Hướng dẫn giải

A là H₃PO₄, B là Ca₃(PO₄)₂

2H₃PO₄  + 3CaO → Ca₃(PO₄)₂ + 3H₂O

Ca₃(PO₄)₂ + 3SiO₄ + 5C → 3CaSiO₃ + 2P + 5CO  (đk: 1200^oC)

Thêm 0,15 mol KOH vào dung dịch chứa 0,1 mol H₃PO₄. Sau phản ứng, trong dung dịch muối có các muối.

A. K₂PO₄ và K₂HPO₄

B. KH₂PO₄ và K₃PO₄

C. K₂HPO₄ và K₃PO₄

D. KH₂PO₄,K₂HPO₄ và K₃PO₄

Phương pháp giải

So sánh thỉ lệ nKOH : nH₃PO₄ → khả năng tạo muối

Hướng dẫn giải

Chọn A.

Ta có: 1 < k = nKOH : nH₃PO₄ = 1,5 < 2

⇒ tạo 2 muối KH₂PO₄ và K₂HPO₄

Thêm 6 gam P₂O₅ vào 25ml dung dịch H₃PO₄ 6% (D=1,03 g/ml). Tính nồng độ phần trăm của H₃PO₄ trong dung dịch thu được.

Phương pháp giải

P₂O₅ + 3H₂O →  2H₃PO₄

→ Khối lượng H₃PO₄ nguyên chất tạo từ 6 gam P₂O₅

→ Khối lượng dung dịch H₃PO₄ trong 25 ml dung dịch H₃PO₄

→ Khối lượng H₃PO₄ nguyên chất

→ Nồng độ phần trăm của H₃PO₄ 

Hướng dẫn giải

P₂O₅ + 3H₂O →  2H₃PO₄

142                           2.98

6                                 ?

Khối lượng H₃PO₄ nguyên chất tạo từ 6 gam P₂O₅ là: 6.2.98/142=8,28 (g)

Khối lượng dung dịch H₃PO₄ trong 25 ml dung dịch H₃PO₄ (6%, D=1,03g/mol) là:

m_dd = D.V = 25.1,03 = 25,75 g

Khối lượng H₃PO₄ nguyên chất:

m_ct = 6.25,75/100 = 1,545 (g)

Nồng độ phần trăm của H₃PO₄ trong dung dịch thu được sau khi thêm P₂O₅ là:

C% H₃PO₄ = [(8,28 + 1,545).100] : (6 + 25,75) = 30,95%

Rót dung dich chứa 11,76 gam H₃PO₄ vào dung dịch chứa 16,8 gam KOH. Tính khối lượng của từng khối lượng muối thu được sau khi cho dung dịch bay hơi đến khô.

Phương pháp giải

nH₃PO₄ = 0,12 mol; nKOH = 0,3 mol

So sánh tỉ lệ nKOH : nH₃PO₄  → Các muối tạo thành

H₃PO₄  + 2KOH  →  K₂HPO₄ + 2H₂O   (1)

H₃PO₄ + 3KOH → K₃PO₄ + 3H₂O       (2)

Giải hệ phương trình:

x + y = 0,12 và 2x + 3y = 0,3 → x, y = ?

→ Khối lượng muối ?

Hướng dẫn giải

nH₃PO₄ = 0,12 mol; nKOH = 0,3 mol

Ta có:  2 <  nKOH : nH₃PO₄ = 2,5 < 3

→ tạo ra 2 muối K₂HPO₄ và K₃PO₄

Đặt số mol H₃PO₄ tham gia phản ứng (1) và (2) lần lượt là x mol và y mol

H₃PO₄  + 2KOH  →  K₂HPO₄ + 2H₂O   (1)

  x                  2x               x

H₃PO₄ + 3KOH → K₃PO₄ + 3H₂O       (2)

  y                 3y            y

Theo đề ta có: x + y = 0,12 và 2x + 3y = 0,3

→ x = 0,06 và y = 0,06

Khối lượng muối thu được: 

mK₂HPO₄ = 0,06.174 = 10,44 gam

mK₃PO₄ = 0,06.212 = 12,72 gam