Giải bài tập SGK Hóa 11 Nâng cao Bài 16: Phân bón hóa học

Cho các mẫu phân đạm sau đây: amonisunfat, amoniclorua, natri nitrat. Hãy dùng các thuốc thử thích hợp để nhận biết chúng. Viết phương trình hóa học của các phản ứng đã dùng.

Phương pháp giải

- Hòa tan ba mẫu vào nước thu dung dịch.

- Cho dung dịch Ba(OH)₂ tác dụng với ba mẫu và đun nhẹ

- Cho vụn đồng và H₂SO₄ loãng tác dụng với dụng với mẫu còn lại

Hướng dẫn giải

Sự khác nhau giữa nhận biết và phân biệt: để phân biệt các chất A, B, C. chất còn lại đương nhiên là D. Trái lại để nhận biết A, B, C, D cần xác định tất cả các chất, không bỏ qua chất nào.

Hòa tan ba mẫu vào nước thu dung dịch.

Cho dung dịch Ba(OH)₂ tác dụng với ba mẫu và đun nhẹ.

Mẫu sủi bọt khi màu khai, đồng thời tạo kết tủa trắng là dung dịch (NH₄)₂SO₄

(NH₄)₂SO₄  +  Ba(OH)₂  →   BaSO₄↓  +  NH₃↑  +  H₂O

Mẫu sủi bọt khí mùi khai, đồng thời tạo kết tủa rắng là dung dịch NH₄Cl

2NH₄Cl   +   Ba(OH)₂   →   BaCl₂   +   2NH₃  +   2H₂O

Mẫu còn lại NaNO₃

Cho vụn đồng và H₂SO₄ loãng tác dụng với dụng với mẫu còn lại, thấy xuất hiện khí không màu hóa nâu ngoài không khí ⇒ NaNO₃

3Cu  +  8H⁺  +   2NO₃^-  →   3Cu²⁺   +  2NO↑  +   4H₂O

Một trong những Phương pháp điều chế canxi nitrat là cho đá vôi hoặc đá phấn tác dụng với axit nitric loãng. Còn amoni nitrat có thể điều chế bằng cách cho amonitrat tác dụng với amonicacbonat. Viết phương trình hóa học và cho biết tại sao các phản ứng này xảy ra hoàn toàn.

Phương pháp giải

Điều chế canxi nitrat: CaCO₃ + 2HNO₃ → Ca(NO₃)₂ + CO₂↑ + H₂O

Điều chế canxi cacbonat: Ca(NO₃)₂ + (NH₃)₂CO₃  →  CaCO₃ + 2NH₄NO₃

Hướng dẫn giải

Điều chế canxi nitrat: CaCO₃ + 2HNO₃ → Ca(NO₃)₂ + CO₂↑ + H₂O

Điều chế canxi cacbonat: Ca(NO₃)₂ + (NH₃)₂CO₃  →  CaCO₃ + 2NH₄NO₃

Các phản ứng trên xảy ra hoàn toàn vì thỏa mãn điều trao đổi ion.

Từ không khí, than, nước và các chất xúc tác cần thiết, hãy lập sơ đồ điều chế phân đạm NH₄NO₃.

Phương pháp giải

Sơ đồ điều chế phân đạm NH₄NO₃

Hướng dẫn giải

Chưng cất không khí thu N₂

C + H₂O ⇔  CO + H₂  (đk: 1050^oC)

NH₄NO₃ được điều chế từ sơ đồ sau đây:

Tại sao không được trộn supephotphat với vôi? Giải thích rõ và viết phương trình hóa học của phản ứng.

Phương pháp giải

Khi bón phân lân cho cây trồng thì không được trộn supephotphat với vôi bột vì nó làm giảm hàm lượng P₂O₅ trong phân bón.

Hướng dẫn giải

Vì xảy ra phản ứng sau đây: Ca(H₂PO₄)₂ + Ca(OH)₂ → 2CaHPO₄ + 2H₂O

Supephotphat được điều chế từ một loại quặng có chứa 73% Ca₃(PO₄)₂, 26% CaCO₃ và 1% SiO₂.

a) Tính khối lượng dung dịch H₂SO₄ 65% đủ để tác dụng với 100 kg bột quặng đó.

b) Supephotphat đơn thu được gồm những chất nào? Tỉ lệ % P₂O₅ trong loại pupephotphat đơn trên.

Phương pháp giải

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

CaCO₃ + H₂SO₄ → CaSO₄ + CO₂ + H₂O

Từ phương trình hóa học ta tính được:

- Khối lượng H₂SO₄ nguyên chất đã dùng

- Khối lượng dung dịch H₂SO₄ 65% đã dùng

b) mCa(H₂PO₄)₂ = ?, nCaSO₄ = ?

→ Khối lượng P có chứa trong 55,1 kg Ca(H₂PO₄)₂ ?

→  Khối lượng P₂O₅ có trong pupephotphat đơn thu được?

→ Tỉ lệ %P₂O₅ trong loại supephotphat đơn?

Hướng dẫn giải

Câu a: 100kg quặng chứa 73 kg Ca₃(PO₄)₂; 26kg CaCO₃; 1kg SiO₂

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

310g                2.98g          2.36g            234g

73kg                  x kg          64,05kg         55,10kg

CaCO₃ + H₂SO₄ → CaSO₄ + CO₂ + H₂O

100g            98g           136g

26kg             y(kg)        35,36 kg

Khối lượng H₂SO₄ nguyên chất đã dùng là:

mct = x + y = 71,64 kg

Khối lượng dung dịch H₂SO₄ 65% đã dùng:

mdd = (71,64.100) : 65 = 10,22 kg

Câu b: Supephotphat đơn thu được gồm

mCa(H₂PO₄)₂ = 55,1 kg

\({m_{CaS{O_4}}} = \frac{{73.2.136}}{{310}} + \frac{{26.136}}{{100}} = 99,41kg\)

mSiO₂ = 1 kg

Khối lượng P có chứa trong 55,1 kg Ca(H₂PO₄)₂ là:

mP = (62.55,1) : 234 = 14,6 kg

Khối lượng P₂O₅ có trong pupephotphat đơn thu được:

mP₂O₅ = (14,6.142) : 62 = 33,44 kg

Tỉ lệ %P₂O₅ trong loại supephotphat đơn trên là:

\(\frac{{3,44.100}}{{99,41 + 55,1 + 1}} = 21,5\% \)