Axit photphoric và muối photphat (Lý thuyết + 35 bài tập có lời giải)

Nguyễn Thúy Ngày: 29-08-2022 Lớp 11

297

Toptailieu.vn xin giới thiệu sơ lược Lý thuyết Axit photphoric và muối photphat (Lý thuyết + 35 bài tập có lời giải) Hóa học 11 chọn lọc, hay nhất giúp học sinh lớp 11 ôn luyện để nắm chắc kiến thức cơ bản và đạt kết quả cao trong các bài thi môn Hóa học.

Mời các bạn đón xem:

Axit photphoric và muối photphat (Lý thuyết + 35 bài tập có lời giải)

Axit photphoric và muối photphat

A. Axit photphoric H₃PO₄

I. Cấu tạo phân tử

- Công thức cấu tạo:

(ảnh 1)

- Trong hợp chất H₃PO₄, photpho có số oxi hóa cao nhất là +5.

II. Tính chất vật lí

- Là chất rắn dạng tinh thể trong suốt, nóng chảy ở 42,5ºC, rất háo nước nên dễ chảy rữa và tan vô hạn trong nước.

- Axit photphoric thường dùng là dung dịch đặc, sánh, không màu, có nồng độ 85%.

III. Tính chất hóa học

Khác với axit nitric, axit photphoric không có tính oxi hóa.

1. Axit photphoric là axit ba nấc

- Trong dung dịch nước, axit photphoric phân li theo từng nấc:

Nấc 1: $H_{3} {PO}_{4} ⇄ H^{+} + H_{2} {PO}_{4}^{-}$

Nấc 2: $H_{2} {PO}_{4}^{-} ⇄ H^{+} + {HPO}_{4}^{2 -}$

Nấc 3: ${HPO}_{4}^{2 -} ⇄ H^{+} + {PO}_{4}^{3 -}$

- Sự phân li chủ yếu xảy ra theo nấc 1, nấc 2 kém hơn và nấc 3 rất yếu.

- Như vậy trong dung dịch axit photphoric có các ion: và các phân tử H₃PO₄ không phân li (không kể các ion H⁺ và OH^- do nước phân li ra).

2. Axit photphoric có độ mạnh trung bình

- Dung dịch axit photphoric có những tính chất chung của axit như làm quỳ tím hóa đỏ, tác dụng với oxit bazơ, bazơ, muối, kim loại.

Lưu ý: Khi tác dụng với dung dịch kiềm, tùy theo lượng chất tác dụng mà axit photphoric tạo ra muối trung hòa, muối axit hoặc hỗn hợp muối.

Thí dụ:

H₃PO₄+NaOH→NaH₂PO₄+H₂O

H₃PO₄+2NaOH→Na₂HPO₄+2H₂O

H₃PO₄+3NaOH→Na₃PO₄+3H₂O

IV. Ứng dụng và điều chế

1. Ứng dụng

- Một lượng lớn axit photphoric dùng để điều chế các muối photphat và sản xuất phân lân, thuốc trừ sâu,…

(ảnh 2)

Hình 1: Phân lân nung chảy dạng viên

- Axit H₃PO₄ tinh khiết được dùng trong công nghiệp dược phẩm.

2. Điều chế

a) Trong phòng thí nghiệm

P+5HNO₃_đặc $\overset{t °}{\to}$ H₃PO₄+H₂O+5NO₂

b) Trong công nghiệp

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

Ca₃(PO₄)₂+3H₂SO₄_đặc $\overset{t °}{\to}$ 3CaSO₄↓+2H₃PO₄

→ Điều chế bằng phương pháp này không tinh khiết và lượng chất thấp.

+ 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:

4P+5O_{2 $\overset{t °}{\to}$}2P₂O₅

P₂O₅+3H₂O→2H₃PO₄

B. MUỐI PHOTPHAT

Axit photphoric tác dụng với dung dịch kiềm, tạo ra 3 loại muối:

- Muối photphat trung hòa: Na₃PO₄, Ca₃(PO₄)₂, …

- Muối đihiđrophotphat: NaH₂PO₄, Ca(H₂PO₄)₂, …

- Muối hiđrophotphat: Na₂HPO₄, CaHPO₄, …

1. Tính tan

Tất cả các muối đihiđrophotphat đều tan trong nước. Các muối hiđrophotphat và photphat trung hòa đều không tan hoặc ít tan trong nước (trừ muối natri, kali, amoni).

2. Nhận biết ion photphat ()

- Thuốc thử là bạc nitrat.

- Hiện tượng: Xuất hiện kết tủa màu vàng.

- Phương trình ion rút gọn:

3Ag⁺ + ${PO}_{4}^{3 -}$ → Ag₃PO₄↓ (màu vàng)

Lưu ý: Kết tủa Ag₃PO₄ không tan trong nước, nhưng tan trong dung dịch axit nitric loãng.

(ảnh 3)

Hình 2: Cho AgNO₃ tác dụng với Na₃PO₄.

Bài tập Axit photphoric và muối photphat

Câu 1: Trong công nghiệp, để sản xuất axit H₃PO₄ có độ tinh khiết và nồng độ cao, người ta làm cách nào sau đây ?

A. Cho photpho tác dụng với dung dịch HNO₃ đặc, nóng.

B. Cho dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng tác dụng với quặng apatit.

C. Đốt cháy photpho trong oxi dư, cho sản phẩm tác dụng với nước.

D. Cho dung dịch axit H₂SO₄ đặc, nóng tác dụng với quặng photphorit.

Đáp án: C

Câu 2: Thành phần chính của quặng photphorit là

A. CaHPO₄

B. Ca₃(PO₄)₂

C. NH₄H₂PO₄

D. Ca(H₂PO₄)₂

Đáp án: B

Câu 3: Thành phần chính của quặng nào sau đây chứa muối photphat?

A. manhetit.

B. apatit.

C. cromit.

D. boxit.

Đáp án: B

Câu 4: Axit phophoric không thể được điều chế trực tiếp từ

A. photpho

B. điphotpho pentaoxit.

C. photphin.

D. canxi photphat.

Đáp án: C

Câu 5: Hoà tan 28,4 gam điphotpho pentaoxit trong 500 gam dung dịch axit photphoric có nồng độ 9,8%. Nồng độ % của dung dịch axit photphoric thu được là

A. 17,04%

B. 17,64%

C. 16,69%

D. 18,02%

Đáp án: C

Câu 6: Đốt cháy 15,5 gam photpho rồi hoà tan sản phẩm vào 200 gam nước. C% của dung dịch axit thu được là

A. 11,36%

B. 20,8%

C. 24,5%

D. 22,7%

Đáp án: B

Câu 7: Cho 44 gam dung dịch NaOH 10% tác dụng với 20 gam dung dịch axit photphoric 39,2%. Muối thu được sau phản ứng là

A. NaH₂PO₄.

B. NaH₂PO₄ và Na₂HPO₄.

C. Na₂HPO₄ và Na₃PO₄.

D. Na₃PO₄.

Đáp án: B

Câu 8: Đốt cháy hoàn toàn m gam photpho trong oxi dư. Cho toàn bộ sản phẩm tạo thành vào 500 ml dung dịch chứa hỗn hợp NaOH 0,1M và KOH 0,2M đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, cô cạn dung dịch sau phản ứng, làm khô các chất thu được 9,448 gam chất rắn khan. Giá trị của m là

A. 1,426.

B. 1,395.

C. 1,302.

D. 1,085.

Đáp án: C

Câu 9: Hòa tan 19,2 gam Cu vào 500 ml dung dịch NaNO₃ 1M sau đó thêm vào 500 ml dung dịch HCl 2M. Kết thúc phản ứng thu được dung dịch X và khí NO duy nhất. Phải thêm bao nhiêu ml dung dịch NaOH 1M vào X để kết tủa hết Cu²⁺ ?

A. 600 ml.

B. 800 ml.

C. 400 ml.

D. 120 ml.

Đáp án: B

Câu 10: Cho 142 gam P₂O₅ vào 500 gam dung dịch H₃PO₄ 23,72% được dung dịch A. Tìm nồng độ % của dung dịch A.

A. 63%.

B. 32%.

C. 49%.

D. 56%.

Đáp án: C

Câu 11: Từ 6,2 kg photpho điều chế được bao nhiêu lít dung dịch H₃PO₄ 2M (hiệu suất toàn bộ quá trình là 80%)

A. 100 lít.

B. 80 lít.

C. 40 lít.

D. 60 lít.

Đáp án: B

Câu 12: Để thu được muối trung hòa, cần bao nhiêu ml dung dịch NaOH 1M cho tác dụng với 50ml dung dịch H₃PO₄ 0,5M?

A. 35ml

B. 45ml

C. 25ml

D. 75ml

Đáp án: D

Câu 13: Cho 1,42 gam P₂O₅ tác dụng hoàn toàn với 50 ml dung dịch KOH 1M, thu được dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được chất rắn khan gồm

A. H₃PO₄ và KH₂PO₄.

B. K₃PO₄ và KOH.

C. KH₂PO₄ và K₂HPO₄.

D. K₂HPO₄ và K₃PO₄.

Đáp án: D

Câu 14: Cho m gam P₂O₅ vào 350 ml dung dịch KOH 1M. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được (2m + 6,7) gam chất rắn. Giá trị của m là

A. 10,65

B. 14,20

C. 7,10

D. 21,30

Đáp án: A

Câu 15: Nhận xét nào sau đây đúng ?

A. Thành phần chính của quặng apatit là 3Ca₃(PO₄)_2.CaF₂.

B. Trong công nghiệp, photpho được điều chế từ Ca₃P₂, SiO₂ và C.

C. Ở điều kiện thường, photpho đỏ tác dụng với O₂ tạo ra sản phẩm P₂O₅.

D. Các muối Ca₃(PO₄)₂ và CaHPO₄ đều tan trong nước.

Đáp án: A

Câu 16: Cho 200 ml dung dịch NaOH 1M tác dụng với 200 ml dung dịch H₃PO₄ 0,5M, muối thu được có khối lượng là

A. 14,2 gam

B. 15,8 gam

C. 16,4 gam

D. 11,9 gam

Đáp án: A

Câu 17: Trong công nghiệp, người ta điều chế H₃PO₄ bằng những hóa chất nào sau đây?

A. Ca₃(PO₄)₂ và H₂SO₄ loãng

B. Ca(H₂PO₄)₂ và H₂SO₄ đặc

C. Ca₃(PO₄)₂ và H₂SO₄ đặc

D. P₂O₅ và H₂O

Đáp án: C

Câu 18: Hòa tan hết m gam P₂O₅ vào 400 gam dung dịch KOH 10% dư sau phản ứng hoàn toàn cô cạn dung dịch thu được 3,5m gam chất rắn. Giá trị nào sau đây gần nhất với giá trị m ?

A. 14,00.

B. 16,00.

C. 13,00.

D. 15,00.

Đáp án: A

Câu 19: Cho sơ đồ chuyển hóa:

$P_{2} O_{5} \overset{K O H}{\to} X \overset{H_{3} P O_{4}}{\to} Y \overset{K O H}{\to} Z$

Các chất X, Y, Z lần lượt là

A. K₃PO₄, K₂HPO₄, KH₂PO₄

B. KH₂PO₄, K₂HPO₄, K₃PO₄

C. KH₂PO₄, K₃PO₄, K₂HPO₄

D. K₃PO₄, KH₂PO₄, K₂HPO₄

Đáp án: D

Câu 20: Dung dịch axit photphoric có chứa các ion (không kể H⁺ và $O H^{-}$ của nước)
A. $H^{+}, P O_{4}^{3 -} .$

B. $H^{+}, H P O_{4}^{2 -}, P O_{4}^{3 -} .$

C. $H^{+}, H P O_{4}^{2 -}, P O_{4}^{3 -} .$

D. $H^{+}, H_{2} P O_{4}^{-}, H P O_{4}^{2 -}, P O_{4}^{3 -} .$

Đáp án: D

Câu 21: Thêm 250 ml dung dịch NaOH 2M vào 200 ml dung dịch H₃PO₄ 1,5M. Muối tạo thành và khối lượng tương ứng là

A. 28,4 gam Na₂HPO₄; 16,4 gam Na₃PO₄.

B. 24,0 gam NaH₂PO₄; 14,2 gam Na₂HPO₄.

C. 14,2 gam Na₂HPO₄; 32,8 gam Na₃PO₄.

D. 12,0 gam NaH₂PO₄; 28,4 gam Na₂HPO₄.

Đáp án: D

Câu 22: Cho các phản ứng sau :

(1) Ca₃(PO₄)₂ + C + SiO₂ (lò điện)

(2) NH₃ + O₂ ( $t^{o}$ cao)

(3) Cu(NO₃)₂( $t^{o}$ cao)

(4) NH₄Cl + NaOH.

Trong các phản ứng trên, những phản ứng tạo ra đơn chất là.

A. (1), (2), (4).

B. (1), (3), (4).

C. (2), (3), (4).

D. (1), (2), (3).

Đáp án: D

Câu 23: Thủy phân hoàn toàn 5,42 gam PX₃ trong nước thu được dung dịch A. Trung hòa dung dịch A cần dùng 100 ml dung dịch NaOH 1M. Biết rằng H₃PO₃ là một axit 2 nấc. Công thức của PX₃ là

A. PBr₃.

B. PI₃.

C. PF₃.

D. PCl₃.

Đáp án: A

Câu 24: Cho dãy biến hóa sau :

Ca₃(PO₄)₂ $\overset{H_{2} S O_{4} d a c}{\to}$ H₃PO₄ $\overset{C a_{3} P O_{4}}{\to}$ Ca(H₂PO₄)₂

Biết hiệu suất 70% , tính khối lượng dung dịch H₂SO₄ 70% đã dùng để điều chế được 468 gam Ca(H₂PO₄)₂ theo sơ đồ chuyển hóa trên là

A. 800 gam.

B. 350 gam.

C. 400 gam.

D. 700 gam.

Đáp án: A

Câu 25: Hòa tan hoàn toàn 3,1 gam P trong 100 gam dung dịch HNO₃ 63% (đặc nóng) thu được dung dịch X và V lít (đktc) khí NO₂ duy nhất. Giá trị của V là

A. 11,2.

B. 5,6.

C. 10,08.

D. 8,96.

Đáp án: A

Câu 26: Ở điều kiện thường, chất nào sau đây tan tốt trong nước?

A. $C a_{3} {(P O_{4})}_{2}$

B. $A g_{3} P O_{4}$

C. $C a {(H_{2} P O_{4})}_{2}$

D. $C a H P O_{4}$

Đáp án: C

Câu 27: Cho a mol P₂O₅ vào 200ml dung dịch NaOH thì thu được dung dịch chứa 0,15 mol Na₂HPO₄ và 0,25 mol NaH₂PO₄. Giá trị của a và nồng độ mol của NaOH là

A. a = 0,2 và C_M = 2,75M

B. a = 0,4 và C_M = 2,75M.

C. a = 0,4và C_M = 5,5M.

D. a = 0,2 và C_M = 5,5M.

Đáp án: A

Câu 28: Để nhận biết ion $P O_{4}^{3 -}$ trong dung dịch muối, người ta thường dùng thuốc thử là

A. Ba(OH)₂ vì phản ứng tạo Ba₃(PO₄)₂ kết tủa trắng, không tan trong kiềm dư.

B. AgNO₃ vì phản ứng tạo dung dịch có màu vàng.

C. Cu và HNO₃ vì phản ứng tạo ra kết tủa có màu xanh.

D. AgNO₃ vì phản ứng tạo ra kết tủa có màu vàng.

Đáp án: D

Câu 29: Cần bao nhiêu tấn quặng photphorit chứa 40% Ca₃(PO₄)₂ để sản xuất được 1,0 tấn P? (Biết hiệu suất quá trình sản xuất là 90%).

A. 10,00 tấn

B. 12,50 tấn

C. 11,11 tấn

D. 13,89 tấn

Đáp án: D

Câu 30: Cho dung dịch AgNO₃ vào dung dịch X, thấy có kết tủa màu vàng xuất hiện, dung dịch X chứa chất nào sau đây ?

A. KCl

B. Na₂S

C. K₃PO₄

D. Na₂SO₄

_{Đáp án: C}

Câu 31: Hoà tan 28,4 gam điphotpho pentaoxit trong 500 gam dung dịch axit photphoric có nồng độ 9,8%. Nồng độ % của dung dịch axit photphoric thu được là

A. 17,04%

B. 17,64%

C. 16,69%

D. 18,02%

Đáp án: C

Câu 32: Đốt cháy 15,5 gam photpho rồi hoà tan sản phẩm vào 200 gam nước. C% của dung dịch axit thu được là

A. 11,36%

B. 20,8%

C. 24,5%

D. 22,7%

Đáp án: B

Câu 33: Cho 44 gam dung dịch NaOH 10% tác dụng với 20 gam dung dịch axit photphoric 39,2%. Muối thu được sau phản ứng là

A. NaH₂PO₄.

B. NaH₂PO₄ và Na₂HPO₄.

C. Na₂HPO₄ và Na₃PO₄.

D. Na₃PO₄.

Đáp án: B

Câu 34: Đốt cháy hoàn toàn m gam photpho trong oxi dư. Cho toàn bộ sản phẩm tạo thành vào 500 ml dung dịch chứa hỗn hợp NaOH 0,1M và KOH 0,2M đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, cô cạn dung dịch sau phản ứng, làm khô các chất thu được 9,448 gam chất rắn khan. Giá trị của m là

A. 1,426.

B. 1,395.

C. 1,302.

D. 1,085.

Đáp án: C

Câu 35: Hòa tan 19,2 gam Cu vào 500 ml dung dịch NaNO₃ 1M sau đó thêm vào 500 ml dung dịch HCl 2M. Kết thúc phản ứng thu được dung dịch X và khí NO duy nhất. Phải thêm bao nhiêu ml dung dịch NaOH 1M vào X để kết tủa hết Cu²⁺ ?

A. 600 ml.

B. 800 ml.

C. 400 ml.

D. 120 ml.

Đáp án: B