$A$. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
$I$. Tính chất của $P_2O_5$
$a$, Phản ứng của $P_2O_5$ với nước
$P_2O_5 + 3H_2O$ $\rightarrow $ $2H_3PO_4$
$b$, Phản ứng với dung dịch kiềm
- Khi phản ứng với các dung dịch kiềm , $P_2O_5$ phản ứng với $H_2O$ trước để tạo axit $H_3PO_4$ , sau đó $H_3PO_4$ sinh ra sẽ phản ứng với dung dịch kiềm
$II$. Phản ứng của $H_3PO_4$ với dung dịch kiềm
$1$. Xét phản ứng cảu $H_3PO_4$ với dung dịch kiềm $NaOH$ hoặc $KOH$
$3NaOH + H_3PO_4$ $\rightarrow $ $Na_3PO_4 + H_2O$
$2NaOH + H_3PO_4$ $\rightarrow $ $Na_2HPO_4 + H_2O$
$NaOH + H_3PO_4$ $\rightarrow $ $NaH_2PO_4 + H_2O$
$2$. Xét phản ứng của $H_3PO_4$ với dung dịch $Ba(OH)_2$ hoặc $Ca(OH)_2$
$3Ba(OH)_2 + H_3PO_4$ $\rightarrow $ $Ba_3PO_4 + H_2O$
$Ba(OH)_2 + H_3PO_4$ $\rightarrow $ $BaHPO_4 + H_2O$
$Ba(OH)_2 + H_3PO_4$ $\rightarrow $ $Ba(H_2PO_4)_2 + H_2O$
- Căn cứ vào phản ứng của $H_3PO_4$ với dung dịch kiềm . Đặt $T$ = $\frac{nOH^-}{nH_3PO_4}$ thì ứng với các giá trị của $T$ ta thu được các chất khác nhau
$T = 1$ : Thu được $H_2PO_4^-$
$T = 2$ : Thu được $HPO_4^{2-}$
$T = 3$ : Thu được $PO_4^{3-}$
$T < 1$ : Thu được $H_2PO_4^-$ và $H_3PO_4$ dư
$T > 3$ : Thu được $PO_4^{3-}$ và $OH^-$ dư
$1 < T < 2$ : Thu được $H_2PO_4^-$ và $HPO_4^{2-}$
$2 < T < 3$ : Thu được $PO_4^{3-}$ và $HPO_4^{2-}$
$III$. Phản ứng thủy phân
$PX_3 + 3H_2O$ $\rightarrow $ $H_3PO_3 + 3HX$
$PX_5 + 4H_2O$ $\rightarrow $ $H_3PO_4 + 5HX$
$X$ là $Cl , Br , I$
$B$. CÁC DẠNG BÀI TẬP
Dạng $1$ : Pha chế dung dịch $H_3PO_4$
Ví dụ $1$ : Hòa tan $142$ gam $P_2O_5$ vào $500$ gam dung dịch $H_3PO_4$ $24,5$% . Nồng độ % của $H_3PO_4$ trong dung dịch thu được là :
A. $49,61$% B. $56,32$% C. $48,86$% D. $68,75$%
Giải :
$P_2O_5 + 3H_2O$ $\rightarrow $ $2H_3PO_4$ ($1$)
$142 196$
$m_{H_3PO_4 ban đầu}$ = $500.24,5$% = $122,5$ gam
$m_{H_3PO_4 thu được}$ = $196 + 122,5 = 318,5$ gam
$m_{dd mới }$ = $500 + 142 = 642$ gam
$C_{H_3PO_4}$% = $\frac{318,5}{642}$ . $100$% = $49,61$%
=> Đáp án $B$
Dạng $2$ : Xác định hoặc tính toán lượng chất tạo thành trong phản ứng của Axit $H_3PO_4$ với các dung dịch $NaOH, KOH, Ba(OH)_2, Ca(OH)_2$
Ví dụ $1$ : Cho $200$ml dung dịch $NaOH$ $1$M tác dụng với $200$ ml dung dịch $H_3PO_4$ $0,5$M, muối thu được có khối lượng là :
A. $14,2$ gam B. $15,8$ gam C. $16,4$ gam D. $11,9$ gam
Giải :
Theo giả thiết ta có :
$n_{NaOH} = 0,2.1 = 0,2$ mol ; $n_{H_3PO_4} = 0,1$ mol => $\frac{nNaOH}{nH_3PO_4}$ = $\frac{2}{1}$ => Sản phẩm tạo thành là $Na_2HPO_4$
$2NaOH + H_3PO_4$ $\rightarrow $ $Na_2HPO_4 + 2H_2O$
$0,2 0,1 0,1$
=> $m_{Na_2HPO_4} = 0,1. 142 = 14,2$ gam
=> Đáp án $A$
Ví dụ $2$ : Cho $100$ml dung dịch $NaOH$ $4$M tác dụng với $100$ ml dung dịch $H_3PO_4$ $a$M thu được $25,95$ gam hai muối . Giá trị của $a$ là :
A. $1$ B. $1,75$ C. $1,25$ D. $1,5$
Giải :
Theo giả thiết $n_{OH^-} = n_{NaOH} = 0,4$ mol
Sau pư thu được $2$ muối => $NaOH$ hết
$H^+ + OH^-$ $\rightarrow $ $H_2O$ ($1$)
$0,4 0,4 0,4$
$NaOH + H_3PO_4$ $\rightarrow $ Muối + $H_2O$ ($2$)
$0,4 0,4$
Từ ($1$) và ($2$) và áp dụng ĐLBTKL
$m_{NaOH} + m_{H_3PO_4} = m_{muối} + m_{H_2O}$ => $m_{H_3PO_4} = 25,95 + 0,4.18 - 0,4.40 = 17,15$ gam
=> $n_{H_3PO_4}$ = $\frac{17,75}{98}$ = $0,175$ mol => [$H_3PO_4$] = $\frac{0,175}{0,1}$ = $1,75$ M
=> Đáp án $B$
Dạng $3$ : Thủy phân hợp chất Photphohalogenua
Ví dụ : Để trung hòa hoàn toàn dung dịch thu được khi thủy phân $4,5275$ gam một photpho trihalogenua cần dùng $55$ml dung dịch $NaOH$ $3$M . Xác định công thức của Photphotrihalogenua đó, biết rằng phản ứng thủy phân tạo ra $2$ axit , trong đó có axit $H_3PO_3$ là axit hai nấc
A. $PF_3$ B. $PCl_3$ C. $PBr_3$ D. $PI_3$
Giải :
$PX_3 + 2H_2O$ $\rightarrow $ $H_3PO_3 + 3HX$ ($1$)
$x x 3x$
$H_3PO_3 + 2NaOH$ $\rightarrow $ $Na_2HPO_3 + 2H_2O$ ($2$)
$x 2x$
$HX + NaOH$ $\rightarrow $ $NaX + H_2O$
$3x 3x$
Gọi $x$ là số mol $PX_3$ pư . Theo các pư ta thấy số mol $NaOH$ cần dùng là $5x$ => $5x$ = $0,055.3$ => $x = 0,033$
$M_{PX_3}$ = $\frac{4,5375}{0,033}$ = $137,5$ gam/mol
=> $31 + 3X = 137,5$ => $X = 35,5$ ( Clo)
=> Đáp án $B$
Dạng $4$ : Tính độ dinh dưỡng của phân bón
- Độ dinh dưỡng của phân đạm được đánh giá bằng %$N$ trong phân
- Độ dinh dưỡng của phân lân được đánh giá bằng %$P_2O_5$ tương ứng với lượng Photpho có trong thành phần của nó
- Độ dinh dưỡng của phân Kali được đánh giá bằng hàm lượng %$K_2O$ tương ứng với lượng Kali có trong thành phần của nó
Ví dụ $1$ : Một loại phân bón supephotphat kép có chứa $69,62$% muối Canxi đihidrophotphat, còn lại gồm các chất không chứa Photpho. Độ dinh dưỡng của loại phân này là:
A. $48,52$% B. $42,25$% C. $39,764$% D. $45,75$%
Giải :
Giả sử có $100$ gam SupePhotphat kép => $m_{CaH_2PO_4}$ = $69,62$ gam
$CaH_2PO_4$ => $P_2O_5$
$ 234 142$
$69,62 x$
=> $x$ = $\frac{69,92.142}{234}$ = $42,25$ => Độ dinh dưỡng của loại phân này là $42,25$%
=> Đáp án $B$
$C$. BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Câu $1$ : Hòa tan $14,2$ gam $P_2O_5$ vào $m$ gam dung dịch $H_3PO_4$ $35$% thu được dung dịch $H_3PO_4$ có nồng độ $50$%. Giá trị của $a$ là :
A. $17,99$ gam B. $47,3$ gam C. $83,3$ gam D. $58,26$ gam
Câu $2$ : Cho $150$ml dung dịch $KOH$ $1$M tác dụng với $200$ml $H_3PO_4$ $0,5$M. Sau phản ứng trong dung dịch chứa các muối :
A. $KH_2PO_4$ và $K_2HPO_4$ B. $KH_2PO_4$ và $K_3PO_4$
C. $K_2HPO_4$ và $K_3PO_4$ D. $KH_2PO_4$ ,$K_2HPO_4$ và $K_3PO_4$
Câu $3$ : Cho $1,32$ gam ($NH_4)_2SO_4$ tác dụng với $NaOH$ dư , đun nóng thu được một sản phẩm khí . Hấp thụ hoàn toàn khí trên vào dung dịch chứa $3,92$ gam $H_3PO_4$ . Muối thu được là :
A. $NH_4H_2PO_4$ B. $(NH_4)_2HPO_4$ C. $(NH_4)_3PO_4$ D. $NH_4H_2PO_4$ và $(NH_4)_2HPO_4$
Câu $4$ : Thủy phân hoàn toàn $16,26$ gam một photpho trihalogenua thu được dung dịch $X$ . Để trung hòa $X$ cần $100$ml dung dịch $NaOH$ $3$M . Công thức của Photpho trihalogenua là :
A. $PF_3$ B. $PCl_3$ C. $PBr_3$ D. $PI_3$
Câu $5$ : Phân supephotphat kép thực tế sản xuất được thường chỉ có $40$% $P_2O_5$. Vậy % khối lượng $Ca(H_2PO_4)_2$ trong phân bón đó là
A. $78,56$% B. $56,94$% C. $65,92$% D. $78,83$%
Câu $6$ : Đốt cháy hoàn toàn $6,2$ gam Photpho bằng oxi dư rồi cho sản phẩm tạo thành tác dụng vừa đủ với $m$ gam dung dịch $NaOH$ $32$% , thu được muối $Na_2HPO_4$. Giá trị của $m$ là :
A. $25$ B. $50$ C. $75$ D. $100$
Câu $7$ : Cho $44$ gam $NaOH$ vào dung dịch chứa $39,2$ gam $H_3PO_4$ . Sau khi Pư xảy ra hoàn toàn , đem cô cạn dung dịch . Khối lượng từng muối khan thu được là :
A. $50$ gam $Na_3PO_4$ B. $49,2$ gam $NaH_2PO_4$ và $14,2$ gam $Na_3PO_4$
C. $15$ gam $NaH_2PO_4$ D. $14,2$ gam $Na_2HPO_4$ và $49,2$ gam $Na_3PO_4$
Đáp án : $1C 2A 3A 4C 5C 6B 7D$