ôn thi đại học chuyện đề hợp chất photpho

GV: LƯU HUỲNH VẠN LONG( Trường THPT Thanh Hòa-Bù Đốp- Bình Phước) -1-
Phone: 0986.616.225
Email:
or
PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NHANH SẢN PHẨM TRONG CÁC
PHẢN ỨNG CỦA HỢP CHẤT PHOTPHO
(Đăng Báo Hóa Học & Ứng dụng số 6/2009)

LƯU HUỲNH VẠN LONG
Trường THPT Thanh Hòa – Huyện Bù Đốp
Tỉnh Bình Phước

Bài toán về axit H
3
PO
4
hay P
2
O
5
tác dụng với dung dịch bazơ cũng như các
phản ứng của muối photphat đối với học sinh THPT còn khá phức tạp. Đa số học sinh
không nắm rõ bản chất phản ứng nên vẫn chưa tự tin khi làm các bài tập dạng này.
Để làm tốt dạng bài tập này thì trước tiên ta phải xác định đúng được sản phẩm sinh
ra trong các phản ứng, rồi dựa vào số liệu để tính toán. Có thể phân thành mộ
t số
dạng sau:
I- Axit H
3
PO
4

tác dụng với dung dịch bazơ
1/ Trường hợp dung dịch bazơ là NaOH hay KOH
Ta có các phản ứng sau:
H
3
PO
4
+ NaOH → NaH
2
PO
4
+ H
2
O
H
3
PO
4
+ 2NaOH → Na
2
HPO
4
+ 2H
2
O
H
3
PO
4
+ 3NaOH → Na

3
PO
4
+ 3H
2
O
Để xác định muối gì được tạo ra thì đa phần học sinh dựa vào phương pháp đại
số là lập tỷ lệ mol
Soá mol bazô
T =
Soá mol axit
hay ngược lại rồi lập bảng ghi nhớ 7 trường hợp,
sau đó so sánh với tỷ lệ mol mà đề bài cho để kết luận. Cụ thể là:
34
NaOH
HPO
n
n
Saûn phaåm
1
2
3
24
34
NaH PO
Dö H PO
24
NaH PO
24
Na HPO

34
Na PO
34
Na PO
Dö NaOH
24
24
NaH PO
Na HPO
24
34
Na HPO
Na PO

2/ Trường hợp dung dịch bazơ là Ca(OH)
2
hay Ba(OH)
2

Ta có các phản ứng sau:
2H
3
PO
4
+ Ca(OH)
2
→ Ca(H
2
PO
4

)
2
+ 2H
2
O
H
3
PO
4
+ Ca(OH)
2
→ CaHPO
4
+ 2H
2
O
2H
3
PO
4
+ 3Ca(OH)
2
→ Ca
3
(PO
4
)
2
+ 3H
2

O

Tương tự:
Saûn phaåm
0,5
1
1,5
2
34
Ca(OH)
HPO
n
n
242
Ca(H PO )
4
CaHPO
342
Ca (PO )
242
34
Ca(H PO )
Dö H PO
242
4
Ca(H PO )
CaHPO
4
342
CaHPO

Ca (PO )
342
2
Ca (PO )
Dö Ca(OH)

Học sinh thường làm bằng cách lập bảng trên, do các em đã được làm quen
cách làm này từ THCS. Tuy nhiên học sinh cần nhớ một cách máy móc các hệ số tỷ
GV: LƯU HUỲNH VẠN LONG( Trường THPT Thanh Hòa-Bù Đốp- Bình Phước) -2-
Phone: 0986.616.225
Email:
or
lệ trên (14 trường hợp) mà không hiểu rõ bản chất của phản ứng. Do đó đối với bài
toán hỗn hợp bazơ thì các em sẽ rất lúng túng.
* Để nắm rõ bản chất của phản ứng cũng như hạn chế lối mòn ta vận dụng kiến
thức về “Chương Sự điện ly” ở lớp 11 ta giải bài toán trên như sau:
Axit H
3
PO
4
là một triaxit thuộc loại trung bình nên trong dung dịch sẽ phân ly
ra 3 nấc. Giả sử ta có a mol H
3
PO
4
thì sơ đồ phân ly của H
3
PO
4
như sau:

H
3
PO
4
→ H
+
+ H
2
PO
4
-
→ 2H
+
+ HPO
4
2-
→ 3H
+
+ PO
4
3-

a(mol) a 2a 3a (mol)
Dựa theo sơ đồ ta thấy cứ a mol axit sẽ giải phóng 3 lần H
+
là a, 2a, 3a mol
H
+
. Khi cho dung dịch bazơ vào thì bản chất phản ứng là sự trung hòa:
H

+
+ OH
-
→ H
2
O
Do đó nếu biết số mol NaOH hay KOH ta biết:
-
NaOH
OH
n = n
Biết số mol Ca(OH)
2
hay Ba(OH)
2
ta biết:
-
2
Ca(OH)
OH
n = 2n
Ta so sánh số mol của OH
-
với số mol H
+
sẽ biết phản ứng tạo ra muối gì:
- Nếu n
OH-
< a → tạo muối H
2

PO
4
-
và H
3
PO
4
dư
- Nếu n
OH-
= a → tạo muối H
2
PO
4
-

- Nếu a < n
OH
-

< 2a → tạo muối H
2
PO
4
-
và HPO
4
2-

- Nếu n

OH
-
= 2a → tạo muối HPO
4
2-

- Nếu 2a < n
OH
-
< 3a → tạo muối HPO
4
2-
và PO
4
3-

- Nếu n
OH
-
= 3a → tạo muối PO
4
3-

- Nếu n
OH
-
> 3a → tạo muối PO
4
3-
và OH

-
dư
Tóm tắt các trường hợp trên bằng bảng sau:

Saûn phaåm
1
2
3
-
34
OH
HPO
n
n
24
HPO
−
2
4
HPO
−
3
4
PO
−
24
34
HPO
Dö H PO
−

24
2
4
HPO
HPO
−
−
2
4
3
4
HPO
PO
−
−
3
4
-
PO
Dö OH
−

Chú ý: Ta có thể dùng sơ đồ đơn giản sau để ghi nhớ:

OH OH OH
-2-3-
34 24 4 4
HPO HPO HPO PO⎯⎯⎯→⎯⎯⎯→⎯⎯⎯→
[1]
3/ Dạng P

2
O
5
tác dụng với dung dịch bazơ
Ta xem P
2
O
5
tác dụng với H
2
O tạo axit H
3
PO
4
rồi giải tương tự như trên. Chú ý hệ số
mol:
P
2
O
5
+ 3H
2
O → 2H
3
PO
4

x(mol) 2x (mol)
Bài tập 1: Cho biết sản phẩm tạo thành trong các trường hợp sau:
a/ 0,06 mol H

3
PO
4
tác dụng với 0,08 mol NaOH
b/ 1 mol H
3
PO
4
tác dụng với 1 mol Ca(OH)
2

c/ 0,08 mol H
3
PO
4
tác dụng với 0,06 mol Ca(OH)
2

d/ 2mol H
3
PO
4
tác dụng với 1 mol Ca(OH)
2

e/ 0,24 mol H
3
PO
4
tác dụng với hỗn hợp gồm 0,009 mol NaOH và 0,006 mol

Ca(OH)
2

Giải
Ta có thể dựa vào
-
34
OH
HPO
n
n
để dự đoán sản phẩm
GV: LƯU HUỲNH VẠN LONG( Trường THPT Thanh Hòa-Bù Đốp- Bình Phước) -3-
Phone: 0986.616.225
Email:
or
a/
-
34
OH
HPO
n
0,08
1, 33
n0,06
==
→ tạo NaH
2
PO
4

và Na
2
HPO
4

b/
-
34
OH
HPO
n
2
2
n1
==
→ tạo muối CaHPO
4

c/
-
34
OH
HPO
n
0,06*2
1, 5
n0,08
==
→ tạo Ca(H
2

PO
4
)
2
và CaHPO
4

d/
-
34
OH
HPO
n
2
1
n2
==
→ tạo muối Ca(H
2
PO
4
)
2

e/
-
34
OH
HPO
n

0,009 0,006*2
0,0875
n0,24
+
==
→ tạo muối NaH
2
PO
4
và Ca(H
2
PO
4
)
2

Bài tập 2(TSĐH B 2008):Cho 0,1 mol P
2
O
5
vào dung dịch chứa 0,35 mol KOH.
Dung dịch thu được có các chất:
A. K
3
PO
4
; K
2
HPO
4

B. K
2
HPO
4
; KH
2
PO
4

C. K
3
PO
4
; KOH D. H
3
PO
4
; KH
2
PO
4

Giải
P
2
O
5
+ 3H
2
O → 2H

3
PO
4

0,1(mol) 0,2 (mol)
-
34
OH
HPO
n
0,35
1, 75
n0,2
==
→ K
2
HPO
4
; KH
2
PO
4

→ Chọn B

Bài tập 3: Cho dung dịch a mol H
3
PO
4
tác dụng với dung dịch chứa b mol NaOH,

thu được dung dịch A
a/ Biện luận để xác định thành phần các chất trong dung dịch A theo mối quan
hệ giữa a và b
b/ Áp dụng với trường hợp a = 0,12 mol và b = 0,2 mol
Bài tập 4: Cho a mol P
2
O
5
tác dụng với dung dịch chứa b mol KOH. Biện luận mối
quan hệ giữa a và b để xác định các chất trong dung dịch sau phản ứng (xem P
2
O
5
tác
dụng với H
2
O chuyển hoàn toàn thành H
3
PO
4
)
Hướng dẫn: Dựa vào sơ đồ trên để biện luận
II- Muối photphat tác dụng với các hợp chất khác
Dựa vào sơ đồ [1] ta thấy muối photphat có thể tồn tại 3 dạng: đihiđrophotphat
H
2
PO
4
-
; hiđrophotphat HPO

4
2-
; photphat trung hòa PO
4
3-
. Trong môi trường OH
-

H
2
PO
4
-
có thể chuyển thành HPO
4
2-
và PO
4
3-
. Do photphat là muối của axit trung bình
có nhiều nấc nên chúng không bền trong môi trường H
+
và chúng có thể chuyển về
dạng axit ban đầu H
3
PO
4
. Các quá trình chuyển đổi trên phụ thuộc vào độ mạnh yếu
của axit và tỷ lệ mol các chất phản ứng:

+++
OH OH OH
-2-3-
34 24 4 4
HHH
HPO HPO HPO PO
⎯⎯⎯→⎯⎯⎯→⎯⎯⎯→
←⎯ ⎯⎯←⎯⎯⎯←⎯⎯⎯
[2]

Từ sơ đồ [2] rút ra một số nhận xét:
+ Muối PO
4
3-
có thể tác dụng với H
3
PO
4
tạo ra muối HPO
4
2-
và H
2
PO
4
-
tùy theo tỷ lệ
PO
4
3-

/H
3
PO
4
( không thể tạo thành H
3
PO
4
):
Nếu tỷ lệ là 1:1 → CaHPO
4
do H
3
PO
4
nhường đi 1 H
+

GV: LƯU HUỲNH VẠN LONG( Trường THPT Thanh Hòa-Bù Đốp- Bình Phước) -4-
Phone: 0986.616.225
Email:
or
Nếu tỷ lệ là 1:2 → Ca(H
2
PO
4
)
2
do H
3

PO
4
nhường 2 H
+
+ Muối PO
4
3-
có thể tác dụng với axit mạnh (HCl, H
2
SO
4
…) tạo ra HPO
4
2-
; H
2
PO
4
-
hay H
3
PO
4
tùy theo tỷ lệ PO
4
3-
/HCl:
PO
4
3-

+ H
+
→ HPO
4
2-

PO
4
3-
+ 2H
+
→ H
2
PO
4
-

PO
4
3-
+ 3H
+
→ H
3
PO
4

+ Hai chất không đứng cạnh nhau trong 1 dãy trên thì không bao giờ cùng tồn tại
trong 1 dung dịch, chúng sẽ tác dụng hết với nhau để tạo ra sản phẩm là chất đứng
giữa hai chất đó:

PO
4
3-
+ H
2
PO
4
-
→ 2HPO
4
2-

H
3
PO
4
+ HPO
4
2-
→ 2H
2
PO
4
-

H
3
PO
4
+ PO

4
3-
→ HPO
4
2-
và H
2
PO
4
-
( tùy tỷ lệ xét ở trên)
Bài tập 1(SGK 11CB): Hãy dự đoán sản phẩm tạo thành (muối)trong các trường hợp
sau:
a/ 1 mol H
3
PO
4
+ 1 mol K
2
HPO
4
→ ?
b/ 1 mol Ca(H
2
PO
4
)
2
+ 1 mol Ca(OH)
2

→ ?
Giải
Dựa sơ đồ [2]:
a/ HPO
4
2-
+ H
3
PO
4
theo tỷ lệ 1:1 → NaH
2
PO
4

b/ H
2
PO
4
-
+ OH
-
theo tỷ lệ 2:2 (hay 1:1) → CaHPO
4

Bài tập 2(BT 3 trang 66 SGK 11NC):
Điền chất thích hợp vào chỗ có dấu ? trong các sơ đồ sau:
a/ H
2
PO

4
-
+ ? → HPO
4
2-
+ ?
b/ HPO
4
2-
+ ? → H
2
PO
4
-
+ ?
Giải
Dựa sơ đồ [2]:
a/ H
2
PO
4
-
+ OH
-
→ HPO
4
2-
+ H
2
O

b/ HPO
4
2-
+ H
3
O
+
→ H
2
PO
4
-
+ H
2
O
Bài tập 3: Cho P
2
O
5
tác dụng với NaOH người ra thu được một dung dịch gồm hai
chất. Hai chất đó là :
A NaOH và NaH
2
PO
4
B. NaH
2
PO
4
và Na

3
PO
4

C. Na
2
HPO
4
và Na
3
PO
4
D. Na
3
PO
4
và H
3
PO
4

Giải
Dựa vào sơ đồ [2]:
-A. NaOH và NaH
2
PO
4
→ còn NaOH tức là dư NaOH thì không thể tồn tại
NaH
2

PO
4
được mà phải là Na
3
PO
4

- B. NaH
2
PO
4
và Na
3
PO
4
→ hai muối này không tồn tại đồng thời vì chúng phản ứng
với nhau → Na
2
HPO
4

- C. Na
2
HPO
4
và Na
3
PO
4
-

→ Tồn tại
- D. Na
3
PO
4
và H
3
PO
4
→ còn dư H
3
PO
4
thì không thể sinh ra Na
3
PO
4
được.
Đáp án là C