Bài 11 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,[.]
Bài 11: Axit photphoric muối photphat Câu 1: Trong cơng nghiệp, để sản xuất axit H3PO4 có độ tinh khiết nồng độ cao, người ta làm cách sau ? 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 oxi dư, cho sản phẩm tác dụng với nước D Cho dung dịch axit H2SO4 đặc, nóng tác dụng với quặng photphorit Hướng dẫn giải: Đáp án C Để thu axit H3PO4 có độ tinh khiết nồng độ cao hơn, người ta đốt cháy photpho để thu P2O5, cho P2O5 tác dụng với nước: t → 2P2O5 4P + 5O2 ⎯⎯ P2O5 + 3H2O → 2H3PO4 Câu 2: Thành phần quặng photphorit A CaHPO4 B Ca3(PO4)2 C NH4H2PO4 D Ca(H2PO4)2 Hướng dẫn giải: Đáp án B Thành phần quặng photphorit Ca3(PO4)2 Câu 3: Thành phần quặng sau chứa muối photphat? A manhetit B apatit C cromit D boxit Hướng dẫn giải: Đáp án B Thành phần quặng apatit 3Ca3(PO4)2.CaF2 Câu 4: Axit phophoric điều chế trực tiếp từ A photpho B điphotpho pentaoxit C photphin o D canxi photphat Hướng dẫn giải: Đáp án C Các cách điều chế H3PO4 P + 5HNO3 → H3PO4 + 5NO2 + H2O P2O5 + 3H2O → 2H3PO4 Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 đặc, nóng → 3CaSO4 ↓+ 2H3PO4 Khơng điều chế H3PO4 từ PH3 (photphin) Câu 5: Hoà tan 28,4 gam điphotpho pentaoxit 500 gam dung dịch axit photphoric có nồng độ 9,8% Nồng độ % dung dịch axit photphoric thu A 17,04% B 17,64% C 16,69% D 18,02% Hướng dẫn giải: Đáp án C → n P2O5 = 0,2mol 98.0,2.2 + 500.0,098 100% = 16,69% 500 + 28,4 Câu 6: Đốt cháy 15,5 gam photpho hoà tan sản phẩm vào 200 gam nước C% dung dịch axit thu A 11,36% B 20,8% C 24,5% D 22,7% Hướng dẫn giải: Đáp án B n P = 0,5mol → n P2O5 = 0,25mol → C%H3PO4 = → n H3PO4 = 0,5mol → C% = 0,5.98 100% = 20,81% 0,25.142 + 200 Câu 7: Cho 44 gam dung dịch NaOH 10% tác dụng với 20 gam dung dịch axit photphoric 39,2% Muối thu sau phản ứng A NaH2PO4 B NaH2PO4 Na2HPO4 C Na2HPO4 Na3PO4 D Na3PO4 Hướng dẫn giải: Đáp án B 44.10% 20.39,2% n NaOH = = 0,11 mol; n H3PO4 = = 0,08 mol 40 98 n 0,11 T = NaOH = = 1,375 n H3PO4 0,08 → T → muối thu sau phản ứng NaH2PO4 Na2HPO4 Câu 8: Đốt cháy hoàn toàn m gam photpho oxi dư Cho toàn sản phẩm tạo thành vào 500 ml dung dịch chứa hỗn hợp NaOH 0,1M KOH 0,2M đến phản ứng xảy hồn tồn, cạn dung dịch sau phản ứng, làm khô chất thu 9,448 gam chất rắn khan Giá trị m A 1,426 B 1,395 C 1,302 D 1,085 Hướng dẫn giải: Đáp án C n NaOH = 0,5.0,1 = 0,05 mol;n KOH = 0,5.0,2 = 0,1 mol Gọi công thức chung bazơ mà MOH Ta có: n MOH = 0,1 + 0,05 = 0,15 mol M MOH = 40.0,05 + 56.0,1 152 101 = → MM = 0,15 3 TH1: Dung dịch sau phản ứng chứa muối → n H2O = n MOH = 0,15mol Bảo toàn khối lượng cho phản ứng H3PO4 + kiềm ta có : m H3PO4 + m MOH = mmuối + m H2O m 152 98 + 0,15 = mchất rắn + 0,15.18 31 → m = 1,4389 gam → n H3PO4 = n P 0,0464mol → n MOH = 3,2 n H3PO4 → Không thỏa mãn TH2: Chất rắn có chứa MOH dư (a mol) M3PO4 (b mol) a + 3b = 0,15 a = 0,024 Ta có hệ phương trình: 152a → + 196b = 9,448 b = 0,042 Bảo toàn nguyên tố P: n P = 0,042 mol → mP = 0,042.31 = 1,302 gam Câu 9: Hòa tan 19,2 gam Cu vào 500 ml dung dịch NaNO3 1M sau thêm vào 500 ml dung dịch HCl 2M Kết thúc phản ứng thu dung dịch X khí NO Phải thêm ml dung dịch NaOH 1M vào X để kết tủa hết Cu2+ ? A 600 ml B 800 ml C 400 ml D 120 ml Hướng dẫn giải: Đáp án B n Cu = 0,3mol H + :1mol − NO3 : 0,5mol Cu + + → dd X + NO Na :0,5mol Cl− :1mol +5 Số mol electron tối đa mà N nhận là: 4H + + NO3− + 3e → NO + 2H 2O → 0,75mol Số mol electron tối đa mà Cu nhường là: Cu → Cu 2+ + 2e 0,3 → 0,6 mol 0,75 → Cu phản ứng hết axit dư Bảo toàn electron: 3n NO = 2n Cu 2.0,3 = 0,2mol → n H + phản ứng = 4n NO = 0,8mol → n NO = → n H + dư = 0,2 mol → n NaOH = 2n Cu 2+ + n H + dư = 0,8 mol 0,8 = 0,8 lít = 800ml Câu 10: Cho 142 gam P2O5 vào 500 gam dung dịch H3PO4 23,72% dung dịch A Tìm nồng độ % dung dịch A A 63% B 32% C 49% D 56% Hướng dẫn giải: Đáp án C 142 = 1mol → n H3PO4 thêm = mol Ta có: n P2O5 = 142 m H3PO4 = 2.98 + 500.0,2372 = 314,6 gam → VNaOH = mdung dịch A = 142 + 500 = 642 gam 314,6 C%H3PO4 = 100% 49% 642 Câu 11: Từ 6,2 kg photpho điều chế lít dung dịch H3PO4 2M (hiệu suất tồn q trình 80%) A 100 lít B 80 lít C 40 lít D 60 lít Hướng dẫn giải: Đáp án B 6,2.103 nP = = 0,2.103 mol 31 → n H3PO4 = 0,2.103.80% = 160 mol 160 = 80 lít Câu 12: Để thu muối trung hòa, cần ml dung dịch NaOH 1M cho tác dụng với 50ml dung dịch H3PO4 0,5M? A 35ml B 45ml C 25ml D 75ml Hướng dẫn giải: Đáp án D n H3PO4 = 0,025mol → VH3PO4 = H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + H2O → n NaOH = 0,025.3 = 0,075mol 0,075 = 0,075 lít = 75ml Câu 13: Cho 1,42 gam P2O5 tác dụng hoàn toàn với 50 ml dung dịch KOH 1M, thu dung dịch X Cô cạn dung dịch X thu chất rắn khan gồm A H3PO4 KH2PO4 B K3PO4 KOH C KH2PO4 K2HPO4 D K2HPO4 K3PO4 Hướng dẫn giải: Đáp án D n P2O5 = 0,01mol → n H3PO4 = 0,02mol → VNaOH = nNaOH = 0,05 mol n NaOH = 2,5 → tạo muối K2HPO4 K3PO4 n H3PO4 Câu 14: Cho m gam P2O5 vào 350 ml dung dịch KOH 1M Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu (2m + 6,7) gam chất rắn Giá trị m A 10,65 B 14,20 C 7,10 D 21,30 Hướng dẫn giải: Đáp án A TH1: dung dịch sau phản ứng thu muối n KOH = 0,35mol → n H 2O = 0,35mol Bảo toàn khối lượng ta có: m H3PO4 + m KOH = mchất rắn + m H2O m 2.98 + 0,35.56 = (2m + 6,7) + 0,35.18 142 → m = 10,65 gam TH2: KOH dư → chất rắn gồm K3PO4 KOH dư m m → 2m + 6,7 = 212 + (0,35 − ).56 31 31 → m = −4,25 → Loại TH3: axit dư (thường không vào) Câu 15: Nhận xét sau ? A Thành phần quặng apatit 3Ca3(PO4)2 CaF2 B Trong công nghiệp, photpho điều chế từ Ca3P2, SiO2 C C Ở điều kiện thường, photpho đỏ tác dụng với O2 tạo sản phẩm P2O5 D Các muối Ca3(PO4)2 CaHPO4 tan nước Hướng dẫn giải: Đáp án A A B sai cơng nghiệp, photpho điều chế từ Ca3(PO4)2, SiO2 C C sai nhiệt độ thường, P trắng tác dụng với O2 tạo sản phẩm P2O5 D sai tất muối H PO −4 tan; muối PO34− HPO 24− có muối kim loại kiềm amoni tan Câu 16: Cho 200 ml dung dịch NaOH 1M tác dụng với 200 ml dung dịch H3PO4 0,5M, muối thu có khối lượng A 14,2 gam B 15,8 gam C 16,4 gam D 11,9 gam Hướng dẫn giải: Đáp án A n NaOH = 0,2mol;n H3PO4 = 0,1mol Nhận thấy: n NaOH = → phản ứng vừa đủ để tạo muối Na2HPO4 n H3PO4 2NaOH + H3PO4 → Na2HPO4 + 2H2O → nmuối = 0,1 mol → mmuối = 0,1.142 = 14,2 gam Câu 17: Trong công nghiệp, người ta điều chế H3PO4 hóa chất sau đây? A Ca3(PO4)2 H2SO4 loãng B Ca(H2PO4)2 H2SO4 đặc C Ca3(PO4)2 H2SO4 đặc D P2O5 H2O Hướng dẫn giải: Đáp án C Trong công nghiệp, người ta điều chế H3PO4 từ quặng photphorit quặng apatit Do hai quặng apatit hay photphorit chứa nhiều Ca3(PO4)2 Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 → 3CaSO4 + 2H3PO4 Cần ý: điều kiện H2SO4 phải đặc, nóng Câu 18: Hịa tan hết m gam P2O5 vào 400 gam dung dịch KOH 10% dư sau phản ứng hồn tồn cạn dung dịch thu 3,5m gam chất rắn Giá trị sau gần với giá trị m ? A 14,00 B 16,00 C 13,00 D 15,00 Hướng dẫn giải: Đáp án A Chất rắn gồm K3PO4 KOH dư m m n P2O5 = mol → n H3PO4 = mol 142 71 3m → n H2O = 3n H3PO4 = mol 71 Bảo toàn khối lượng ta có: m H3PO4 + m KOH = mchất rắn + m H2O m 3m 98 + 400.10% = 3,5m + 18 71 71 → m 13,89gam → Câu 19: Cho sơ đồ chuyển hóa: H3PO4 KOH KOH P2O5 ⎯⎯⎯→ X ⎯⎯⎯⎯ → Y ⎯⎯⎯→ Z Các chất X, Y, Z A K3PO4, K2HPO4, KH2PO4 B KH2PO4, K2HPO4, K3PO4 C KH2PO4, K3PO4, K2HPO4 D K3PO4, KH2PO4, K2HPO4 Hướng dẫn giải: Đáp án D H3PO KOH KOH P2O5 ⎯⎯⎯ → K 3PO (X) ⎯⎯⎯ → KH PO (Y) ⎯⎯⎯ → K HPO4 (Z) P2O5 + 6KOH → 2K3PO4 + 3H2O K3PO4 + 2H3PO4 → 3KH2PO4 KH2PO4 + KOH → K2HPO4 + H2O Câu 20: Dung dịch axit photphoric có chứa ion (không kể H+ OH − nước) A H + ,PO34− B H + ,H PO −4 ,PO34− C H + , HPO 24− , PO 34− D H + ,H PO 4− ,HPO 24− ,PO34− Hướng dẫn giải: Đáp án D H3PO H + + H PO −4 H PO −4 H + + HPO 42− HPO 24− H + + PO34− Lưu ý: Ngoài ion trên, dung dịch phần H3PO4 chưa phân li Câu 21: Thêm 250 ml dung dịch NaOH 2M vào 200 ml dung dịch H3PO4 1,5M Muối tạo thành khối lượng tương ứng 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 Hướng dẫn giải: Đáp án D n OH− = n NaOH = 0,5mol;n H3PO4 = 0,3mol 1 n OH − n H3PO4 = 0,5 = 1,67 0,3 NaH PO (x mol) BT Na: x + 2y = 0,5 Na HPO (y mol) BT P: x + y = 0,3 x = 0,1 (mol) y = 0,2 m NaH2PO4 = 0,1.120 = 12g m Na 2HPO4 = 0,2.142 = 28,4g Câu 22: Cho 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 phản ứng trên, phản ứng tạo đơn chất A (1), (2), (4) B (1), (3), (4) C (2), (3), (4) D (1), (2), (3) Hướng dẫn giải: Đáp án D t → 3CaSiO3 + 2P + 5CO Ca3(PO4)2 + 5C + 3SiO2 ⎯⎯ o t → 2N2 + 6H2O 4NH3 + 3O2 ⎯⎯ o t → 2CuO + 4NO2 + O2 2Cu(NO3)2 ⎯⎯ NH4Cl + NaOH → NH3 + NaCl + H2O Câu 23: Thủy phân hoàn toàn 5,42 gam PX3 nước thu dung dịch A Trung hòa dung dịch A cần dùng 100 ml dung dịch NaOH 1M Biết H 3PO3 axit nấc Công thức PX3 A PBr3 B PI3 C PF3 D PCl3 Hướng dẫn giải: Đáp án A PX3 + 3H2O → H3PO3 + 3HX H3PO3 + 2NaOH → Na2HPO3 + 2H2O HX + NaOH → NaX + H2O n PX3 = a mol;n NaOH = 0,1mol o → n H3PO3 = a mol;n HX = 3a mol → n NaOH = 2n H3PO3 + n HX = 5a mol → 0,1 = 5a → a = 0,02mol → 31 + 3M X = 5,42 0,02 → MX = 80(Brom) Vậy công thức cần tìm PBr3 Câu 24: Cho dãy biến hóa sau : Ca 3PO H 2SO4 dac → H3PO4 ⎯⎯⎯→ Ca3(PO4)2 ⎯⎯⎯⎯ Ca(H2PO4)2 Biết hiệu suất 70% , tính khối lượng dung dịch H2SO4 70% dùng để điều chế 468 gam Ca(H2PO4)2 theo sơ đồ chuyển hóa A 800 gam B 350 gam C 400 gam D 700 gam Hướng dẫn giải: Đáp án A t → 3CaSO4 ↓ + 2H3PO4 Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 ⎯⎯ 4H3PO4 + Ca3(PO4)2 → 3Ca(H2PO4)2 468 n Ca( H2PO4 ) = = mol → n H2SO4 = = 4mol 234 Khối lượng H2SO4 thực tế là: 4.98 mH2SO4 = = 560gam 70% Khối lượng dung dịch H2SO4 dùng là: 560 mdd = = 800gam 70% Câu 25: Hịa tan hồn toàn 3,1 gam P 100 gam dung dịch HNO3 63% (đặc nóng) thu dung dịch X V lít (đktc) khí NO2 Giá trị V A 11,2 B 5,6 C 10,08 D 8,96 Hướng dẫn giải: Đáp án A 100.63% n P = 0,1mol;n HNO3 = = 1mol 63 P + 5HNO3 → H3PO4 + 5NO2 + H2O → P phản ứng hết, HNO3 dư o → n NO2 = 5n P = 0,5mol → VNO2 = 0,5.22, = 11, lít Câu 26: Ở điều kiện thường, chất sau tan tốt nước? A Ca (PO4 )2 B Ag 3PO C Ca (H PO )2 D CaHPO4 Hướng dẫn giải: Đáp án C Tất muối đihiđrophotphat tan tốt nước Câu 27: Cho a mol P2O5 vào 200ml dung dịch NaOH thu dung dịch chứa 0,15 mol Na2HPO4 0,25 mol NaH2PO4 Giá trị a nồng độ mol NaOH A a = 0,2 CM = 2,75M B a = 0,4 CM = 2,75M C a = 0,4và CM = 5,5M D a = 0,2 CM = 5,5M Hướng dẫn giải: Đáp án A Bảo tồn ngun tố P ta có: 2a = 0,15 + 0,25 → a = 0,2mol Bảo toàn nguyên tố Na: n NaOH = 0,15.2 + 0,25 = 0,55mol → CM ( NaOH) = 0,55 = 2,75M 0,2 Câu 28: Để nhận biết ion PO34− dung dịch muối, người ta thường dùng thuốc thử A Ba(OH)2 phản ứng tạo Ba3(PO4)2 kết tủa trắng, không tan kiềm dư B AgNO3 phản ứng tạo dung dịch có màu vàng C Cu HNO3 phản ứng tạo kết tủa có màu xanh D AgNO3 phản ứng tạo kết tủa có màu vàng Hướng dẫn giải: Đáp án D Thuốc thử để nhận biết ion PO34− dung dịch muối photphat bạc nitrat Hiện tượng: Xuất kết tủa màu vàng Phương trình ion: 3Ag + + PO34− → Ag 3PO Câu 29: Cần quặng photphorit chứa 40% Ca3(PO4)2 để sản xuất 1,0 P? (Biết hiệu suất trình sản xuất 90%) A 10,00 B 12,50 C 11,11 D 13,89 Hướng dẫn giải: Đáp án D t Ca (PO4 )2 + 3SiO2 + 5C ⎯⎯ → 2P + 3CaSiO3 + 5CO o 310 → 62 1.310 =5 1tan 62 Khối lượng quặng cần dùng là: m= = 13,89 0,9.0,4 Câu 30: Cho dung dịch AgNO3 vào dung dịch X, thấy có kết tủa màu vàng xuất hiện, dung dịch X chứa chất sau ? A KCl B Na2S C K3PO4 D Na2SO4 Hướng dẫn giải: Đáp án C 3Ag + + PO34− → Ag 3PO Kết tủa thu có màu vàng ... kiềm dư B AgNO3 phản ứng tạo dung dịch có màu vàng C Cu HNO3 phản ứng tạo kết tủa có màu xanh D AgNO3 phản ứng tạo kết tủa có màu vàng Hướng dẫn giải: Đáp án D Thuốc thử để nhận biết ion PO34−... giải: Đáp án C 142 = 1mol → n H3PO4 thêm = mol Ta có: n P2O5 = 142 m H3PO4 = 2.98 + 500.0,2372 = 314,6 gam → VNaOH = mdung dịch A = 142 + 500 = 642 gam 314,6 C%H3PO4 = 100% 49% 642 Câu 11: ... NaOH 1M tác dụng với 200 ml dung dịch H3PO4 0,5M, muối thu có khối lượng A 14,2 gam B 15,8 gam C 16,4 gam D 11, 9 gam Hướng dẫn giải: Đáp án A n NaOH = 0,2mol;n H3PO4 = 0,1mol Nhận thấy: n NaOH =