Bài 11. Axit photphoric và muối photphat

Giáo án hóa học lớp 11 nâng cao - Bài 15: AXÍT PHOTPHORIC VÀ MUỐI PHOTPHAT . I. MỤC TIÊU : 1. Kiến thức : - Biết cấu tạo phân tử của axít photphoric . - Biết tính chất vật lý , hóa học của axít photphoric . - Biết tính chất và nhận biết muối photphat . - Biết ứng dụng và điều chế axít photphoric . 2. Kỹ năng : Vận dụng kiến thức về axít photphoric và muối photphat để giải các bài tập 3. Trọng tâm : Biết cấu tạo phân tử , tính chất vật lý và hóa học của axít photphoric , tính chất của các muối photphat . - Biết những ứng dụng và phương pháp điều chế axít photphoric II. PHƯƠNG PHÁP : Trực quan – đàm thoại – nêu vấn đề . III. CHUẨN BỊ : * Hóa chất : H 2 SO 4đặc , Dung dịch AgNO 3 , d 2 Na 3 PO 4 , d 2 KNO 3 . * Dụng cụ : ống nghiệm . IV. THIẾT KẾ CÁC HOẠT ĐỘNG : 1. Kiểm tra : - So sánh cấu tạo và tính chất lí hóa học của P trắng và P đỏ ? - Nêu tính chất hóa học của P ? cho ví dụ minh hoạ ? 2. Bài mới : Hoạt động 1 : vào bài H 3 PO 4 có tính chất gì giống và khác HNO 3 ? để biết điều đó ta nghiên cứu bài mới . I .AXIT PHOTPHORIC : Hoạt động 2: 1 . Cấu tạo phân tử : - Viết CTCT của H 3 PO 4 ? - Bản chất lk giữa các nguyên tử trong phân tử là gì ? Xác định số oxi hóa của P ? HS nghiên cứu lần lượt trả lời ? HS quan sát trả lời : H – O H – O – P = O H – O Hay H – O H – O – P  O H – O Photpho có hóa trị V và số oxihóa +5 . Hoạt động 3 : 2 . Tính chất vật lý : Cho HS quan sát lọ axít H 3 PO 4 , nhận xét và cho biết tính chất của axit ? - Là chất rắn , trong suốt không màu , háo nước tan nhiều trong nước . - Không bay hơi , không độc , t 0 = 42,3 0 C . - Dung dịch đặc sánh , có nồng độ 80% . GV bổ sung : Tan trong nước do sự tạo thành lk hiđro với nước . Hoạt động 4 : 3 .Tính chất hóa học : - Dựa vào số oxihóa của P có thể dự đoán tính chất hóa học của axit H 3 PO 4 ? a. Tính oxihóa – khử : Axít H 3 PO 4 không có tính oxihóa như axít nitric vì photpho ở mức oxihóa +5 bền hơn - GV: nhận xét , giải thích ; H 3 PO 4 không có tính oxihóa vì trạng thái oxihóa +5 khá bền b. Tác dụng bởi nhiệt : H 3 PO 4 dễ bị mất nước : 200 – 250 0 C 400 – 500 0 C H 3 PO 4  H 4 P 2 O 7  HPO 3 photphoric +H 2 O iphotphoric +H 2 O metaphotphoric c. Tính axít : - Axít H 3 PO 4 là axít ba lần axít ,có độ mạnh trung bình : - Viết phương trình điện ly của H 3 PO 4 ? HS viết phương trình điện ly theo 3 nấc : H 3 PO 4 ˆ ˆ † ‡ ˆ ˆ H + + H 2 PO 4 - K 1 =7,6.10 -3 H 2 PO 4 - ˆ ˆ † ‡ ˆ ˆ H + + HPO 4 2- K 1 = 6,2.10 -3 HPO 4 2- ˆ ˆ † ‡ ˆ ˆ H + + PO 4 3- K 1 = 4,4.10 -3 - Dung dịch H 3 PO 4 có những tính chất chung của axít : VD : Tác dụng với oxit bazơ hoặc bazơ H 3 PO 4 + NaOH  NaH 2 PO 4 + H 2 O H 3 PO 4 +2NaOH Na 2 HPO + 2H 2 O H 3 PO 4 + 3NaOH  Na 3 PO 4 + 3H 2 O - Trong dung dịch H 3 PO 4 tồn tại các ion gì ? - Gồm các ion : H + , H 2 PO 4 - , HPO 4 2- ,PO 4 3- - Cho 2 nhóm HS viết phương trình giữa axít và oxit bazơ , bazơ ? - Xét tỉ n bazơ /n axit = x như thế nào tạo ra muối axít , trung hòa hoặc hỗn hợp các muối ?  GV nhận xét * x < 1: NaH 2 PO 4 dư axít. * x = 1: NaH 2 PO 4 * 1 < x < 2 : NaH 2 PO 4 và Na 2 HPO 4 * x = 2 : Na 2 HPO 4 * 2 < x < 3 : Na 2 HPO 4 và Na 3 PO 4 * x = 3 : Na 3 PO 4 * x > 3 : Na 3 PO 4 dư bazơ 4 . Điều chế và ứng dụng :- H 3 PO 4 được điều chế như thế nào ? a. Trong phòng thí nghiệm : Dùng HNO 3 30% oxihóa P : 3P+5HNO 3 +2H 2 O→3H 3 PO 4 +5NO b. Trong công nghiệp : - Phương pháp chiết : Cho H 2 SO 4 đặc tác dụng với quặng photphorit hoặc quặng apatit : Ca 3 (PO 4 ) 2 +3H 2 SO 4 →3CaSO 4 ↓ +2H 3 PO 4 - Phương pháp nhiệt : Điều chế H 3 PO 4 tinh khiết hơn : 4P + 5O 2 → 2P 2 O 5 . P 2 O 5 +3H 2 O → 2H 3 PO 4 . Ngoài ra còn có thể thủy phân dẫn xuất KIỂM TRA BÀI CŨ Câu 1: Nêu điểm khác tính chất vật lí P trắng P đỏ? - Màu sắc: trắng vàng -Trạng thái: rắn -Cấu tạo phân tử: P4 -Bền: không bền - Phát quang màu lục0 Ptrắng - Đỏ - Bột -Pn -Bền - Không phát quang 250 C t0 , hơi, làm lạnh Pđỏ Câu 2: Viết phương trình phản ứng minh họa tính chất hóa học P? A AXIT PHOTPHORIC I CẤU TẠO PHÂN TỬ H O H O H O P O - Trong hợp chất H3PO4, P có số oxi hóa cao +5 II TÍNH CHẤT VẬT LÍ -Trạng thái: Rắn, dạng tinh thể -Màu sắc: Trong suốt, không màu -Độ tan: Tan tốt nước, háo nước dễ b chảy rữa III TÍNH CHẤT HÓA HỌC Khả phân li Axit nấc H+ + H2PO4- -Nấc 1: H3PO4 -Nấc 2: H2PO4- H+ + HPO42- -Nấc 3: H2PO4 H+ + PO43- 2- Nhận xét: Trong dung dịch axit H3PO4 tồn tạ phân tử H3PO4 ion H2PO4- , ion HPO42- , ion PO43-, H+ Tác dụng với bazơ NaOH + H3PO4  NaH2PO4 + H2O 1 (Natri đihiđrophotphat) 2NaOH + H3PO4  Na2HPO4 + 2H2O (Natri hidrophotphat) 3NaOH + H3PO4  Na3PO4 + 3H2O (Natri photphat) Chú ý:- Tùy theo tỉ lệ mol H3PO4 kiềm mà tạo nên sản phẩm muối khác - H3PO4 tính oxi hóa HNO3 3- IV ĐIỀU CHẾ Trong phòng thí nghiệm (SGK) Trong công nghiệp - Phương pháp chiết: Cho H2SO4đ tác dụng với quặng photphorit apatit Ca3(PO4)2 + 3H2SO4đ 2 H3PO4 + 3CaSO4 - Phương pháp nhiệt: điều chế từ P 4P + 5O2  2P2O5 P2O5 + 3H2O  2H3PO4 B MUỐI PHOTPHAT Có loại muối - Muối đihidrophotphat: NaH2PO4 , NH4H2PO4… - Muối hidrophotphat: Na2HPO4,(NH4)2HPO4… - Muối photphat: Na3PO4, (NH4)3PO4… 1.Tính tan: Na3PO4, K3PO4, (NH4)3PO4 tan, lại không tan Nhận biết ion PO43-Thuốc thử: dung dịch AgNO - Hiện3tượng: xuất kết tủa màu vàng - Phương trình: 3Ag+ + PO43-  Ag3PO4 vàng CỦNG CỐ Câu 1: Phân biệt dung dịch sau: Na3PO4, NaNO3 NaCl Câu 2: Cho 0,025 mol H3PO4 phản ứng với 0,05 mol NaOH Muối tạo thành sau phản ứng có khối lượng bao nhiêu? Đ/s: Na2HPO4 , 3,55 g BÀI TẬP VỀ NHÀ 1, 3, 4, - SGK Bệnh còi xương và loãng xương Vitamin D Các dạng bài toán kiềm tác dụng với P2O5 / H3PO4  CÁC THÀNH VIÊN TRONG NHÓM 1. Đỗ Hoàng Anh 2. Nguyễn Hoàng Gia Bảo 3. Trần Ngọc Bảo 4. Lại Hợp Dũng 5. Diệp Gia Hân 6. Võ Phan Minh Hiếu 7. Phạm Quang Huy 8. Phương Minh Trí Loãng xương   !"# $%&'(! )!*%&#+ BIỂU HIỆN Một số triệu chứng lâm sàng - Đau xương - Đau cột sống do xẹp các đốt sống - Đau cột sống mạn tính do rối loạn tư thế cột sống - Gãy xương - Hội chứng kích thích thần kinh Kiến thức trọng tâm giải 1,2 trang 53; 3,4,5 trang 54 SGK Hóa lớp 11: Axit photphoric muối photphat – Chương A Tóm tắt lý thuyết Axit photphoric muối photphat Photpho có độ âm điện nhỏ nên mức oxi hóa +5 nên H3PO4 khó bị khử, tính oxi hóa axit HNO3 Axit photphoric chất tinh thể, suốt, không màu, háo nước, tan tốt nước – Axit H3PO4 axit ba nấc, có độ mạnh trung bình Trong dung dịch điện li yếu theo ba nấc (chủ yếu phân li theo nấc 1, nấc nấc yếu) – Dung dịch H3PO4 có tính chất chung axit, làm đổi màu quỳ tím thành đỏ, tác dụng với oxit bazơ, bazơ, muối, kim loại có tính khử mạnh H,… Khi tác dụng với oxit bazơ bazơ, tùy theo lượng chất tác dụng mà axit photphoric tạo muối trung hòa, muối axit hỗn hợp muối – Trong phòng thí nghiệm, axit photphoric điều chế cách dùng HNO3 đặc oxi hóa photpho: P + 5HNO3 → H3PO4 + 5NO2 + H2O – Trong công nghiệp: điều chế từ quặng photphorit quạng apatit axit H2SO4: Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 (đặc) → 3CaSO4 + 2H3SO4 – Để điều chế H3PO4 có độ tinh khiết nồng độ cao hơn, người ta đốt cháy photpho để P2O5, cho P2O5 tác dunngj với nước 4P + 5O2 → t0 2P2O5; P2O5 + 3H2O → 2H3PO4 Một lượng lớn axit photphoric sản xuất dùng để điều chế muối photphat để sản xuẩ phân lân Muối photphat muối axit photphoric Axit photphoric tạo ba loại muối: muối photphat trung hòa hai muối photphat axit Tất muối đihiđrophotphat tan nước Các muối hiđrophotphat photphat trung hòa có muối natri, kali, amoni dễ tan, muối kim loại khác không tan tan nước Các muối photphat tan bị thủy phân cho môi trường kiềm: PO43- + H2O ⇔ HPO42- + OH– Thuốc thử để nhận biết ion PO43- dung dịch muối photphat bạc nitrat Viết phương trình hóa học minh họa cho tính chất hóa học axit H3PO4 muối photphat Giải tập tính khối lượng H3PO4 sản xuất được, % khối lượng muối photphat hỗn hợp số tập tổng hợp có nội dung liên quan Bài trước: Giải 1,2,3,4,5 trang 49,50 SGK Hóa 11: Photpho B Giải tập SGK Hóa lớp 11 trang 53, 54 Bài (SGK trang 53 Hóa 11) Viết phương trình hóa học dạng phân tử dạng ion rút gọn phản ứng H3PO4 với lượng dư của: a) BaO b) Ca(OH)2 c) K2CO3 Hướng dẫn giải 1: Do chất a) BaO, b) Ca(OH)2, c) K2CO3 lấy dư nên tác dụng với H3PO4 muối tạo thành muối photphat trung hòa: a) 3BaO + 2H3PO4 → Ba3(PO4)2 + 3H2O b) 3Ca(OH)2 + 2H3PO4 → Ca3(PO4)2 + 6H2O c) 3K2CO3 + 2H3PO4 → 2K3PO4 + 3CO2 + 3H2O Bài (SGK trang 53 Hóa 11) Nêu điểm giống khác tính chất hóa học axit nitric axit photphoric Dẫn phản ứng hóa học để minh họa Hướng dẫn giải 2: • Giống: Trong dung dịch nước điện li ion H+ Đều tác dụng với kim loại, oxit bazơ, bazơ, muối Ví dụ: Na2O + 2HNO3 → 2NaNO3 + H2O 3Na2O + 2H3PO4 → 2Na3PO4 + 3H2O • Khác: HNO3 có tính oxi hóa; H3PO4 tính oxi hóa Ví dụ: C + 4HNO3 → CO2 + 4NO2 + 2H2O Bài (SGK trang 54 Hóa 11) Phương trình điện li tổng cộng H3PO4 dung dịch là: H3PO4 ⇔ 3H+ + PO43Khi thêm HCl vào dung dịch, A Cân chuyển dịch theo chiều thuận B Cân chuyển dịch theo chiều nghịch C Cân không bị chuyển dịch D Nồng độ PO43- tăng lên Hướng dẫn giải 3: Chọn B Theo nguyên lí chuyển dich cân bằng: cân chuyển dịch theo hướng làm giảm tác động vào hệ Do thêm H+ vào dung dịch, cân chuyển dịch theo chiều nghịch tạo thành H3PO4 Bài (SGK trang 54 Hóa 11) Lập phương trình hóa học sau đây: a) H3PO4 + K2HPO4 → mol mol b) H3PO4 + Ca(OH)2 → mol mol c) H3PO4 + Ca(OH)2 → mol mol d) H3PO4 + Ca(OH)2 → mol mol Hướng dẫn giải 4: Căn vào tỉ lệ mol để viết sản phẩm tạo thành cân pthh: a) H3PO4 + K2HPO4 → 2KH2PO4 mol mol b) H3PO4 + Ca(OH)2 → CaHPO4 + 2H2O mol mol c) H3PO4 + Ca(OH)2 → Ca(H2PO4)2 + 2H2O mol mol d) H3PO4 + Ca(OH)2 → Ca3(PO4)2 + KIỂM TRA BÀI CŨ - Nêu tính chất hóa học Photpho? - Viết phương trình hóa học minh họa? - Gọi tên chất sản phẩm? ĐÁP ÁN Tính chất hóa học photpho: -Tính oxi hóa: + Tác dụng với Kim loại hoạt động -3 t → Ca3P2 ( Canxi photphua) 2P + 3Ca  -Tính khử: + Tác dụng với khí Oxi Thiếu O2: 2P + 3O2 Dư O2: 2P + 5O2 +3  →2P O ( điphotpho trioxit) t0 t  → +5 2P2O5 ( điphotpho pentaoxit) P2O5 + 3H2O H3PO4 Axit photphoric BÀI 11: AXIT PHOTPHORIC VÀ MUỐI PHOTPHAT A AXIT PHOTPHORIC I CẤU TẠO PHÂN TỬ II TÍNH CHẤT VẬT LÍ III TÍNH CHẤT HÓA HỌC IV ĐIỀU CHẾ V ỨNG DỤNG B MUỐI PHOTPHAT I TÍNH TAN II NHẬN BIẾT ION PHOTPHAT BÀI 11: AXIT PHOTPHORIC VÀ MUỐI PHOTPHAT A AXIT PHOTPHORIC I CẤU TẠO PHÂN TỬ - Công thức phân tử: H3PO4 : H :O : - Công thức electron: : - Công thức cấu tạo: H–O +5 H–O–P=O H–O : : : : H :O: P ::O: : H : O: BÀI 11: AXIT PHOTPHORIC VÀ MUỐI PHOTPHAT A AXIT PHOTPHORIC II TÍNH CHẤT VẬT LÍ Axit photphoric: -Trạng thái: Tinh thể - Màu sắc: Trong suốt Mẫu axit photphoric - Tính tan nước: Tan nước theo tỉ lệ - Nhiệt độ nóng chảy: 42,5 0C axit photphoric đặc BÀI 11: AXIT PHOTPHORIC VÀ MUỐI PHOTPHAT A AXIT PHOTPHORIC III TÍNH CHẤT HÓA HỌC Trong dung dịch nước, H3PO4 phân li: nấc +  → H + H PO (ion đihiđrophotphat) ¬   → H+   Nấc 2: H2PO4- ¬ + HPO42 – (ion hiđrophotphat)  →  2- ¬ Nấc 3: HPO4 H+ + PO43 – (ion photphat) Axit photphoric axit: nấc Nấc 1: H3PO4 có độ mạnh trung bình Trong dung dịch axit photphoric gồm: + 2H , H PO , HPO , PO43 – H3PO4 không phân li 4 H+ -3 +5 +3 H–O H–O–P=O H–O +5 +5 PO43 - Không có tính oxi hóa Tính axit - Làm quỳ tím hóa đỏ: dùng nhận biết - Tác dụng với kim loại (đứng trước H) muối - Tác dụng với oxit bazơ Muối + - Tác dụng với bazơ (dd kiềm) Muối + - Tác dung với muối + H2 ↑ H 2O H 2O axit + muối BÀI 11: AXIT PHOTPHORIC VÀ MUỐI PHOTPHAT III TÍNH CHẤT HÓA HỌC Trong dung dịch nước, H3PO4 phân li: nấc Tính axit a Làm quỳ tím hóa đỏ: dùng nhận biết b Tác dụng với kim loại (đứng trước H) muối c Tác dụng với oxit bazơ Muối + d Tác dụng với bazơ (dd kiềm) Muối + e Tác dụng với muối + H2 ↑ H 2O H 2O axit + muối Tính axit Tác dụng với bazơ (dung dịch kiềm) H3PO4 + muối H 2O NaOH H2PO4 - H3PO4 + HPO4 PO4 Na+ NaH2PO4 Na2HPO4 Muối Na3PO4 3- H3PO4 + NaOH NaH2PO4 + H2O (1) H3PO4 + 2NaOH Na2HPO4 + 2H2O (2) H3PO4 + 3NaOH Na3PO4 + 3H2O (3) H3PO4 + NaOH NaH 2PO4 + H2O (1) H3PO4 + 2NaOH Na2HPO4 + 2H2O (2) H3PO4 + 3NaOH Na3PO4 + 3H2O (3) * Để biết phương trình xảy cho sản phẩm ta lập tỉ lệ mol: T= n NaOH n H3 PO4 (T>0) Bảng thống kê T PTHH Sản phẩm TNHIỆT LIỆT CHÀO MỪNG CÁC THẦY CÔ GIÁO CÙNG TOÀN THỂ HỌC SINH THAM DỰ TIẾT HỌC Câu 1: Câu 2: Là loại quặng có Câuchất 3: Tính nhiều Câu 4: củachất Tính miền Bắc Phôtpho Câu 5: Đặc điểm nước ta, tác Phôtpho Câu 6: Đặc điểm nguyên dụng với tác Phôtpho cấu tạo Câu 7: Vị trí liệu đơn dụng với trắng cần Phôtpho đỏ Câu 8: nguyên tố để sản xuất Muốn đọc chất mà cáccho đơn lưu ý làm Phôtpho photpho? Nguyên tố ngoại ngữ nguyên tử chất mà tiếp xúc có tính bền bảng mệnh tốt cóvới độnó? âm nguyên tử HTTH? danh người điện lớn có độ âm phôtpho “nguyên tố địa phải điện bé trắng? sống tậpsự ? (O2,Cl2, ) (KL ) tư duy” ? T I T X I H Ó T Đ Ộ C P O L I M N H Ó M V A P H Á T Â M H O T P H O R P A P A K H Ử O Ấ A E Tiết 23: BÀI 15 AXIT PHOTPHORIC VÀ MUỐI PHOTPHAT III TÍNH CHẤT HÓA HỌC H3PO4 ⇆ H+ + H2PO4- K1 = 7,6.10-3 Đihidrophotphat H2PO4- ⇆ H+ + HPO42- K2 = 6,2.10-8 Hidrophotphat HPO42- ⇆ H+ + PO43- K3 = 4,4.10- Nấc 1: Nấc 2: Nấc 3: 13 Photphat H3PO4 axit ba nấc, có độ mạnh trung bình, có tính chất chung axit  K1 >> K2 >> K3 dung dịch tồn dạng phân tử H3PO4 ; H2PO4- ; HPO42- ; PO43 P axit có số oxi hóa +5 cao bền tính oxi hóa HNO3 Câu hỏi suy nghĩ 1: Cho 250ml dung dịch NaOH 1M vào 100ml dung dịch chứa dung dịch H3PO4 1M, dung dịch sau phản ứng chứa? A.Na2HPO4 B.NaH2PO4 Na2HPO4 C.Na3PO4 Na2HPO4 D Na3PO4 Câu hỏi suy nghĩ 2: Axit H3PO4 HNO3 phản ứng với nhóm chất sau đây? A.Cu, S, CuSO4, NH3, Na2O B.KOH, S, CuSO4, NH3, Na2O C.KOH, Na2S, Na2CO3, NH3, Na2O D KOH, S, Na2CO3, NH3, Na2O a b - - IV ĐIỀU CHẾ - ỨNG DỤNG Điều chế Trong phòng thí nghiệm Trong công nghiệp Phương pháp sunfat Phương pháp điều chế axit photphoric nguyên chất Ứng dụng Thuốc trừ sâu Dược phẩm Phân bón B MUỐI PHOTPHAT PHÂN LOẠI Muối trung hòa M3 (PO4 ) n (Photphat) M (HPO ) n (Hidrophotphat) M(H PO ) n (Đihidrophotphat) Muối axit TÍNH CHẤT CỦA MUỐI PHOTPHAT H2PO4- HPO42- PO43- Na+ t * Tính tan K+ t * Phản ứng thủy phân t NH4+ Ba2+ t Ca2+ t t t t k k t t t k k Mg2+ Al3+ Fe2+ Fe3+ Cu2+ Ag+ k k k k k k k k k k k k t t t t t t CÁCH NHẬN BIẾT ION PHOTPHAT 3Ag + + PO34− → Ag3PO ↓ (Vàng ) Ví dụ 1: Bằng phương pháp hóa học em phân biệt dung dịch nhãn sau: NaCl, KNO3 , Na3PO4 Ví dụ 2: Cho dung dịch chứa 11,76g H3PO4 vào dung dịch chứa 16,8g KOH Tính khối lượng muối thu sau phản ứng XIN CHÂN THÀNH CÁM ƠN CÁC THẦY CÔ GIÁO CÙNG TOÀN THỂ CÁC EM HỌC SINH THAM DỰ TẾT HỌC  ... 5O2  2P2O5 P2O5 + 3H2O  2H3PO4 B MUỐI PHOTPHAT Có loại muối - Muối đihidrophotphat: NaH2PO4 , NH4H2PO4… - Muối hidrophotphat: Na2HPO4,(NH4)2HPO4… - Muối photphat: Na3PO4, (NH4)3PO4… 1.Tính... (Natri đihiđrophotphat) 2NaOH + H3PO4  Na2HPO4 + 2H2O (Natri hidrophotphat) 3NaOH + H3PO4  Na3PO4 + 3H2O (Natri photphat) Chú ý:- Tùy theo tỉ lệ mol H3PO4 kiềm mà tạo nên sản phẩm muối khác -... xuất kết tủa màu vàng - Phương trình: 3Ag+ + PO43-  Ag3PO4 vàng CỦNG CỐ Câu 1: Phân biệt dung dịch sau: Na3PO4, NaNO3 NaCl Câu 2: Cho 0,025 mol H3PO4 phản ứng với 0,05 mol NaOH Muối tạo thành