Bài 10: Photpho

Video 1: Giới thiệu về Phopho

- Cấu hình e: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³.

- Ví trí: Z = 15, chu kì 3, nhóm VA

- Hoá trị có thể  có của P: 5 và 3

Hình 1: P trắng và P đỏ

- P trắng:

+ Trạng thái - màu sắc: Chất rắn, trong suốt, màu trắng hoặc hơi vàng

+ Tính tan: Không tan trong nước

+ Tính độc - Tính bền: Không độc - Bền ở điều kiện thường

+ Tính phát quang: Phát quang màu lục nhạt trong bóng tối

- P đỏ:

+ Trạng thái - màu sắc: Chất bột, màu đỏ

+ Tính tan: Không tan trong các dung môi thường

+ Tính độc - Tính bền: Rất độc, gây bỏng nặng khi rơi vào da - Không bền, dễ bốc cháy trong không khí

+ Tính phát quang: Không phát quang trong bóng tối

 

Hình 2: Sơ đồ chuyển hóa giữa Photpho trắng và Photpho đỏ

3.1. Tính oxi hoá

P + 3Na → Na₃P

2P + 3Ca → Ca₃P₂ (canxi photphua)

2P + 3Zn → Zn₃P₂ (Kẽm photphua)

3.2. Tính khử

- Khi tác dụng với phi kim hoạt động và những chất oxi hoá mạnh.

- Với oxi:

5O₂ (dư) + 4P → 2P₂O₅ (Điphotpho pentaoxit)

3O₂ (thiếu) + 4P → 2P₂O₃ (Điphotpho trioxit)

Video 2: Phản ứng giữa Photpho và Oxi

-  Với clo:

5Cl₂ (dư) +2P → 2PCl₅ (photpho pentaclorua)

3Cl₂ (thiếu) + 2P → 2PCl₃ (photpho triclorua)

- Với hợp chất: P + 5HNO_{3 đ,n} → H₃PO₄ + 5NO₂ + H₂O

Hình 3: Ứng dụng của photpho

Hình 4: Hai khoáng vật chính của photpho

- Trong công nghiệp, photpho đỏ được sản xuất bằng cách nung hỗn hợp quặng photphorit (hoặc apatit), cát và than cốc ở 1200⁰C trong lò điện.

Ca₃(PO₄)₂ + 3 SiO₂ + 5C → 5CO +  2P_hơi + 3CaSiO₃

- Lào Cai là một trong những tỉnh giàu tài nguyên khoáng sản nhất Việt Nam với 35 loại khoáng sản khác nhau. Trong đó có nhiều loại khoáng sản như apatít, đồng, sắt, graphít, nguyên liệu cho gốm, sứ, thuỷ tinh,… với trữ lượng lớn nhất cả nước. 

Hình 5: Sơ đồ tư duy bài Photpho

Bài 1:

Chọn một phương án đúng để điền cụm từ vào chỗ trống khi so sánh tính chất vật lí của P trắng và P đỏ sau: 

- P trắng: 

+ Trạng thái, màu sắc: ...

+ Cấu trúc phân tử: ...

+ Tính tan: ...

+ Tính độc: ...

+ Tính bền: ...

+ Khả năng phát quang: ...

- P đỏ: 

+ Trạng thái, màu sắc: ...

+ Cấu trúc phân tử: ...

+ Tính tan: ...

+ Tính độc: ...

+ Tính bền: ...

+ Khả năng phát quang: ...

(1) chất rắn, trong suốt, màu trắng hoặc vàng nhạt

(2) cấu trúc polime (P_n)

(3) không tan trong nước, tan trong dung môi hữu cơ

(4) chất bột, màu đỏ

(5) phát quang màu lục nhạt trong bóng tối

(6) không độc

(7) không tan trong các dung môi thông thường

(8) bền ở nhiệt độ thường.

(9) không phát quang trong bóng tối

(10) không bền.

(11) rất độc, gây bỏng nặng khi rơi vào da. 

(12) cấu trúc mạng tinh thể ptử (P₄)

Hướng dẫn:

- P trắng: 

+ Trạng thái, màu sắc: (1)

+ Cấu trúc phân tử: (12)

+ Tính tan: (3)

+ Tính độc: (11)

+ Tính bền: (10)

+ Khả năng phát quang: (5)

- P đỏ: 

+ Trạng thái, màu sắc: (4)

+ Cấu trúc phân tử: (2)

+ Tính tan: (7)

+ Tính độc: (6)

+ Tính bền: (8) 

+ Khả năng phát quang: (9)

Bài 2:

Giải thích tại sao ở điều kiện thường photpho hoạt động hơn nitơ mặc dù độ âm điện của photpho (2,19) nhỏ hơn độ âm điện của nitơ (3,04)?

Hướng dẫn:

Liên kết trong phân tử photpho là liên kết đơn, kém bền vững hơn liên kết ba trong phân tử nitơ. Vì vậy ở điều kiện thường photpho hoạt động hơn nitơ.

Bài 3:

Dựa vào khả năng bốc cháy khác nhau của photpho trắng và photpho đỏ, cho biết dạng thù hình nào của photpho hoạt động mạnh hơn?

Hướng dẫn:

P trắng hoạt động hóa học mạnh hơn P đỏ.

Bài 4:

Cho các chất sau: Ca₃P₂, P, P₂O₃, PCl₅, H₃PO₄.

Hãy xác định số oxi hóa của P.

Cho biết các số oxi hoá có thể có của photpho trong hợp chất. Từ đó dự đoán tính chất hoá học của photpho?    

Hướng dẫn:

Số oxi hóa của P ở các chất Ca₃P₂, P, P₂O₃, PCl₅, H₃PO⁴ lần lượt là: (-3), (0), (+3), (+5), (+5)

Bài 5:

Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau: Với D là hợp chất của Photpho

Hướng dẫn:

Các phương trình phản ứng như sau:

Ca₃(PO₄)₂ + 3SiO₂ + 5C →  3CaSiO₃ + 2P + 5CO

2P    +   3Ca   →  Ca₃P₂

Ca₃P₂   +   6HCl   →   3CaCl₂  +   2PH₃

2PH₃     +    4O₂   →  P₂O₅ + 3H₂O

Vậy A là Phopho, B là  Ca3P2, C là PH3, D là  P2O5 

Bài 6:

Nhận định nào đúng, nhận định nào sai trong các nhận định sau? 

1. P ở ô thứ 15, chu kì 3, nhóm VA

2. Bảo quản P trắng bằng cách đậy kín trong lọ có không khí

3. P đỏ hoạt động mạnh hơn P trắng

4. Trong hợp chất, P có số oxi hóa: -3, +3 và +5

5. P chỉ thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với oxi

6. P đỏ phát quang màu lục nhạt trong bóng tối

Hướng dẫn:

1. Đúng

2. Sai

3. Sai

4. Đúng

5. Sai

6. Sai

Video 1: Giới thiệu về Phopho

- Cấu hình e: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³.

- Ví trí: Z = 15, chu kì 3, nhóm VA

- Hoá trị có thể  có của P: 5 và 3

Hình 1: P trắng và P đỏ

- P trắng:

+ Trạng thái - màu sắc: Chất rắn, trong suốt, màu trắng hoặc hơi vàng

+ Tính tan: Không tan trong nước

+ Tính độc - Tính bền: Không độc - Bền ở điều kiện thường

+ Tính phát quang: Phát quang màu lục nhạt trong bóng tối

- P đỏ:

+ Trạng thái - màu sắc: Chất bột, màu đỏ

+ Tính tan: Không tan trong các dung môi thường

+ Tính độc - Tính bền: Rất độc, gây bỏng nặng khi rơi vào da - Không bền, dễ bốc cháy trong không khí

+ Tính phát quang: Không phát quang trong bóng tối

 

Hình 2: Sơ đồ chuyển hóa giữa Photpho trắng và Photpho đỏ

3.1. Tính oxi hoá

P + 3Na → Na₃P

2P + 3Ca → Ca₃P₂ (canxi photphua)

2P + 3Zn → Zn₃P₂ (Kẽm photphua)

3.2. Tính khử

- Khi tác dụng với phi kim hoạt động và những chất oxi hoá mạnh.

- Với oxi:

5O₂ (dư) + 4P → 2P₂O₅ (Điphotpho pentaoxit)

3O₂ (thiếu) + 4P → 2P₂O₃ (Điphotpho trioxit)

Video 2: Phản ứng giữa Photpho và Oxi

-  Với clo:

5Cl₂ (dư) +2P → 2PCl₅ (photpho pentaclorua)

3Cl₂ (thiếu) + 2P → 2PCl₃ (photpho triclorua)

- Với hợp chất: P + 5HNO_{3 đ,n} → H₃PO₄ + 5NO₂ + H₂O

Hình 3: Ứng dụng của photpho

Hình 4: Hai khoáng vật chính của photpho

- Trong công nghiệp, photpho đỏ được sản xuất bằng cách nung hỗn hợp quặng photphorit (hoặc apatit), cát và than cốc ở 1200⁰C trong lò điện.

Ca₃(PO₄)₂ + 3 SiO₂ + 5C → 5CO +  2P_hơi + 3CaSiO₃

- Lào Cai là một trong những tỉnh giàu tài nguyên khoáng sản nhất Việt Nam với 35 loại khoáng sản khác nhau. Trong đó có nhiều loại khoáng sản như apatít, đồng, sắt, graphít, nguyên liệu cho gốm, sứ, thuỷ tinh,… với trữ lượng lớn nhất cả nước. 

Hình 5: Sơ đồ tư duy bài Photpho

Bài 1:

Chọn một phương án đúng để điền cụm từ vào chỗ trống khi so sánh tính chất vật lí của P trắng và P đỏ sau: 

- P trắng: 

+ Trạng thái, màu sắc: ...

+ Cấu trúc phân tử: ...

+ Tính tan: ...

+ Tính độc: ...

+ Tính bền: ...

+ Khả năng phát quang: ...

- P đỏ: 

+ Trạng thái, màu sắc: ...

+ Cấu trúc phân tử: ...

+ Tính tan: ...

+ Tính độc: ...

+ Tính bền: ...

+ Khả năng phát quang: ...

(1) chất rắn, trong suốt, màu trắng hoặc vàng nhạt

(2) cấu trúc polime (P_n)

(3) không tan trong nước, tan trong dung môi hữu cơ

(4) chất bột, màu đỏ

(5) phát quang màu lục nhạt trong bóng tối

(6) không độc

(7) không tan trong các dung môi thông thường

(8) bền ở nhiệt độ thường.

(9) không phát quang trong bóng tối

(10) không bền.

(11) rất độc, gây bỏng nặng khi rơi vào da. 

(12) cấu trúc mạng tinh thể ptử (P₄)

Hướng dẫn:

- P trắng: 

+ Trạng thái, màu sắc: (1)

+ Cấu trúc phân tử: (12)

+ Tính tan: (3)

+ Tính độc: (11)

+ Tính bền: (10)

+ Khả năng phát quang: (5)

- P đỏ: 

+ Trạng thái, màu sắc: (4)

+ Cấu trúc phân tử: (2)

+ Tính tan: (7)

+ Tính độc: (6)

+ Tính bền: (8) 

+ Khả năng phát quang: (9)

Bài 2:

Giải thích tại sao ở điều kiện thường photpho hoạt động hơn nitơ mặc dù độ âm điện của photpho (2,19) nhỏ hơn độ âm điện của nitơ (3,04)?

Hướng dẫn:

Liên kết trong phân tử photpho là liên kết đơn, kém bền vững hơn liên kết ba trong phân tử nitơ. Vì vậy ở điều kiện thường photpho hoạt động hơn nitơ.

Bài 3:

Dựa vào khả năng bốc cháy khác nhau của photpho trắng và photpho đỏ, cho biết dạng thù hình nào của photpho hoạt động mạnh hơn?

Hướng dẫn:

P trắng hoạt động hóa học mạnh hơn P đỏ.

Bài 4:

Cho các chất sau: Ca₃P₂, P, P₂O₃, PCl₅, H₃PO₄.

Hãy xác định số oxi hóa của P.

Cho biết các số oxi hoá có thể có của photpho trong hợp chất. Từ đó dự đoán tính chất hoá học của photpho?    

Hướng dẫn:

Số oxi hóa của P ở các chất Ca₃P₂, P, P₂O₃, PCl₅, H₃PO⁴ lần lượt là: (-3), (0), (+3), (+5), (+5)

Bài 5:

Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau: Với D là hợp chất của Photpho

Hướng dẫn:

Các phương trình phản ứng như sau:

Ca₃(PO₄)₂ + 3SiO₂ + 5C →  3CaSiO₃ + 2P + 5CO

2P    +   3Ca   →  Ca₃P₂

Ca₃P₂   +   6HCl   →   3CaCl₂  +   2PH₃

2PH₃     +    4O₂   →  P₂O₅ + 3H₂O

Vậy A là Phopho, B là  Ca3P2, C là PH3, D là  P2O5 

Bài 6:

Nhận định nào đúng, nhận định nào sai trong các nhận định sau? 

1. P ở ô thứ 15, chu kì 3, nhóm VA

2. Bảo quản P trắng bằng cách đậy kín trong lọ có không khí

3. P đỏ hoạt động mạnh hơn P trắng

4. Trong hợp chất, P có số oxi hóa: -3, +3 và +5

5. P chỉ thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với oxi

6. P đỏ phát quang màu lục nhạt trong bóng tối

Hướng dẫn:

1. Đúng

2. Sai

3. Sai

4. Đúng

5. Sai

6. Sai