Bài 13: Luyện tập Tính chất của nitơ, photpho và các hợp chất của chúng
1. Đơn chất Photpho
- Cấu hình e: 1s22s22p6 3s23p3
- Độ âm điện: 2,19
- Cấu tạo phân tử: P đỏ và P trắng
→ CTPT : P
- Mức oxi hóa: -3, 0, +3, +5
- Tính chất hóa học:
+ Tính oxi hóa : + KL, H2
+ Tính khử : + O2, Cl2.
+ P trắng hoạt động hơn P đỏ
2. Axit photphoric và muối photphat
- Axit H3PO4:
+ Tính chất vật lí:
- Tinh thể trong suốt, tonc=52,5oC háo nước → dễ chảy rữa, dd H3PO4 không màu.
- Tan trong nước theo bất kì tỉ lệ nào.
+ Tính chất hóa học:
- Axit trung bình, ba nấc có tính chất chung của axit
- Tác dụng với dd kiềm cho 3 loại muối H2PO4-, HPO42-, PO43-
- Không có tính Oxi hóa
+ Nhận biết ion PO43-: Dung dịch AgNO3 → Ag3PO4 ↓ vàng
- Muối photphat:
+ Tính chất vật lí:
- Muối đihiđrophotphat (H2PO4-) tan
- Muối HPO42-, PO43- của kim loại Na, K, NH4+ tan
+ Tính chất hóa học:
- Có đầy đủ tính chất chung của muối
- Khó nhiệt phân
+ Nhận biết ion PO43-: Dung dịch AgNO3 → Ag3PO4 ↓ vàng
3. Amoniac và muối amoni
- Amoniac (NH3):
+ Tính chất hóa học: Tính bazơ yếu, tính khử
+ Điều chế:
N2 + 3H2 ⇔ NH3
NH4+ + OH- → NH3
+ Nhận biết: Dùng quỳ tím ẩm → hóa xanh
- Muối amoni (NH4+):
+ Tính chất hóa học: Tác dụng với kiềm, phản ứng nhiệt phân.
+ Điều chế: NH3 + H+ → NH4+
+ Nhận biết: Dùng dung dịch kiềm → khí làm quỳ ẩm hóa xanh.
4. Axit nitric và axit photphoric
- Axit nitric (HNO3)
+ Axit mạnh có đầy đủ tính chất chung của axit.
+ Chất oxi hóa mạnh:
- Tác dụng với hầu hết kim loại.
- Tác dụng với một số phi kim.
- Tác dụng với nhiều hợp chất có tính khử.
- Axit photphoric (H3PO4):
+ Axit trung bình, ba nấc có tính chất chung của axit
+ Không có tính Oxi hóa
5. Muối nitrat và muối photphat
- Muối nitrat (NO3-):
Phân hủy nhiệt:
- M: K → Ca
M(NO3)n → M(NO2)n+ n/2O2
- M: Mg → Cu
2M(NO3)n → M2On+ 2nNO2+ n/2O2
- M: sau Cu
M(NO3)n → M+ nNO2+ n/2O2
- Muối photphat:
+ Có tính chất chung của muối.
+ Khó bị nhiệt phân.
Bài 1:
Lập các phương trình hoá học sau ở dạng phân tử và ion thu gọn:
a) NH3 + CH3COOH → ...
b) (NH4)3PO4 → H3PO4 + ...
c) Zn(NO3)2 → ...
d) K3PO4 + Ba(NO3)2 → ...
e) Ca(H2PO4)2 + Ca(OH)2 → ... (tỉ lệ 1:1)
Hướng dẫn:
a) NH3 + CH3COOH → CH3COONH4
b) (NH4)3PO4 → H3PO4 + 3NH3
c) Zn(NO3)2 → ZnO + 2NO2 + 1/2O2
d) 2K3PO4 + 3Ba(NO3)2 → Ba3(PO4)2 ↓ + 6KNO3
e) Ca(H2PO4)2 + Ca(OH)2 → 2CaHPO4 + 3H2O (tỉ lệ 1:1)
Bài 2:
Cho 60 gam hỗn hợp Cu và CuO tan hết trong 3 lit dung dịch HNO3 1M, thu được 13,44 lit khí NO(đkc). Tính phần trăm của Cu trong hỗn hợp và tính nồng độ mol của axit trong dung dịch thu được?
Hướng dẫn:
3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O (1)
CuO + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O (2)
\({{n_{Cu}} = \frac{{3.{n_{NO}}}}{2} = \frac{{3.\frac{{13,44}}{{22,4}}}}{2} = 0,9(mol)}\)
\({ \to {m_{Cu}} = 64.0,9 = 57,6g}\)
⇒ \({{n_{HN{O_3}(1)}} = \frac{{0,9.8}}{3} = 2,4mol}\)
⇒ mCuO = 60 - 57,6 = 2,4g
⇒ nCuO = 2,4 : 80 = 0,03 mol
⇒ nHNO3 (2) = 0,03.2 = 0,06 mol
Tổng số mol HNO3 phản ứng = 2,4 + 0,06 = 2,46mol
Số mol HNO3 ban đầu = 3.1 = 3 mol
⇒ Số mol HNO3 còn lại = 3 - 2,46 = 0,54mol
Xem thể tích dung dịch không đổi, nồng độ axit còn lại sau phản ứng:
CM = 0,54 : 3 = 0,18M
Bài 3:
Từ 10m3 hỗn hợp N2 và H2 lấy theo tỉ lệ 1:3 về thể tích, có thể sản suất được bao nhiêu m3 amoniac? Biết rằng hiệu suất chuyển hoá là 95% (các khí đo ở đktc)
Hướng dẫn:
H = 95% ⇒ Thể tích hỗn hợp tham gia tạo sản phẩm:
\({{V_{hh}} = \frac{{10.95}}{{100}} = 9,5({m^3})}\)
Tỉ lệ VN2 : VH2 = 1 : 3 bằng tỉ lệ trong phản ứng
N2 + 3H2 ⇔ 2NH3
\({{V_{{N_2}}} = \frac{{1.9,5}}{4} = 2,375({m^3})}\)
VNH3 = 2.2,375 = 4,75 m3
1. Đơn chất Photpho
- Cấu hình e: 1s22s22p6 3s23p3
- Độ âm điện: 2,19
- Cấu tạo phân tử: P đỏ và P trắng
→ CTPT : P
- Mức oxi hóa: -3, 0, +3, +5
- Tính chất hóa học:
+ Tính oxi hóa : + KL, H2
+ Tính khử : + O2, Cl2.
+ P trắng hoạt động hơn P đỏ
2. Axit photphoric và muối photphat
- Axit H3PO4:
+ Tính chất vật lí:
- Tinh thể trong suốt, tonc=52,5oC háo nước → dễ chảy rữa, dd H3PO4 không màu.
- Tan trong nước theo bất kì tỉ lệ nào.
+ Tính chất hóa học:
- Axit trung bình, ba nấc có tính chất chung của axit
- Tác dụng với dd kiềm cho 3 loại muối H2PO4-, HPO42-, PO43-
- Không có tính Oxi hóa
+ Nhận biết ion PO43-: Dung dịch AgNO3 → Ag3PO4 ↓ vàng
- Muối photphat:
+ Tính chất vật lí:
- Muối đihiđrophotphat (H2PO4-) tan
- Muối HPO42-, PO43- của kim loại Na, K, NH4+ tan
+ Tính chất hóa học:
- Có đầy đủ tính chất chung của muối
- Khó nhiệt phân
+ Nhận biết ion PO43-: Dung dịch AgNO3 → Ag3PO4 ↓ vàng
3. Amoniac và muối amoni
- Amoniac (NH3):
+ Tính chất hóa học: Tính bazơ yếu, tính khử
+ Điều chế:
N2 + 3H2 ⇔ NH3
NH4+ + OH- → NH3
+ Nhận biết: Dùng quỳ tím ẩm → hóa xanh
- Muối amoni (NH4+):
+ Tính chất hóa học: Tác dụng với kiềm, phản ứng nhiệt phân.
+ Điều chế: NH3 + H+ → NH4+
+ Nhận biết: Dùng dung dịch kiềm → khí làm quỳ ẩm hóa xanh.
4. Axit nitric và axit photphoric
- Axit nitric (HNO3)
+ Axit mạnh có đầy đủ tính chất chung của axit.
+ Chất oxi hóa mạnh:
- Tác dụng với hầu hết kim loại.
- Tác dụng với một số phi kim.
- Tác dụng với nhiều hợp chất có tính khử.
- Axit photphoric (H3PO4):
+ Axit trung bình, ba nấc có tính chất chung của axit
+ Không có tính Oxi hóa
5. Muối nitrat và muối photphat
- Muối nitrat (NO3-):
Phân hủy nhiệt:
- M: K → Ca
M(NO3)n → M(NO2)n+ n/2O2
- M: Mg → Cu
2M(NO3)n → M2On+ 2nNO2+ n/2O2
- M: sau Cu
M(NO3)n → M+ nNO2+ n/2O2
- Muối photphat:
+ Có tính chất chung của muối.
+ Khó bị nhiệt phân.
Bài 1:
Lập các phương trình hoá học sau ở dạng phân tử và ion thu gọn:
a) NH3 + CH3COOH → ...
b) (NH4)3PO4 → H3PO4 + ...
c) Zn(NO3)2 → ...
d) K3PO4 + Ba(NO3)2 → ...
e) Ca(H2PO4)2 + Ca(OH)2 → ... (tỉ lệ 1:1)
Hướng dẫn:
a) NH3 + CH3COOH → CH3COONH4
b) (NH4)3PO4 → H3PO4 + 3NH3
c) Zn(NO3)2 → ZnO + 2NO2 + 1/2O2
d) 2K3PO4 + 3Ba(NO3)2 → Ba3(PO4)2 ↓ + 6KNO3
e) Ca(H2PO4)2 + Ca(OH)2 → 2CaHPO4 + 3H2O (tỉ lệ 1:1)
Bài 2:
Cho 60 gam hỗn hợp Cu và CuO tan hết trong 3 lit dung dịch HNO3 1M, thu được 13,44 lit khí NO(đkc). Tính phần trăm của Cu trong hỗn hợp và tính nồng độ mol của axit trong dung dịch thu được?
Hướng dẫn:
3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O (1)
CuO + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O (2)
\({{n_{Cu}} = \frac{{3.{n_{NO}}}}{2} = \frac{{3.\frac{{13,44}}{{22,4}}}}{2} = 0,9(mol)}\)
\({ \to {m_{Cu}} = 64.0,9 = 57,6g}\)
⇒ \({{n_{HN{O_3}(1)}} = \frac{{0,9.8}}{3} = 2,4mol}\)
⇒ mCuO = 60 - 57,6 = 2,4g
⇒ nCuO = 2,4 : 80 = 0,03 mol
⇒ nHNO3 (2) = 0,03.2 = 0,06 mol
Tổng số mol HNO3 phản ứng = 2,4 + 0,06 = 2,46mol
Số mol HNO3 ban đầu = 3.1 = 3 mol
⇒ Số mol HNO3 còn lại = 3 - 2,46 = 0,54mol
Xem thể tích dung dịch không đổi, nồng độ axit còn lại sau phản ứng:
CM = 0,54 : 3 = 0,18M
Bài 3:
Từ 10m3 hỗn hợp N2 và H2 lấy theo tỉ lệ 1:3 về thể tích, có thể sản suất được bao nhiêu m3 amoniac? Biết rằng hiệu suất chuyển hoá là 95% (các khí đo ở đktc)
Hướng dẫn:
H = 95% ⇒ Thể tích hỗn hợp tham gia tạo sản phẩm:
\({{V_{hh}} = \frac{{10.95}}{{100}} = 9,5({m^3})}\)
Tỉ lệ VN2 : VH2 = 1 : 3 bằng tỉ lệ trong phản ứng
N2 + 3H2 ⇔ 2NH3
\({{V_{{N_2}}} = \frac{{1.9,5}}{4} = 2,375({m^3})}\)
VNH3 = 2.2,375 = 4,75 m3