Phương pháp giải một số bài tập về Axit photphoric - Muối photphat

Dạng 1

Lý thuyết về axit phophoric và muối photphat

* Một số lưu ý cần nhớ:

* Một số ví dụ điển hình:

Ví dụ 1: Để nhận biết ion PO₄^3- trong dung dịch muối, người ta dùng thuốc thử là

A. dung dịch AgNO₃     

B. dung dịch NaOH    

C. dung dịch HNO₃  

D. dung dịch Br₂ 

Hướng dẫn giải chi tiết:

Ta dùng ion Ag⁺ để nhận biết ion PO₄^3- do tạo kết tủa màu vàng:

Ag⁺ + PO₄^3- → Ag₃PO₄ ↓ vàng

Đáp án A

Ví dụ 2: Thuốc thử để nhận biết các dung dịch : HCl, NaCl, Na₃PO₄, H₃PO₄ là

A. BaCl₂ và quỳ tím.   

B. AgNO₃ và quỳ tím.    

C. H₂SO₄ và quỳ tím.     

D. Quỳ tím.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Dùng dung dịch AgNO₃ và quỳ tím

Đáp án B

Ví dụ 3: Chọn câu sai:

A. Tất cả các muối đihiđrophotphat đều tan trong nước.

B. Tất cả các muối hiđrophotphat đều tan trong nước.

C. Các muối photphat trung hòa của natri, kali, amoni đều tan trong nước.

D. Các muối photphat trung hòa của hầu hết các kim loại đều không tan trong nước.

Hướng dẫn giải chi tiết:

- Tất cả muối H₂PO₄^- đều tan;

- Muối PO₄^3- và HPO₄^2- chỉ có muối của kim loại kiềm và amoni tan được.

=> câu sai là B. Tất cả các muối hiđrophotphat đều tan trong nước.

Đáp án B

Dạng 2

Bài toán H₃PO₄ tác dụng với dung dịch kiềm

* Một số lưu ý cần nhớ:

* Một số ví dụ điển hình:

Ví dụ 1: Cho 200 ml dung dịch H₃PO₄ 0,3M vào 500 ml dung dịch Ba(OH)₂ 0,16M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn. Khối lượng muối có phân tử khối bé hơn là

Hướng dẫn giải chi tiết:

\({n_{{H_3}P{O_4}}}\)= 0,06 mol 

\({n_{Ba{{(OH)}_2}}}\)= 0,08 mol \( \Rightarrow {n_{O{H^ - }}}\)= 0,16 mol

\(\frac{{{n_{O{H^ - }}}}}{{{n_{{H_3}P{O_4}}}}} = \frac{{0,16}}{{0,06}} = 2,67\)

Ta thấy 2 < 2,67

BT nguyên tố P:

\({n_{{H_3}P{O_4}}} = {n_{HPO_4^{2 - }}} + {n_{PO_4^{3 - }}}\) => x + y = 0,06  (1)

BT điện tích:

\({n_{O{H^ - }}} = 2.{n_{HPO_4^{2 - }}} + 3.{n_{PO_4^{3 - }}}\) => 2x + 3y = 0,16  (2)

Từ (1) và (2) => x = 0,02 mol; y = 0,04 mol

Ta có:

\({n_{BaHP{O_4}}} = {n_{HPO_4^{2 - }}}\)= 0,02 mol

\( \Rightarrow \)\({m_{BaHP{O_4}}}\)= 0,02.233 = 4,66 gam

\({n_{B{a_3}{{(P{O_4})}_2}}} = \dfrac{1}{2}{n_{PO_4^{3 - }}}\)= 0,02 mol

\( \Rightarrow \)\({m_{B{a_3}{{(P{O_4})}_2}}} = \) 0,02.601 = 12,02 gam

Ví dụ 2: Cho 14,2 gam P₂O₅ vào 200 gam dung dịch NaOH 8% thu được dung dịch A. Muối thu được và nồng độ % tương ứng là

Hướng dẫn giải chi tiết:

\({n_{{P_2}{O_5}}} = \dfrac{{14,2}}{{142}} = 0,1\,\,mol;\,\,{n_{NaOH}} = \dfrac{{200.8\% }}{{40}} = 0,4\,\,mol\)

P₂O₅   +   3H₂O   →  2H₃PO₄            (1)

 0,1             →              0,2  mol

Tỉ lệ \(\dfrac{{{n_{NaOH}}}}{{{n_{{H_3}P{O_4}}}}} = \dfrac{2}{1}\)\( \Rightarrow \) Sản phẩm tạo thành là Na₂HPO₄

Bảo toàn nguyên tố P: \({n_{N{a_2}HP{O_4}}} = {n_{{H_3}P{O_4}}} = 0,2\,\,mol \Rightarrow {m_{N{a_2}HP{O_4}}} = 142.0,2 = 28,4\,\,gam\)

Khối lượng dung dịch sau phản ứng là : \(m = {m_{{\rm{dd}}\,\,NaOH}} + {m_{{P_2}{O_5}}} = 200 + 14,2 = 214,2\,\,mol\)

=> \(C{\% _{N{a_2}HP{O_4}}} = \dfrac{{28,4}}{{214,2}}.100 = 13,26\%\)

Ví dụ 3: Cho 200 ml dung dịch NaOH 2M tác dụng với 100 ml dung dịch H₃PO₄ aM thu được 25,95 gam hai muối. Giá trị của a là:

Hướng dẫn giải chi tiết:

Ta có:

n_NaOH =0,4(mol)

vì dung dịch sau phản ứng có hai muối => NaOH phản ứng hết

            OH^- + H⁺ → H₂O

Mol :  0,4 → 0,4  → 0,4

Bảo toàn khối lượng có : m_NaOH + m_H3PO4 = m_muối + m_H2O

=> m_H3PO4 = 25,95 + 0,4.18 – 0,4.40 = 17,15 gam

=>n_H3PO4 = 0,175 => C_H3PO4= 1,75(M)

Dạng 3

Bài toán về điều chế axit photphoric

* Một số ví dụ điển hình:

Ví dụ 1: Từ quặng photphorit, có thể điều chế axit photphoric theo sơ đồ sau :

\(Quặng   -photphorit\xrightarrow{{{t}^{0}},Si{{O}_{2}},C}P\xrightarrow{{{t}^{0}}}{{P}_{2}}{{O}_{5}}\to {{H}_{3}}P{{O}_{4}}\)

Biết hiệu suất chung của quá trình là 90%. Để điều chế được 1 tấn dung dịch H₃PO₄ 49%, cần khối lượng quặng photphorit chứa 73% Ca₃(PO₄)₂ là

Hướng dẫn giải chi tiết:

m_H3PO4 = 1.49 / 100 = 0,49 tấn

  Ca₃(PO₄)₂ → 2H₃PO₄

    310                196

 0,775 tấn    ←   0,49 tấn

=> m_{Ca3(PO4)2 thực tế dùng} = 0,775.100 / 90 = 31/36 tấn

=> m_quặng = 31/36 . 100/73 = 1,18 tấn

Ví dụ 2: Hòa tan 142 gam P₂O₅ vào 500 gam dung dịch H₃PO₄ 24,5%. Nồng độ % của H₃PO₄ trong dung dịch thu được là

Hướng dẫn giải chi tiết:

n_P2O5 = 1 mol; n_{H3PO4 ban đầu} = 1,25 mol

P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄

1 mol      →         2 mol

=> tổng số mol H₃PO₄ trong dung dịch thu được

= 2 + 1,25 = 3,25 mol

=> m_H3PO4 = 318,5 gam

m_{dung dịch thu được} = m_P2O5 + m_{dung dịch ban đầu}

= 142 + 500 = 642 gam

=> C% = 318,5 / 642 . 100% = 49,61%

Ví dụ 3: Lấy 124 gam P đem điều chế H₃PO₄ với hiệu suất phản ứng đạt 100%. Thể tích dung dịch H₃PO₄ 35% (D = 1,25 gam/ml) có thể thu được là

Hướng dẫn giải chi tiết:

n P = 124 : 31 = 4 (mol)

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố P

=> n P = n H₃PO₄ = 4 (mol)

m H₃PO₄ = 4 . 98 = 392 (gam)

m dd = m ct : C% = 392 : 35% = 1120 gam

=> V dd = 1120 : 1,25 = 896 ml