Buzz
1. Phương trình hóa học phản ứng giữa P và HNO3
.png)
2. Điều kiện để phản ứng giữa P và HNO3 sinh ra NO2
- Sử dụng HNO3 đậm đặc và thực hiện ở điều kiện thường.
3. Hiện tượng xảy ra trong phản ứng
- Photpho dần hòa tan và khí màu nâu đỏ được giải phóng.
4. Phương trình phản ứng giữa P và HNO3 đậm đặc cần được cân bằng
.png)
Phương trình hóa học đã được cân bằng là:
P + 5HNO3 → H3PO4 + 5NO2 + H2O
5. Khám phá tính chất hóa học của photpho
- Độ âm điện của photpho nhỏ hơn nitơ, nhưng photpho phản ứng hóa học mạnh mẽ hơn nitơ vì liên kết ba của nitơ rất bền.
- Photpho trắng có hoạt tính hóa học mạnh hơn so với photpho đỏ.
- Các trạng thái số oxi hóa của photpho bao gồm: -3, 0, +3, +5.
⇒ Photpho có thể thể hiện tính khử hoặc tính oxy hóa khi tham gia các phản ứng hóa học.
Vị trí và cấu hình electron của nguyên tử photpho: thuộc ô số 15, nhóm VA, chu kỳ 3 trong bảng tuần hoàn.
Cấu hình electron của photpho là: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³
Photpho có hóa trị 5, và trong một số hợp chất, nó còn có thể có hóa trị 3.
Tính chất vật lý: Photpho có thể xuất hiện dưới nhiều dạng khác nhau, nhưng quan trọng nhất là photpho trắng và photpho đỏ.
+/ Photpho trắng: - Là chất rắn trong suốt, có màu trắng hoặc hơi vàng, giống như sáp, với cấu trúc mạng tinh thể phân tử. Trong tinh thể, các phân tử P4 nằm tại các nút mạng và liên kết với nhau bằng các lực tương tác yếu như hình dưới đây:
- Mềm và dễ chảy ra khi nhiệt độ đạt 44,1°C.
- Không hòa tan trong nước, nhưng tan trong một số dung môi hữu cơ như C6H6, CS2, ... ;
- Rất độc và gây bỏng nặng nếu tiếp xúc với da.
- Photpho trắng dễ dàng bốc cháy trong không khí khi nhiệt độ vượt quá 40°C, vì vậy cần bảo quản bằng cách ngâm trong nước.
- Phát quang màu xanh lục nhạt trong bóng tối ở nhiệt độ phòng.
- Khi bị đun nóng đến 250°C và không có không khí, photpho trắng sẽ dần chuyển hóa thành photpho đỏ, dạng bền hơn.
+/ Photpho đỏ: - Là bột màu đỏ, có khả năng hút ẩm và dễ dàng chảy rữa, bền vững trong không khí ở nhiệt độ thường và không phát quang trong bóng tối.
- Không hòa tan trong các dung môi thông thường.
- Cháy ở nhiệt độ vượt quá 250oC.
- Khi đun nóng trong môi trường thiếu không khí, photpho đỏ biến thành hơi, và hơi này sẽ ngưng tụ thành photpho trắng khi làm lạnh.
- Với cấu trúc polymer, photpho đỏ có độ nóng chảy và bay hơi thấp hơn so với photpho trắng.
Ứng dụng: - Photpho được sử dụng trong sản xuất axit photphoric, chế tạo diêm, bom, đạn cháy, đạn khói, và nhiều ứng dụng khác.
Trạng thái tự nhiên: - Photpho tồn tại chủ yếu dưới dạng hai khoáng vật photphorit Ca3(PO4)2 và apatit 3Ca3(PO4)2.CaF2. Việt Nam có mỏ apatit ở Lào Cai và nhiều mỏ photphorit ở Thái Nguyên, Thanh Hóa, ...
- Photpho cũng có mặt trong protein thực vật, cũng như trong xương, răng, cơ bắp, và tế bào não của cả người và động vật.
+/ Sản xuất: Photpho đỏ được tạo ra bằng cách nung nóng hỗn hợp quặng photphorit (hoặc apatit), cát và than cốc ở 1200 oC trong lò điện. Hơi photpho sinh ra sẽ ngưng tụ khi làm lạnh, thu được photpho trắng ở dạng rắn.
5.1. Khả năng oxi hóa
- Phản ứng với một số kim loại có tính hoạt động, dẫn đến sự hình thành photphua kim loại.
Ví dụ:
.png)
5.2. Khả năng khử
- Phản ứng với các phi kim như oxi, halogen, lưu huỳnh, cũng như các chất oxi hóa mạnh khác.
+ Phản ứng với oxi
.png)
+ Phản ứng với clo
Thiếu clo: 2P + 3Cl2
.png)
+ Phản ứng với các hợp chất: P dễ phản ứng với các chất có tính oxi hóa mạnh như HNO3 đặc, KClO3, KNO3, K2Cr2O7, …
.png)
6. Bài tập ứng dụng liên quan
Câu 1: Nguồn tự nhiên chứa nhiều photpho là
A. Quặng xiđerit
B. Quặng pirit
C. Protein thực vật
D. Cơ thể người và động vật
Hướng dẫn giải:
Đáp án: C
Photpho trong tự nhiên chủ yếu có mặt trong protein thực vật.
Câu 2: Công thức của magie photphua là
A. Mg2P2O7
B. Mg2P3
C. Mg3P2
D. Mg3(PO4)2
Hướng dẫn giải:
Đáp án: C
Công thức của magie photphua là Mg3P2.
Câu 3: Khi thêm 0,25 mol P2O5 vào dung dịch chứa x mol KOH. Để tạo ra 2 loại muối K2HPO4 và KH2PO4 thì giá trị x phải nằm trong khoảng
A. 0 < x < 0,5
B. 0,5 < x < 1
C. 0,25 < x < 0,5
D. 1 < x < 1,5
Hướng dẫn giải:
Đáp án: B
Câu 4: Với thành phần % khối lượng P trong tinh thể Na2HPO4.nH2O là 8,659%, số phân tử H2O trong tinh thể muối đó là
A. 9
B. 10
C. 11
D. 12
Hướng dẫn giải:
Đáp án: D
Câu 5: Xác định phương trình hóa học viết sai
.png)
Hướng dẫn giải:
Đáp án: D
D sai vì phản ứng P2O5 + 3H2O → 2H3PO4
Câu 6: Photpho (P) thể hiện tính oxi hóa trong phản ứng với chất nào dưới đây?
A. Cl2
B. O2
C. Ca
D. S.
Hướng dẫn giải quyết:
Đáp án là C
Câu 7: Photpho có bao nhiêu dạng thù hình chính?
A. 3 dạng: photpho đỏ, photpho trắng và photpho vàng
B. Có 2 dạng: photpho đỏ và photpho trắng
C. Chỉ có 1 dạng photpho đỏ
D. Chỉ có 1 dạng photpho trắng
Hướng dẫn cách giải:
Đáp án là B
Photpho có thể tồn tại dưới nhiều dạng thù hình khác nhau, nhưng đặc biệt nhất là photpho trắng và photpho đỏ.
Câu 8: Cho hỗn hợp X chứa a mol photpho và b mol lưu huỳnh. Sau khi hòa tan toàn bộ X trong dung dịch HNO3 đặc và thêm 20% lượng HNO3 so với yêu cầu, ta thu được dung dịch Y. Số mol NaOH cần để trung hòa toàn bộ dung dịch Y là
A. (3a + 2b) mol
B. (3,2a + 1,6b) mol
C. (1,2a + 3b) mol
D. (4a + 3,2b) mol
Hướng dẫn giải bài tập:
Đáp án đúng là D
Câu 9: Để sản xuất photpho (dạng P), người ta kết hợp quặng chứa Ca3(PO4)2 với SiO2 và lượng cacbon thích hợp rồi nung trong lò ở nhiệt độ cao (2000°C). Nếu quặng có trọng lượng 1 tấn và chứa 62% Ca3(PO4)2, thì sau phản ứng sẽ thu được bao nhiêu kg photpho, biết rằng hiệu suất phản ứng là 90%?
A. 12,4 kg
B. 137,78 kg
C. 124 kg
D. 111,6 kg
Hướng dẫn giải quyết:
Chọn đáp án D
Câu 10: Phát biểu nào dưới đây là không đúng?
A. NaHCO3 được sử dụng trong ngành dược phẩm và thực phẩm.
B. Photpho trắng là một chất rắn trong suốt, có màu trắng hoặc hơi vàng.
C. Xenlulozơ là chất rắn dạng sợi, có màu xanh và dễ hòa tan trong nước.
D. Photpho đỏ có cấu trúc hình bằng.
Hướng dẫn cách giải:
Lựa chọn C
Lựa chọn C sai vì xenlulozơ là một chất rắn dạng sợi, màu trắng và khó tan trong nước.
Câu 11: Khi đốt 15,5 gam photpho trong oxi dư và hòa tan sản phẩm vào 200 gam nước, nồng độ phần trăm của dung dịch axit thu được là
A. 11,36%
B. 20,8%
C. 24,5%
D. 22,7%
Hướng dẫn cách giải:
Lựa chọn B
Câu 12: Ứng dụng nào dưới đây không liên quan đến photpho?
A. Chế tạo diêm.
B. Chế tạo bom.
C. Sản xuất axit photphoric.
D. Sản xuất axit nitric.
Hướng dẫn giải chi tiết:
Lựa chọn D
Phần lớn lượng photpho được sản xuất chủ yếu để chế tạo axit photphoric, còn lại được dùng trong việc sản xuất diêm và cho các mục đích quân sự như chế tạo bom, đạn cháy, đạn khói,...
Câu 13: Khi cho photpho phản ứng với các chất sau: Ca, O2, Cl2, KClO3, HNO3 và H2SO4 đặc, nóng, photpho có thể phản ứng với bao nhiêu chất trong số các chất này?
A. 6.
B. 5.
C. 4.
D. 3.
Hướng dẫn cách giải:
Lựa chọn A
P có khả năng phản ứng với tất cả 6 loại chất kể trên.
Câu 14: Khi nung 1000 gam quặng photphorit chứa Ca3(PO4)2 với tỷ lệ 77,5% cùng với C và SiO2 đều lấy dư ở nhiệt độ 1000oC, và hiệu suất phản ứng đạt 80%, khối lượng P thu được sẽ là
A. 310 gam.
B. 148 gam.
C. 155 gam.
D. 124 gam.
Hướng dẫn giải quyết:
Lựa chọn đúng là D
Câu 15: Trong các hợp chất, photpho có các số oxi hóa nào?
A. -3, +3, +5.
B. -3, +3, +5, 0.
C. +3, +5, 0, +1.
D. -3, 0, +1, +3, +5.
Hướng dẫn giải quyết:
Đáp án đúng là A
Trong các hợp chất, photpho có các số oxi hóa là -3, +3, +5.
Câu 16: Khi P phản ứng với Ca, sản phẩm tạo ra sẽ là
A. CaP2.
B. Ca2P3.
C. CaP.
D. Ca3P2.
Hướng dẫn giải chi tiết:
Lựa chọn chính xác là D
Câu 17: Hai loại khoáng vật chính của photpho bao gồm:
A. Apatit và hematit
B. Pirit và photphorit
C. Apatit và photphorit
D. Manhetit và apatit
Hướng dẫn giải chi tiết:
Lựa chọn đúng là C
Hai loại khoáng vật chính chứa photpho là apatit (3Ca3(PO4)2.CaF2) và photphorit (3Ca3(PO4)2).
Câu 18: Khi cho clo dư đi qua photpho đang ở dạng nóng chảy, sản phẩm thu được sẽ là
A. PCl3
B. PCl5
C. PCl2
D. PCl
Hướng dẫn giải chi tiết:
Đáp án đúng là B
Câu 19: Nhận định nào dưới đây là chính xác?
A. Số oxi hóa của photpho có thể dao động từ 0 đến +3 hoặc +5, do đó photpho chỉ có tính khử.
B. Photpho có khả năng giảm số oxi hóa từ 0 xuống -3, vì vậy nó chỉ có tính oxi hóa.
C. Số oxi hóa của photpho có thể thay đổi từ 0 đến +3 hoặc +5, và có thể giảm từ 0 đến -3, do đó photpho có cả tính khử và tính oxi hóa.
D. Photpho rất ổn định về mặt hóa học, nên không thay đổi số oxi hóa trong các phản ứng hóa học.
Hướng dẫn giải chi tiết:
Lựa chọn chính xác là C
A và B không chính xác vì photpho có các mức oxi hóa là: 0, +3, +5, do đó photpho vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử.
C là đúng.
D không đúng vì P trắng có cấu trúc không ổn định, dẫn đến hoạt động hóa học mạnh và sự thay đổi số oxi hóa trong các phản ứng hóa học.
Câu 20: Trong các nhận định sau, nhận định nào là chính xác?
A. Mặc dù độ âm điện của photpho thấp hơn nitơ, nhưng photpho lại hoạt động hóa học mạnh hơn nitơ vì liên kết trong phân tử photpho yếu hơn so với trong phân tử nitơ.
B. Nitơ có hoạt tính hóa học thấp hơn photpho vì nitơ có độ âm điện thấp hơn.
C. Ở nhiệt độ phòng, cả nitơ và photpho đều không hoạt động hóa học.
D. Nitơ có độ âm điện thấp hơn photpho, vì vậy nitơ có hoạt động hóa học mạnh hơn.
Hướng dẫn giải chi tiết:
Lựa chọn đúng là A
Mặc dù photpho có độ âm điện thấp hơn nitơ, nhưng nó hoạt động hóa học mạnh hơn vì liên kết trong phân tử photpho kém bền hơn so với trong phân tử nitơ.
