Buzz
1. Phương trình phản ứng giữa Photpho và Axit Nitric
.png)
2. Điều kiện cần thiết để phản ứng giữa Photpho và Axit Nitric sinh ra NO2
- Sử dụng HNO3 đậm đặc trong điều kiện nhiệt độ phòng.
3. Quan sát hiện tượng phản ứng
- Photpho dần bị hòa tan và khí màu nâu đỏ được giải phóng.
4. Cân bằng phương trình phản ứng giữa Photpho và HNO3 đậm đặc
.png)
Phương trình hóa học đã được cân bằng:
P + 5HNO3 → H3PO4 + 5NO2 + H2O
5. Khám phá tính chất hóa học của Photpho
- Độ âm điện của Photpho nhỏ hơn Nitơ, nhưng Photpho lại hoạt động hóa học tích cực hơn Nitơ do liên kết N ≡ N rất bền.
- Photpho trắng có tính hoạt động hóa học mạnh hơn so với Photpho đỏ.
- Các trạng thái số oxi hóa của Photpho gồm: -3, 0, +3, +5.
⇒ Photpho có thể thể hiện tính khử hoặc tính oxi hóa tùy thuộc vào phản ứng hóa học.
Vị trí và cấu hình electron của Photpho: nằm ở ô số 15, thuộc nhóm VA, chu kỳ 3 trong bảng tuần hoàn.
Cấu hình electron nguyên tử của Photpho là: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³
Hóa trị của Photpho có thể là 5, và trong một số hợp chất, Photpho còn có hóa trị 3.
Tính chất vật lý: Photpho có thể xuất hiện dưới nhiều dạng thù hình khác nhau, nhưng nổi bật nhất là Photpho trắng và Photpho đỏ.
+/ Photpho trắng: - Là một 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 ở các nút mạng và liên kết với nhau bằng các lực tương tác yếu như mô tả dưới đây:
- Mềm và dễ nóng chảy (nhiệt độ nóng chảy = 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 nghiêm trọng nếu tiếp xúc với da.
- Photpho trắng sẽ tự bốc cháy khi tiếp xúc với không khí ở nhiệt độ trên 40°C, do đó cần được bảo quản bằng cách ngâm trong nước.
- Phát quang màu xanh lục nhạt trong bóng tối khi ở nhiệt độ phòng.
- Khi được đun nóng đến 250°C trong môi trường không có không khí, Photpho trắng sẽ chuyển dần thành Photpho đỏ, dạng ổn định hơn.
+/ Photpho đỏ: - Là một chất bột màu đỏ, dễ hút ẩm và dễ bị phân hủy, bền vững trong không khí ở nhiệt độ thường và không phát quang trong bóng tối.
- Không hòa tan trong các dung môi phổ biến.
- Photpho trắng bốc cháy khi nhiệt độ vượt 250°C.
- Khi đun nóng Photpho đỏ trong môi trường không khí, nó chuyển thành dạng hơi. Khi làm nguội, hơi này sẽ ngưng tụ thành Photpho trắng.
- Với cấu trúc polymer, Photpho đỏ khó bị nóng chảy và bay hơi hơn so với Photpho trắng.
Ứng dụng: - Photpho được sử dụng trong sản xuất axit photphoric, diêm, bom, đạn cháy, đạn khói, và nhiều ứng dụng khác.
Trạng thái tự nhiên: - Trong tự nhiên, Photpho chủ yếu tồn tại dưới dạng hai khoáng vật chính là photphorit (Ca3(PO4)2) và apatit (3Ca3(PO4)2.CaF2). Ở Việt Nam, có mỏ apatit tại Lào Cai và một số mỏ photphorit tại Thái Nguyên, Thanh Hóa, ...
- Photpho cũng có mặt trong protein của thực vật; đồng thời tồn tại trong xương, răng, cơ bắp, và tế bào não của người và động vật.
+/ Sản xuất: Photpho đỏ được chế tạo bằng cách nung hỗn hợp quặng photphorit (hoặc apatit), cát và than cốc ở nhiệt độ 1200°C trong lò điện. Hơi Photpho sinh ra sẽ được ngưng tụ khi làm nguội, thu được Photpho trắng ở dạng rắn.
5.1. Tính chất oxi hóa
- Photpho phản ứng với một số kim loại hoạt động, tạo thành photphua kim loại.
Ví dụ:
.png)
5.2. Khả năng khử
- Phản ứng với các phi kim như oxy, halogen, lưu huỳnh, và các chất oxi hóa mạnh khác.
+ Phản ứng với oxy
.png)
+ Phản ứng với clo
Khi thiếu clo: 2P + 3Cl2
.png)
+ Tác dụng với các hợp chất: P dễ phản ứng với các chất oxi hóa mạnh như HNO3 đặc, KClO3, KNO3, K2Cr2O7, ...
.png)
6. Bài tập ứng dụng liên quan
Câu 1: Nguồn tự nhiên nào chứa nhiều photpho nhất?
A. Quặng xiđerit.
B. Quặng pirit.
C. Protein từ thực vật.
D. Cơ thể con người và động vật.
Hướng dẫn giải đáp:
Lựa chọn C
Photpho tự nhiên chủ yếu có mặt trong protein từ thực vật.
Câu 2: Công thức hóa học của magie photphua là gì?
A. Mg2P2O7
B. Mg2P3
C. Mg3P2
D. Mg3(PO4)2
Hướng dẫn giải:
Lựa chọn 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 muối K2HPO4 và KH2PO4, giá trị x cần nằm trong khoảng nào?
A. 0 < x < 0,5
B. 0,5 < x < 1
C. 0,25 < x < 0,5
D. 1 < x < 1,5
Hướng dẫn giải:
Lựa chọn B
Câu 4: Nếu phần trăm khối lượng photpho trong tinh thể Na2HPO4.nH2O là 8,659%, thì tinh thể muối ngậm nước này chứa bao nhiêu phân tử H2O?
A. 9
B. 10
C. 11
D. 12
Hướng dẫn giải:
Lựa chọn D
Câu 5: Xác định phương trình hóa học nào được viết sai?
.png)
Hướng dẫn giải:
Lựa chọn D
D sai vì P2O5 + 3H2O → 2H3PO4
Câu 6: Photpho (P) thể hiện tính oxi hóa khi phản ứng với chất nào dưới đây?
A. Cl2
B. O2
C. Ca
D. Sai.
Hướng dẫn giải:
Lựa chọn C
Câu 7: Photpho có bao nhiêu dạng thù hình chính?
A. 3 dạng: photpho đỏ, photpho trắng và photpho vàng
B. 2 dạng: photpho đỏ và photpho trắng
C. 1 dạng: photpho đỏ
D. 1 dạng: photpho trắng
Hướng dẫn giải:
Lựa chọn B
Photpho có thể xuất hiện dưới nhiều dạng thù hình khác nhau, nhưng hai dạng chính là photpho trắng và photpho đỏ.
Câu 8: Khi hòa tan hỗn hợp X gồm a mol photpho và b mol lưu huỳnh trong dung dịch HNO3 đặc, với lượng dư 20% so với yêu cầu, thu được dung dịch Y. Số mol NaOH cần để trung hòa hoàn toàn 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:
Lựa chọn D
Câu 9: Để sản xuất photpho (dạng P), người ta trộn quặng chứa Ca3(PO4)2 với SiO2 và lượng cacbon đủ rồi nung trong lò ở nhiệt độ cao (2000°C). Từ 1 tấn quặng có 62% là Ca3(PO4)2, sau phản ứng, thu được bao nhiêu kg photpho nếu hiệu suất phản ứng là 90%?
A. 12,4 kg
B. 137,78 kg
C. 124 kg
D. 111,6 kg
Hướng dẫn giải:
Lựa chọn 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 một chất rắn, dạng sợi, có màu xanh và dễ hòa tan trong nước.
D. Photpho đỏ có cấu trúc bằng phẳng.
Hướng dẫn giải quyết:
Đáp án là C
C là sai vì xenlulozơ là một chất rắn, dạng sợi, màu trắng và không dễ tan trong nước.
Câu 11: Khi đốt 15,5 gam photpho trong oxy 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:
Đáp án đúng là 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 cách giải quyết:
Đáp án là D
Hầu hết photpho được dùng để sản xuất axit photphoric, phần còn lại chủ yếu dùng để chế tạo diêm, và cũng có ứng dụng quân sự như chế tạo bom, đạn cháy, đạn khói,...
Câu 13: Khi cho photpho phản ứng với các chất: Ca, O2, Cl2, KClO3, HNO3 và H2SO4 đặc, nóng, photpho có phản ứng với bao nhiêu chất trong số các chất trên?
A. 6.
B. 5.
C. 4.
D. 3.
Hướng dẫn giải bài tập:
Đáp án là A
P có khả năng phản ứng với tất cả 6 chất trên.
Câu 14: Đốt 1000 gam quặng photphorit chứa Ca3(PO4)2 với hàm lượng 77,5% cùng với C và SiO2 dư ở 1000°C. Hiệu suất phản ứng là 80%. Khối lượng P thu được là
A. 310 gam.
B. 148 gam.
C. 155 gam.
D. 124 gram.
Hướng dẫn chi tiết giải bài:
Đáp án là D
Câu 15: Trong các hợp chất, số oxi hóa của photpho là những giá trị nào?
A. -3, +3, +5.
B. -3, +3, +5, 0.
C. +3, +5, 0, +1.
D. -3, 0, +1, +3, +5.
Hướng dẫn giải bài tập:
Lựa chọn đúng là A
Trong các hợp chất, số oxi hóa của photpho là -3, +3, +5.
Câu 16: Khi P phản ứng với Ca, sản phẩm tạo ra là
A. CaP2.
B. Ca2P3.
C. CaP.
D. Ca3P2.
Hướng dẫn giải chi tiết:
Lựa chọn đúng là D
Câu 17: Hai loại khoáng vật chính của photpho là:
A. Apatit và hematit.
B. Pirit và photphorit
C. Apatit và photphorit.
D. Manhetit và apatit
Hướng dẫn giải bài:
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 khí clo dư qua photpho nóng chảy, sản phẩm thu được sẽ là:
A. PCl3.
B. PCl5.
C. PCl2.
D. PCl
Hướng dẫn chi tiết giải bài:
Lựa chọn đúng là B
Câu 19: Đánh giá nào dưới đây là chính xác?
A. Số oxi hóa của photpho có thể tăng từ 0 lên +3 hoặc +5, vì vậy photpho chỉ có tính khử.
B. Photpho có khả năng giảm số oxi hóa từ 0 xuống -3, vì vậy photpho chỉ có tính oxi hóa.
C. Số oxi hóa của photpho có thể thay đổi từ 0 lên +3 hoặc +5 và giảm từ 0 xuống -3, do đó photpho có cả tính khử lẫn tính oxi hóa.
D. Photpho rất ít phản ứng hóa học, vì vậy số oxi hóa của nó không thay đổi trong các phản ứng.
Hướng dẫn chi tiết giải bài:
Lựa chọn đúng là C
A và B không chính xác vì photpho có các mức oxi hóa từ -3, 0, +3, +5 → Photpho vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử.
C là đúng.
D không đúng vì photpho trắng có cấu trúc không ổn định hơn, nên nó hoạt động hóa học mạnh và có 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 hoạt động hóa học mạnh hơn nitơ do liên kết trong phân tử photpho kém bền hơn liên kết trong phân tử nitơ.
B. Nitơ hoạt động hóa học kém hơn photpho vì nitơ có độ âm điện thấp hơn.
C. Ở nhiệt độ phòng, cả nitơ và photpho đều không phản ứng mạnh.
D. Nitơ có độ âm điện thấp hơn photpho, do đó hoạt động hóa học của nitơ mạnh hơn.
Hướng dẫn chi tiết giải bài:
Lựa chọn đúng là A
Mặc dù độ âm điện của photpho thấp hơn nitơ, nhưng photpho hoạt động hóa học mạnh hơn do liên kết trong phân tử photpho không ổn định bằng liên kết trong phân tử nitơ.
