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

Câu hỏi:

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- ​→ Ag3​PO4​ ↓ vàng
Đáp án A
Ví dụ 2: Thuốc thử để nhận biết các dung dịch : HCl, NaCl, Na3​PO4​, H3​PO4​ là
A. BaCl2​ và quỳ tím.
B. AgNO3​ và quỳ tím.
C. H2​SO4​ 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 H2​PO4​-​ 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 H3​PO4​ 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 H3​PO4​ 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 P2​O5​ 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:
\({n_{{P_2}{O_5}}} = \dfrac{{14,2}}{{142}} = 0,1 mol; {n_{NaOH}} = \dfrac{{200.8\% }}{{40}} = 0,4 mol\)
P2​O5​   +   3H2​O   →  2H3​PO4​            (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 Na2​HPO4​
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 H3​PO4​ aM thu được 25,95 gam hai muối. Giá trị của a là:
Hướng dẫn giải chi tiết:
Ta có:
nNaOH​ =0,4(mol)
vì dung dịch sau phản ứng có hai muối => NaOH phản ứng hết
OH-​ + H+​ → H2​O
Mol :  0,4 → 0,4  → 0,4
Bảo toàn khối lượng có : mNaOH​ + mH3PO4​ = mmuối​ + mH2O​
=> mH3PO4 ​= 25,95 + 0,4.18 – 0,4.40 = 17,15 gam
=>nH3PO4​ = 0,175 => CH3PO4​= 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 H3​PO4​ 49%, cần khối lượng quặng photphorit chứa 73% Ca3​(PO4​)2​ là
Hướng dẫn giải chi tiết:
mH3PO4​ = 1.49 / 100 = 0,49 tấn
Ca3​(PO4​)2​ → 2H3​PO4​
310                196
0,775 tấn    ←   0,49 tấn
=> mCa3(PO4)2 thực tế dùng​ = 0,775.100 / 90 = 31/36 tấn
=> mquặng​ = 31/36.100/73 = 1,18 tấn
Ví dụ 2: Hòa tan 142 gam P2​O5​ vào 500 gam dung dịch H3​PO4​ 24,5%. Nồng độ % của H3​PO4​ trong dung dịch thu được là
Hướng dẫn giải chi tiết:
nP2O5​ = 1 mol; nH3PO4 ban đầu​ = 1,25 mol
P2​O5​ + 3H2​O → 2H3​PO4​
1 mol      →         2 mol
=> tổng số mol H3​PO4​ trong dung dịch thu được
= 2 + 1,25 = 3,25 mol
=> mH3PO4​ = 318,5 gam
mdung dịch thu được​ = mP2O5​ + mdung dịch ban đầu​
= 142 + 500 = 642 gam
=> C% = 318,5 / 642.100% = 49,61%
Ví dụ 3: Lấy 124 gam P đem điều chế H3​PO4​ với hiệu suất phản ứng đạt 100%. Thể tích dung dịch H3​PO4​ 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 H3​PO4​ = 4 (mol)
m H3​PO4​ = 4.98 = 392 (gam)
m dd = m ct : C% = 392 : 35% = 1120 gam
=> V dd = 1120 : 1,25 = 896 ml