Luyện thi Đại học Hóa học: Lý thuyết và bài tập về photpho và hợp chất (Tài liệu bài giảng) - Thầy Ngọc

Luyện thi Đại học Hóa học: Lý thuyết và bài tập về photpho và hợp chất (Tài liệu bài giảng) cung cấp cho các bạn những kiến thức về các dạng hình thù của photpho; tính chất hóa học; trạng thái tự nhiên và điều chế photpho; axit photphoric; muối photphat.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luyện thi Đại học Hóa học: Lý thuyết và bài tập về photpho và hợp chất (Tài liệu bài giảng) - Thầy NgọcKhóa học LTðH môn Hóa học – Thầy Ngọc Lý thuyết và bài tập về photpho và hợp chất LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP VỀ PHOTPHO VÀ HỢP CHẤT TÀI LIỆU BÀI GIẢNGI. Photpho1. Các dạng thù hình của Photphoðơn chất của photpho có thể tồn tại ở một số dạng thù hình, trong ñó quan trọng nhất là P trắng và P ñỏ.a. Photpho trắng- Là chất rắn (trong suốt, màu trắng hoặc vàng nhạt, trông giống như sáp) có cấu trúc mạng tinh thể phântử, ở các nút mạng là các phân tử hình tứ diện P4. Do liên kết trong mạng tinh thể phân tử là các lực tươngtác yếu nên photpho trắng mềm, dễ nóng chảy (ở 44oC).- Không tan trong nước nhưng tan trong các dung môi hữu cơ như benzen, CS2, ete, ... rất ñộc, gây bỏngnặng khi rơi vào da.- Bốc cháy trong không khí ở nhiệt ñộ trên 40oC nên ñược bảo quản bằng cách ngâm trong nước, ở nhiệtñộ thường nó phát quang màu lục nhạt trong bóng tối.- ðun nóng ñến nhiệt ñộ 250oC không có không khí thì P trắng chuyển dần thành P ñỏ là dạng bền hơn.b. Photpho ñỏ- Là chất bột màu ñỏ, có cấu trúc polime nên khó nóng chảy và khó bay hơi P trắng.- Không tan trong các dung môi thông thường, dễ hút ẩm và chảy rữa, bền trong không khí ở nhiệt ñộthường và không phát quang trong bóng tối.- Chỉ cháy ở nhiệt ñộ trên 250oC.- Khi ñun nóng không có không khí, P ñỏ chuyển thành hơi, làm lạnh thì hơi ngưng tụ thành P trắng.- P ñỏ không ñộc nên thường ñược sử dụng trong phòng thí nghiệm.2. Tính chất Hóa học- Liên kết trong phân tử P kém bền hơn trong N2 nên ở ñiều kiện thường P hoạt ñộng hóa học mạnh hơnN2 dù ñộ âm ñiện của P (2,19) nhỏ hơn của nitơ (3,04).- P trắng hoạt ñộng hơn P ñỏ.- P có các số oxh: 0, +3, +5, -3 nên ñơn chất P vừa có tính oxh, vừa có tính khử.a. Tính oxi hóaChỉ thể hiện trong phản ứng với kim loại hoạt ñộng mạnh → tạo photphua kim loại o t2P + 3Ca  → Ca 3 P2 canxi photphuab. Tính khử- Với O2: P cháy trong không khí khi ñun nóng tạo ra các oxit của P:+ Thiếu O2:4P + 3O2 → 2P2 O3 ®iphotpho trioxit+Dư O2:4P + 5O 2 → 2P2 O5 ®iphotpho pentaoxit- Với Cl2: tương tự O2, có thể tạo ra photpho clorua ở 2 mức oxh khác nhau là +3 và +5- Với các chất oxh: P tác dụng dễ dàng với các hợp chất có tính oxh mạnh như HNO3 ñặc, KClO3, KNO3,K2Cr2O7, ...6P + 5KClO3 → 3P2 O5 + 5KCl Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng ñài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 1 -Khóa học LTðH môn Hóa học – Thầy Ngọc Lý thuyết và bài tập về photpho và hợp chất3. Trạng thái tự nhiên và ñiều chếa. Trạng thái tự nhiên- Trong tự nhiên, P không tồn tại ở dạng tự do vì nó khá hoạt ñộng về mặt hóa học, phần lớn tồn tại ở dạnghợp chất muối của axit photphoric.- Có 2 loại khoáng vật chính chứa P là apatit 3Ca3(PO4)2.CaF2 và photphorit Ca3(PO4)2.- Ngoài ra, P còn có trong các protein thực vật, xương, răng, axit nucleic, ...b. ðiều chếTrong công nghiệp, P ñược sản xuất bằng cách nung nóng hỗn hợp quặng photphorit, cát và than cốc ở1200oC trong lò ñiện: o tCa 3 ( PO 4 )2 + 3SiO 2 + 5C  → 3CaSiO3 + 2P + 5CONgưng tụ hơi photpho bằng cách làm lạnh thì thu ñược P trắng ở dạng rắn.c. Ứng dụng- Chủ yếu dùng ñể sản xuất axit H3PO4, sản xuất diêm.- Sản xuất các loại bom ñạn.II. Axit photphoric1. Cấu tạoTrong hợp chất H3PO4, P có số oxh cao nhất là +5. Tuy nhiên, khác với HNO3, P khá bền ở trạng thái +5nên H3PO4 không có tính oxh mạnh.2. Tính chất vật lýLà chất rắn dạng tinh thể, trong suốt, không màu, rất háo nước và tan vô hạn trong nước.3. Tính chất hóa họca. Tính oxi hóa – khửTrong hợp chất H3PO4, P có số oxh cao nhất là +5. Tuy nhiên, khác với HNO3, P khá bền ở trạng thái +5nên H3PO4 khó bị khử và không có tính oxh mạnh như HNO3.Chú ý: phản ứng với kim loại.b. Tác dụng bởi nhiệtKhi ñun nóng ở nhiệt ñộ cao H3PO4 bị ñề hiñrat hóa, tạo thành các axit dẫn xuất: o 200 - 2502H 3 PO 4  → H 4 P2 O 7 + H 2 O axit ®iphotphoric o 400 - 500H 4 P2 O7  → 2HPO3 + H 2 O axit metaphotphoricHòa tan các axit dẫn xuất này vào nước thì ta lại thu ñược H3PO4.c. Tính axitH3PO4 là axit 3 lần axit có ñộ mạnh trung bình, sự phân ly chủ yếu xảy ra ở nấc 1, nấc 2 yếu hơn và nấc 3thì rất yếu.H3PO4 có ñầy ñủ tính chất của axit thông thường.Chú ý: tùy tỷ lệ phản ứng mà có thể tạo ra các loại muối hoặc hỗn hợp muối khác nhau.4. Ứng dụng và ñiều chếa. Ứng dụngPhần lớn dùng ñể sản xuất một số loại muối photphat và các loại phân lân.b. ðiều chế- Trong phòng thí nghiệm: Dùng HNO3 ñặc oxi hóa photpho.- Trong công nghiệp: Cho H2SO4 ñặ ...