Lý thuyết P2O5+ H2O → H3PO4 và bài tập có đáp án

P2O5+ H2O → H3PO4 là phản ứng chứng tỏ P2O5 tan trong nước tạo ra axit H3PO4. Sau đây THPT Chuyên Lam Sơn sẽ giúp bạn cân bằng phương trình phản ứng, cách thực hiên, cách nhân biết chi tiết trong bài viết dưới đây

Tham khảo thêm:

Nội Dung

Phương trình phản ứng P2O5+ H2O:

P2O5 + 3H2O → 2H3PO4

Điều kiện phản ứng P2O5 tác dụng với nước: Không có

Cách thực hiện phản ứng P2O5 tác dụng với nước: Cho P2O5 tác dụng với nước

Hiện tượng nhận biết phản ứng P2O5 tác dụng với nước: Chất rắn màu trắng Điphotpho pentaoxit (P2O5) tan dần. Dung dịch axit H3PO4 làm đổi màu giấy quỳ tím thành đỏ.

Kiến thức cơ bản về P2O5

Tính chất vật lý P₂O₅

Là chất khói trắng, không mùi, háo nước và dễ chảy rữa thường dùng để làm khô các chất.

Tính chất hóa học P₂O₅

Axit trung bình

+) Trong dung dịch H3PO4 phân li thuận nghịch theo 3 nấc:

H3PO4 ↔ H+ + H2PO4-

H2PO4- ↔ H+ + HPO42-

HPO42- ↔ H+ + PO43-

– Làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ.

+) Tác dụng với oxit bazơ → muối + H2O

2H3PO4 + 3Na2O → 2Na3PO4 + 3H2O

+) Tác dụng với bazơ → muối + H2O (tùy theo tỉ lệ phản ứng có thể tạo thành các muối khác nhau).

KOH + H3PO4 → KH2PO4 + H2O

2KOH + H3PO4 → K2HPO4 + 2H2O

3KOH + H3PO4 → K3PO4 + 3H2O

+) Tác dụng với kim loại đứng trước H2 → muối + H2

2H3PO4 + 3Mg → Mg3(PO4)2 + 3H2

+) Tác dụng với muối → muối mới + axit mới

H3PO4 + 3AgNO3 → 3HNO3 + Ag3PO4

Tính oxi hóa – khử

+) Trong H3PO4, P có mức oxi hóa +5 là mức oxi hóa cao nhất nhưng H3PO4 không có tính oxi hóa như HNO3 vì nguyên tử P có bán kính lớn hơn so với bán kính của N → mật độ điện dương trên P nhỏ → khả năng nhận e kém.

Các phản ứng do tác dụng của nhiệt

2H3PO4 → H4P2O7 + H2O (200 – 2500C)

+) Axit điphotphoric

H4P2O7 → 2HPO3 + H2O (400 – 5000C)

+) Axit metaphotphoric

Chú ý: Axit photphorơ H3PO3 là axit 2 lần axit.

Cách điều chế P₂O₅

+) Trong phòng thí nghiệm:

P + 5HNO3 đặc → H3PO4 + 5NO2 + H2O (t0)

+) Trong công nghiệp:

Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 đặc → 3CaSO4 + 2H3PO4 (t0)

+) Để điều chế H3PO4 với độ tinh khiết cao ta dùng sơ đồ: P → P2O5 → H3PO4

4P + 5O2 → 2P2O5

P2O5 + 3H2O → 2H3PO4

Bài tập phản ứng P2O5+ H2O

Câu 1. Hấp thụ hoàn toàn 11,2 lít khí CO₂ (đktc) bằng một dung dịch chứa 20 g NaOH. Muối được tạo thành là:

Giải:

n_CO2= 11,2/22,4 = 0,5 mol;

n_NaOH = 20/ 40 = 0,5 mol

T = n_NaOH/n_CO2 = 0,5/0,5 = 1 mol

Sau phản ứng thu được muối NaHCO₃

Câu 2. Hoà tan 6,2 g natri oxit vào 193,8 g nước thì được dung dịch A. Nồng độ phần trăm của dung dịch A là:

Giải:

nNa₂O = mNa₂O/M_Na2O =6,22/(23 + 16) = 0,1 (mol)

Phương trình hóa học:

Na₂O + H₂O → 2NaOH

0,1 0,1 0,2

Theo phương trình hóa học:: n_NaOH = 2nNa₂O = 2.0,1 = 0,2 (mol)

⟹ m_NaOH = n_NaOH. M_NaOH = 0,2.40 = 8 (g)

Khối lượng dung dịch sau là: m_{dd sau} = mNa₂O + mH₂O = 6,2 + 193,8 = 200 (g)

Dung dịch A thu được là dung dịch NaOH

Nồng độ phần trăm C%NaOH = m_NaOH/m_ddsau.100% = 8/200.100% = 4 %

Câu 3. Cho a gam P₂O₅ tác dụng với 507 ml dung dịch NaOH 2M, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch A. Cô cạn dung dịch A thu được 6a gam chất rắn. Giá trị của a là

Giải:

Xét trường hợp 1:

P₂O₅và NaOH pứ vừa đủ tạo muối:

n_H2O = n_NaOH = 1,014 mol.

P₂O₅+ H₂O → 2H₃PO₄

a/142 → 2a/142 mol

Có thể xảy ra các phương trình hóa học sau:

H₃PO₄ + NaOH → NaH₂PO₄+ H₂O (3)

H₃PO₄ + 2NaOH → Na₂HPO₄+ 2H₂O (4)

H₃PO₄ + 3NaOH → Na₃PO₄+ 3H₂O (5)

Áp dụng bảo toàn khối lượng ta có:

m_H3PO4 + m_NaOH= m_rắn + m_H2O

(2a/142).98 + 1,014.40 = 6a + 1,014.18

→ a = 13,772 gam (loại).

Trường hợp 2: Chất rắn gồm: NaOH dư; Na₃PO₄

P₂O₅ + 6NaOH→ 2Na₃PO₄ + 3H₂O

a/142 1,014 2a/142 3a/142

Áp dụng bảo toàn khối lượng:

m_P2O5 + m_NaOHbđ = m_rắn + m_H2O

a + 0.507.2.40 = 3a + 18.6a/142 => a = 17,04 gam.

Câu 4. Đốt hoàn toàn m gam photpho trong oxi dư, rồi cho sản phẩm tác dụng với dung dịch NaOH dư, thu được 41,0 gam muối. Giá trị của m là

Giải:

Phương trình phản ứng xảy ra

4P + 5O₂ → 2P₂O₅

P₂O₅+ 6NaOH dư → 2Na₃PO₄ + 3H₂O

=> n_Na3PO4 = 41/164 = 0,25 (mol)

Bảo toàn nguyên tố P ta có

n_P = n_Na3PO4 = 0,25 (mol)

=> m_P = 0,25.31 = 7,75 (gam)

Câu 5. Cho 7,1 gam P₂O₅ vào 100 ml dung dịch NaOH 1,5M thu được dung dịch X. Cô cạn dung dịch X được hỗn hợp gồm các chất là

Giải:

Ta có

n_P2O5 = 0,05 mol;

n_NaOH= 0,15 mol = 3n_P2O5

=> Phản ứng tạo ra 2 muối là NaH₂PO₄ và Na₂HPO₄

Phương trình phản ứng

P₂O₅ + 2NaOH + H₂O → 2NaH₂PO₄

P₂O₅ + 4NaOH → 2Na₂HPO₄ + H₂O

Câu 6. Trộn 3 dung dịch HCl 0,3M; H₂SO₄ 0,2M; và H3PO4 0,1M với những thể tích bằng nhau thu được dung dịch A. Để trung hòa 300 ml dung dịch A cần vừa đủ V ml dung dịch B gồm NaOH 0,2M và Ba(OH)₂0,1M. Giá trị của V là

Giải:

Thể tích mỗi axit là 100ml

n_H+ = n_HCl + 2n_H2SO4+ 3n_H3PO4= 0,1.0,3+ 2.0,2.0,1+ 3.0,1.0,1 = 0,1 mol

n_OH-= (V.0,1+2.0,2.V)/1000 mol

H⁺+ OH- → H₂O

Theo phương trình: n_H+= n_OH–

nên 0,1= (V.0,1 + 2.0,2.V)/1000 suy ra V= 200 ml

Câu 7. Cho 22 gam NaOH vào dung dịch chứa 19,6 gam H₃PO₄. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, đem cô cạn dung dịch. Khối lượng từng muối khan thu được là

Giải:

n_NaOH = 22/40 = 0,55 mol;

n_H3PO4 = 19,6/98 = 0,2 mol

Ta có: 2< n_NaOH/n_H3PO4 = 0,55/0,2 = 2,75 < 3 phản ứng sinh ra 2 muối là Na₂HPO₄ (x mol) và Na₃PO₄ (y mol)

Phương trình hóa học

2NaOH + H₃PO₄ → Na₂HPO₄ + 2H₂O

2x ← x ← x

3NaOH + H₃PO₄→ Na₃PO4 + 3H₂O

3y ← y ← y

n_NaOH = 2x + 3y = 0,55 (1)

n_H3PO4 = x + y = 0,2 (2)

Từ (1) và (2) → x = 0,05; y = 0,15