Phương trình phản ứng: P + HNO3 → H3PO4 + NO2 + H2O

16/09/202416/09/2024

16/09/2024

Cho P tác dụng với dung dịch axit HNO3 đậm đặc, chất rắn màu trắng Photpho (P) tan dần và xuất hiện khí nâu đó Nito dioxit (NO2). Dưới đây là thông tin chi tiết về phản ứng hoá học: P + HNO3 → H3PO4 + NO2 + H2O.

Mục lục bài viết

1 1. P + HNO3 → H3PO4 + NO2 + H2O:

2 2. Tính chất hóa học của Photpho:

2.1 2.1. Tính oxi hóa:
2.2 2.2. Tính khử:

3 3. Bài tập vận dụng liên quan:

1. P + HNO3 → H3PO4 + NO2 + H2O:

Phương trình phản ứng:

P + 5HNO₃ → H₃PO₄ + 5NO₂ + H₂O.

Để cân bằng phương trình hóa học P + HNO3 → H3PO4 + NO2 + H2O, ta cần đảm bảo số lượng nguyên tử các nguyên tố trên cả hai bên phương trình bằng nhau.

Bước 1: Cân bằng nguyên tố không thuộc phân tử Trên phương trình ban đầu, chỉ có nguyên tố phosphorus (P) xuất hiện ở một bên. Vì vậy, để cân bằng nguyên tố này, ta thêm hệ số 3 trước công thức của H3PO4: P + HNO3 → 3H3PO4 + NO2 + H2O

Bước 2: Cân bằng nguyên tố nitơ (N) Hiện tại, ta có 3 nguyên tử nitơ (N) ở bên phải phương trình (trong NO2 và HNO3). Vậy, ta thêm hệ số 2 trước HNO3 để cân bằng số nguyên tử nitơ: P + 2HNO3 → 3H3PO4 + NO2 + H2O

Bước 3: Cân bằng nguyên tử oxi (O) Hiện tại, ta có 12 nguyên tử oxi (O) ở bên phải phương trình (12 trong H3PO4 và 1 trong H2O). Vậy, ta thêm hệ số 6 trước H2O để cân bằng số nguyên tử oxi: P + 2HNO3 → 3H3PO4 + NO2 + 6H2O

Sau các bước trên, phương trình đã được cân bằng: P + 2HNO3 → 3H3PO4 + NO2 + 6H2O

Điều kiện phản úng xảy ra: Nhiệt độ thường

Hiện tượng phản ứng: Cho P tác dụng với dung dịch axit HNO₃ đậm đặc, chất rắn màu trắng Photpho (P) tan dần và xuất hiện khí nâu đó Nito dioxit (NO₂).

2. Tính chất hóa học của Photpho:

Các mức oxi hóa có thể có của P: -3, 0, + 3, +5

P trắng hoạt động hơn P đỏ (vì P trắng có kiểu mạng phân tử còn P đỏ có cấu trúc kiểu polime)

2.1. Tính oxi hóa:

– Tác dụng với kim loại hoạt động mạnh:

2P^o + 3Ca $overset{t^{circ } }{rightarrow}$ Ca₃P₂^-3(canxi photphua)

Xem thêm: Fe(NO3)2 + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + H2O

2P^o+ 3Ca $overset{t^{circ } }{rightarrow}$ Ca₃P₂⁻³(canxi photphua)

2.2. Tính khử:

– Tác dụng với oxi: 4P^o + 5O₂ $overset{t^{circ } }{rightarrow}$ 2P₂O₅ (diphotphopentaoxit)

Lưu ý: P trắng phản ứng được ở ngay nhiệt độ thường và có hiện tượng phát quang quang học

P đỏ chỉ phản ứng khi nhiệt độ > 250^oC

– Phản ứng với halogen:

2P + 3Cl₂ thiếu → 2PCl₃

2P + 5Cl₂ dư →2PCl₅

– Tác dụng với hợp chất: P + 5HNO₃ → H₃PO₄ + 5NO₂ + H₂O

3. Bài tập vận dụng liên quan:

Phương trình hóa học cho phản ứng P + HNO3 → H3PO4 + NO2 + H2O là phản ứng oxi hóa của P bởi axit nitric. Để giải phương trình này, ta cần cân bằng số lượng nguyên tử trên cả hai phía của phản ứng. Dưới đây là cách giải phương trình:

1. Kiểm tra số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố trên cả hai phía của phản ứng: Phía trái: 1 P, 1 H, 1 N, 3 O Phía phải: 1 P, 2 H, 1 N, 4 O

2. Bắt đầu bằng cách cân bằng nguyên tử của các nguyên tố không có trong ion hay phân tử: Phía trái: 1 P, 1 H, 1 N, 3 O Phía phải: 1 P, 2 H, 1 N, 4 O.

3. Tiếp theo, cân bằng nguyên tử oxy bằng cách thêm các hệ số phù hợp vào các phân tử hoặc ion có chứa oxy: Phía trái: 1 P, 1 H, 1 N, 3 O Phía phải: 1 P, 2 H, 1 N, 5 O

4. Cuối cùng, cân bằng nguyên tử hydro bằng cách thêm hệ số phù hợp vào các phân tử hoặc ion có chứa hydro: Phía trái: 1 P, 1 H, 1 N, 3 O Phía phải: 1 P, 4 H, 1 N, 5 O

Câu 1. Cho Fe phản ứng với dung dịch HNO₃ đặc, nóng thu được một chất khí màu nâu đỏ (sản phẩm khử duy nhất) chất khí đó là

A. NO₂

B. N₂O

C. N₂

D. NH₃

Đáp án A

N₂, N₂O, NH₃ đều là khí không màu.

NO₂ là khí có màu nâu đỏ.

Phương trình phản ứng minh họa

Fe + 6HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + 3NO₂↑ + 3H₂O

Câu 2. Axit H₃PO₄ và HNO₃ cùng phản ứng được với tất cả các chất trong dãy nào dưới đây?

A. CuCl₂, KOH, NH₃, Na₂CO₃.

B. KOH, NaHCO₃, NH₃, ZnO.

C. MgO, BaSO₄, NH₃, Ca(OH)₂.

Xem thêm: Fe2O3 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + H2O

D. NaOH, KCl, NaHCO₃, H₂S.

Đáp án B

Axit H₃PO₄ và HNO₃ cùng phản ứng được với KOH, NaHCO₃, NH₃, ZnO

A sai vì CuCl₂ không tác dụng với HNO₃

C sai vì BaSO₄ không tác dụng với HNO₃

D sai vì KCl không tác dụng với cả 2 axit

Câu 3. Tính chất nào sau đây không thuộc Axit H₃PO₄?

A. Ở điều kiện thường Axit H₃PO₄ là chất lỏng, trong suốt, không màu

B. Axit H₃PO₄ tan trong nươc theo bất kì tỉ lệ nào

C. Axit H₃PO₄ là Axit trung bình, phân li theo 3 nấc

D. Không thể nhận biết H₃PO₄ bằng dung dịch AgNO₃

Đáp án A

Axit photphoric là chất rắn ở dạng tinh thể trong suốt, không màu, dễ chảy rữa và tan vô hạn trong nước.

Câu 4. Có các lọ mất nhãn chứa dung dịch các chất AlCl₃, ZnCl₂, NaCl, MgCl₂. Thuốc thử dùng để phân biệt các lọ trên là:

A. Cho từ từ đến dư dd NH₃ vào các chất.

B. Cho từ từ đến dư dd KOH vào các chất

C. Cho từ từ đến dư dd AgNO₃ vào các chất

D. Cho từ từ đến dư dung dịch NaOH vào các chất.

Đáp án A

Cho từ từ đến dư dd NH₃ vào các muối

+ Dung dịch xuất hiện kết tủa keo trắng là AlCl₃

AlCl₃ + 3NH₃ + 3H₂O → Al(OH)₃↓ trắng keo + 3NH₄Cl

+ Dung dịch xuất hiện kết tủa trắng, sau đó kết tủa tan dần khi thêm NH₃ dư là ZnCl₂

ZnCl₂ + 2NH₃ + H₂O → Zn(OH)₂↓trắng + 2NH₄Cl

Zn(OH)₂ + 4NH₃ → [Zn(NH₃)₄](OH)₂ (phức tan)

+ Dung dịch xuất hiện kết tủa màu nâu đỏ là FeCl₃

FeCl₃ + 3NH₃+ 3H₂O → Fe(OH)₃↓nâu đỏ + 3NH₄Cl

+ Dung dịch xuất hiện kết tủa xanh lam sau đó kết tủa tan dần tạo thành dd xanh thẫm là CuCl₂

CuCl₂ + 4NH₃ → [Cu(NH₃)₄](OH)₂ (phức tan màu xanh thẫm)

+ Dung dịch không có hiện tượng gì là NaCl

Câu 5. Phân biệt 5 dung dịch riêng biệt sau: NH₄NO₃; (NH₄)₂SO₄; NaCl; Mg(NO₃)₂ và FeCl₂ bằng

A. BaCl₂

B. NaOH

C. Ba(OH)₂

Xem thêm: FeO + HNO3 → Fe(NO3)3 + N2O + H2O

D. AgNO₃

Đáp án C

Sử dụng Ba(OH)₂ để nhận biết 5 dung dịch trên

	NH₄NO₃	(NH₄)₂SO₄	NaCl	Mg(NO₃)₂	FeCl₂
Ba(OH)₂	↑ mùi khai	↑ mùi khai và ↓ trắng	Không hiện tượng gì	↓ trắng	↓ trắng xanh

Phương trình phản ứng xảy ra

_{2NH4NO3 + Ba(OH)2 → Ba(NO3)2 + 2NH3↑ + 2H2O}

(NH₄)₂ SO ₄ + Ba(OH)₂ → BaSO₄ + 2NH₃ + 2H₂O

Ba(OH)₂ + Mg(NO₃)₂ → Ba(NO₃)₂ + Mg(OH)₂

Ba(OH)₂ + FeCl₂ → BaCl₂ + Fe(OH)₂↓

Câu 6. Để loại bỏ P còn dính lại trong các dụng cụ thí nghiệm, người ta ngâm các dụng cụ đó trong dung dịch CuSO₄. Khi đó xảy ra phản ứng:

P + CuSO₄ + H₂O → H₃PO₄ + Cu + H₂SO₄ (1).

Sau khi đã cân bằng, tổng đại số các hệ số trong phương trình phản ứng (1) là

A. 27.

B. 23

C. 21.

D. 19.

Đáp án A

⁰P + ⁺²CuSO₄+ H₂O → H₃⁺⁵PO₄+ ⁰Cu + H₂SO₄

2.|P→⁺⁵P + 5e

5.|⁺²Cu + 2e → Cu

=> Phương trình hóa học:

2P + 5CuSO₄ + 8H₂O → 2H₃PO₄ + 5Cu + 5H₂SO₄

=> Tổng hệ số cân bằng = 27

Câu 7. HNO₃ tinh khiết là chất lỏng không màu, nhưng dung dịch HNO₃ để lâu thường ngả sang màu vàng là do

A. HNO₃ tan nhiều trong nước.

B. khi để lâu thì HNO₃ bị khử bởi các chất của môi trường

C. dung dịch HNO₃ có tính oxi hóa mạnh.

D. dung dịch HNO₃ bị phân hủy 1 phần tạo thành một lượng nhỏ NO₂.

Đáp án D

HNO₃ tinh khiết là chất lỏng không màu, nhưng dung dịch HNO₃ để lâu thường ngả sang màu vàng là do dung dịch HNO₃ bị phân hủy 1 phần tạo thành một lượng nhỏ NO₂.

Câu 8. Đốt 6,2 gam P trong oxi dư rồi hòa tan toàn bộ oxit vào 85,8 gam nước. Nồng độ phần trăm của dung dịch thu được là:

A. 19,6%.

B. 6,7%.

C. 21,3%.

D. 9,8%.

Đáp án A

n_P = 0,2 mol

P → 1/2P₂O₅ → H₃PO₄

0,2 → 0,1 → 0,2 mol

m_{dd sau phản ứng}= m_P2O5 + m_H2O = 0,1.142 + 85,8 = 100 gam

=> C% dd H₃PO₄ = 0,2.98/100.100% = 19,6%