Chương 2: NITƠ – PHÔT PHO
Baøi 1 : Nit ơ
I-CẤU TẠO PHÂN TỬ
- Cấu hình electron : 1s
2
2s
2
2p
3
- CTCT : N ≡ N CTPT : N
2
II-TÍNH CHẤT VẬT LÝ
- Là chất khí không màu , không mùi , không vị, hơi nhẹ hơn không khí ( d = 28/29) , hóa lỏng ở -196
o
C.
- Nitơ ít tan trong nước , hoá lỏng và hoá rắn ở nhiệt độ rất thấp .Không duy trì sự cháy và sự hô hấp .
III-TÍNH CHẤT HOÁ HỌC
1- Tính oxi hoá : Phân tử nitơ có liên kết ba rất bền, nên nitơ khá trơ về mặt hóa học ở nhiệt độ thường.
a) Tác dụng với hidrô :
Ở nhiệt độ cao , áp suất cao và có xúc tác .Nitơ phản ứng với hidrô tạo amoniac . Đây là phản ứng thuận nghịch và toả nhiệt :
N
2
+ 3H
2
2NH
3
∆H = -92KJ
b)Tác dụng với kim loại
- Ở nhiệt độ thường nitơ chỉ tác dụng với liti tạo liti nitrua : 6Li + N
2
O , N
2
O
3
, N
2
O
5
không điều chế được trực tiếp từ niơ và oxi
IV- ĐIỀU CHẾ :
a) Trong công nghiệp: Nitơ đ ược sản xuất bằng cách chưng cất phân đoạn không khí lỏng
b) Trong phòng thí nghiệm : Nhiệt phân muối nitrit
NH
4
NO
2→ N
2
+ 2H
2
O
NH
4
Cl + NaNO
2
→ N
2
+ NaCl +2H
A. Không khí B.NH
3
,O
2
C.NH
4
NO
2
D.Zn và HNO
3
Câu 4. N
2
thể hiện tính khử trong phản ứng với : A. H
2
B. O
2
C. Li D. Mg
Câu 5. Một oxit Nitơ có CT NO
x
trong đó N chiếm 30,43% về khối lượng. Công thức của oxit Nitơ đó là :
A. NO B. NO
2
C. N
2
O
2
D. N
2
O
5
2
, NO
C/ NH
4
Cl, NO, NO
2
, N
2
O
3
, HNO
3
D/ NH
4
Cl, N
2
O, N
2
O
3
, NO
2
, HNO
3
Câu 9. Xác định chất (A) và (B) trong chuỗi sau :
N
2
o
2
D/ (A) là N
2
, (B) là NO
2
Câu 10. Trộn 200 ml dung dịch natri nitrat 3M với 200 ml dung dịch amoniclorua 2M rồi đun nóng cho đến khi phản ứng
thực hiện xong. Xác định thể tích khí sinh ra (đkc) và nồng độ mol của các muối trong dung dịch sau phản ứng.
1
t
o
,p,xt0
–3
0
–3
+2
0
+2 +4
t
o
t
o
Câu 11. Ngun tố nitơ có số oxi hóa là bao nhiêu trong các hợp chất sau: NO, NO
2
, NH
3
, NH
4
Cl, N
2
O , N
2
được cho qua bột sắt nung nóng thì có 60% H
2
tham gia phản ứng.Hảy xác định
thành phần % theo thể tích các khí trong hỗn hợp tạo thành.
Câu 14. Cần lấy bao nhiêu lít N
2
và H
2
(đkc) để điều chế được 51g NH
3
. Biết hiệu suất phản ứng là 25%.
Bài 2: Amoniac và muối amoni
A. AMONIAC : Trong phân tử NH
3
, N liên kết với ba ngun tử hidro bằng ba liên kết cộng hóa trị có cực. NH
3
có cấu
tạo hình chóp với ngun tử Nitơ ở đỉnh. Nitơ còn một cặp electron hóa trị là ngun nhân tính baz của NH
3
.
I. Tính chất vật lí:
Là chất khí khơng màu, có mùi khai xốc, nhẹ hơn khơng khí.
Tan rất nhiều trong nước ( 1 lít nước hòa tan được 800 lít khí NH
3
)
Amoniac hòa tan vào nước thu được dung dịch amoniac.
II. Tính chất hóa học:
1- Tính bazơ yếu:
a) Tác dụng với nước: NH
3
3+
+ 3NH
3
+ 3H
2
O → Al(OH)
3
↓ + 3NH
4
+
c) Tác dụng với axit: → muối amoni:
NH
3
+ HCl → NH
4
Cl (amoni clorua) 2NH
3
+ H
2
SO
4
→ (NH
4
)
2
SO
4
( amoni sunfat)
2. Tính khử:
a) Tác dụng với oxi: 4NH
4
Cl
III. Điều chế:
1. Trong phòng thí nghiệm:Bằng cách đun nóng muối amoni với Ca(OH)
2
2NH
4
Cl + Ca(OH)
2
→
o
t
CaCl
2
+ 2NH
3
↑ + 2H
2
O
2. Trong công nghiệp:Tổng hợp từ nitơ và hiđro: N
2
(k) + 3H
2
(k) 2NH
3
(k) ∆H < O
o Nhiệt độ: 450 – 500
0
C
t
2NH
3
+ 2H
2
O + Na
2
SO
4 ;
NH
4
+
+ OH
-
→ NH
3
↑ + H
2
O
2 Phản ứng nhiệt phân:
- Muối amoni chứa gốc của axit không có tính oxi hóa khi đun nóng bò phân hủy thành NH
3
Thí d ụ : NH
4
Cl(r)
→
o
t
NH
3
O ; NH
4
HCO
3
được dùng làm xốp bánh.
- Muối amoni chứa gốc của axit có tính oxi hóa như axit nitrơ, axit nitric khi bò nhiệt phân cho ra N
2
, N
2
O ( đinitơ oxit)
Thí dụ: NH
4
NO
2
→
o
t
N
2
+ 2H
2
O NH
4
NO
3
→
o
t
3
KNO
3
b) NH
3
HCl NH
4
Cl NH
3
Cu Cu(NO
3
)
2
c) Khí Add A B Khí A C D + H
2
O
2. Hoàn thành các phương trình phản ứng hóa học sau đây
a) ? + OH
-
NH
3
+ ?
b) (NH
4
)
3
PO
4
NH
3
NH
3
+ CO
2
+ H
2
O
3. Cho lượng dư khí NH
3
đi từ từ qua ống sứ chứa 3,2g CuO nung nóng đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn ,thu được chất rắn
A và hỗn hợp khí .Chất A phản ứng vừa đủ với 20 ml dd HCl 1 M.
a) Viết phương trình hóa học của phản ứng?
b) Tính thể tích khí nitơ (đkc) được tạo thành sau phản ứng?
4. Dẫn 1,344 l NH
3
vào bình chứa 0,672 l khí Clo (các khí đo ở đktc).
a) Tính % V hỗn hợp khí sau phản ứng ?
b) tính khối lượng muối amoni clorua thu được?
5. Cho dung dịch NH
3
(dư) vào 20ml dung dịch Al
2
(SO
4
)
3
, lọc lấy kết tủa và cho vào 10ml dung dịch NaOH 2M thì tan hết.
a) Viết phương trình hóa học xảy ra dưới dạng phân tử và ion rút gọn.
b) Tính nồng độ mol/lít của các ion Al
3+
CÂU H ỎI TRẮC NGHIỆM
Câu 1. NH
3
có thể phản ứng được với tất cả các chất trong nhóm nào sau đây (các đk coi như có đủ ):
A. HCl ,O
2
, Cl
2 ,
CuO ,dd AlCl
3.
B. H
2
SO
4
, PbO, FeO ,NaOH .
C. HCl , KOH , FeCl
3
, Cl
2
. D. KOH , HNO
3
, CuO , CuCl
2
.
Câu 2. Dung dịch NH
3
có thể tác dụng được với các dung dịch :
A. NaCl , CaCl
2
B. CuCl
+A NH
4
Cl +B NH
4
NO
3
Trong sơ đồ A ,B lần lượt là các chất :
A. HCl , HNO
3
B. CaCl
2
, HNO
3
C. BaCl
2
, AgNO
3
D. HCl , AgNO
3
Câu 5. Khi cho NH
3
dư tác dụng với Cl
2
thu được:
A. N
2
, HCl B. HCl , NH
4
Cl C. N
2
3
+ HCl
loãng
Khí Z + NH
4
Cl + H
2
O
Các khí X ,Y ,Z thu được lần lượt là:
A. SO
2
, NO , CO
2
B. SO
3
, NO , NH
3
C. SO
2
, N
2
, NH
3
D. SO
3
, N
2
, CO
2
Câu 7. Cho các oxit : Li
2
HPO
4
C. (NH
4
)
3
PO
4
D.NH
4
H
2
PO
4
và(NH
4
)
2
HPO
4
Câu 9.
3
NH
có những tính chất đặc trưng nào trong số các tính chất sau:
3
t
0
t
CTCT: H - O – N
O Nitơ có số oxi hoá cao nhất là +5
II. Tính chất vật lý
- Là chất lỏng không màu, bốc khói mạnh trong không khí ẩm ; D = 1.53g/cm
3
- Axit nitric không bền, khi có ánh sáng , phân huỷ 1 phần: 4HNO
3
→ 4NO
2
+ O
2
+ 2H
2
O
Do đó axit HNO
3
cất giữ lâu ngày có màu vàng do NO
2
phân huỷ tan vào axit.
→ Cần cất giữ trong bình sẫm màu, bọc bằng giấy đen…
- Axit nitric tan vô hạn trong nước (HNO
3
đặc có nồng độ 68%, D = 1,40 g/cm
3
).
III. Tính chất hoá học
1. Tính axit: Là một trong số các axit mạnh nhất, trong dung dịch: HNO
3
H
3
→ Ca(NO
3
)
2
+ CO
2
+ H
2
O
2. Tính oxi hoá: Tuỳ vào nồng độ của axit và bản chất của chất khử mà HNO
3
có thể bò khử đến: NO, NO
2
, N
2
O, N
2
,
NH
4
NO
3
.
a) Với kim loại: HNO
3
oxi hoá hầu hết các kim loại ( trừ vàng và platin ) không giải phóng khí H
2
, do ion NO
3
2
O.
- Khi tác dụng với những kim loại có tính khử mạnh hơn như : Mg, Zn, Al….
+ HNO
3
đặc bò khử đến NO
2
;
+ HNO
3
loãng có thể bị khử đến N
2
O , N
2
hoặc NH
4
NO
3
.
+ Fe, Al bò thụ động hoá trong dung dòch HNO
3
đặc nguội.
b) Với phi kim: Khi đun nóng HNO
3
đặc có thể tác dụng được với C, P, S…
Ví dụ: S + 6HNO
3
(đ) → H
2
SO
2
O 3H
2
S + 2HNO
3(d)
→ 3S + 2NO + 4H
2
O
- Nhiều hợp chất hữu cơ như giấy, vải, dầu thơng… bốc cháy khi tiếp xúc với HNO
3
đặc.
V. Điều chế
4
0
t
1-Trong phòng thí nghiệm: NaNO
3
r + H
2
SO
4
đ HNO
3
+ NaHSO
4
2- Trong công nghiệp: - Được sản xuất từ amoniac: NH
3
→ NO → NO
2
→ 4HNO
3
.
Dung dòch HNO
3
thu được có nồng độ 60 – 62%. Chưng cất với H
2
SO
4
đậm đặc thu được dung dịch
HNO
3
96 – 98% .
B. MUỐI NITRAT
1. Tính chất vật lý: Dễ tan trong nước , là chất điện li mạnh trong dung dòch, chúng phân li hoàn toàn thành các ion
Ví dụ: Ca(NO
3
)
2
→ Ca
2+
+ 2NO
3
-
- Ion NO
3
-
không có màu, màu của một số muối nitrat là do màu của cation kim loại. Một số muối nitrat dễ bò chảy rữa
như NaNO
→ 2CuO + 4NO
2
+ O
2
c) Muối của những kim loại kém hoạt động ( sau Cu ) :
Nitrat → kim loại + NO
2
+ O
2
2AgNO
3
→
2Ag + 2NO
2
+ O
2
3. Nhận biết ion nitrat (NO
3
–
)
Trong mơi trường axit , ion NO
3
–
thể hiện tinh oxi hóa giống như HNO
3
. Do đó thuốc thử dùng để nhận biết ion NO
3
–
)
2
SO
4
→ NH
3
→ NO → NO
2
→ HNO
3
→ NaNO
3
→NaNO
2
b) NH
4
Cl → NH
4
NO
3
→ N
2
→ NH
3
→ Cu → Cu(NO
3
)
2
→CuO
c) NaNO
3
→ KalO
2
2. Bổ túc và cân bằng các phương trình hóa học sau:
a) Ag + HNO
3
(đặc) → NO
2
+ ? + ?
b) Ag + HNO
3
(lỗng) → NO + ? + ?
c) Al + HNO
3
→ N
2
O + ? + ?
d) Zn + HNO
3
→ NH
4
NO
3
+ ? + ?
e) FeO + HNO
3
→ NO + Fe(NO
3
)
+ NO + H
2
O
3. Bằng phương pháp hóa học hãy nhận biết :
a) Các dung dịch : NH
3
, (NH
4
)
2
SO
4
, NH
4
Cl ,Na
2
SO
4
.
5
0
t
0
t
0
t
0
t
0
t
4
, Na
2
SO
4
, NaCl.
4. Những cặp chất nào sau đây khơng tồn tại trong dung dịch. Viết phương trình ion thu gọn.
a) NH
4
NO
3
+ Ca(OH)
2
b) Cu(NO
3
)
2
+ KOH
c) NaNO
3
+ HCl d) KNO
3
+ H
2
SO
4
+ Cu
e
*
) Al(NO
1M thì thu được 0,448 lít một khí
không màu hóa nâu ngoài không khí.
a. Tìm thành phần phần trăm khối lượng của mỗi chất có trong hh rắn A.
b. Tìm C
M
của dung dòch muối và dung dòch HNO
3
sau phản ứng ( coi thể tích dung dòch sau phản ứng không thay đổi).
8. Từ NH
3
điều chế HNO
3
qua 3 giai đoạn .
a) Viết phương trình điều chế .
b) Tính khối lượng dung dịch HNO
3
60% điều chế được từ 112000 lít NH
3
(đkc) biết H
p/ứng
= 80%
9. Hồ tan hồn tồn 3,84 kim loại M trong dung dịch HNO
3Ldư
thu được 0,896 lít khí NO(đkc), cơ cạn dung dịch sau phản
ứng thu được m gam muối khan .Xác định kim loại M và giá trị m .
10. Hồ tan hết 9,6g Cu người ta dùng một lượng vừa đủ 250ml dd Axit HNO
3
thu được khí NO và dd A.
a- Tính thể tích khí NO sinh ra ở 27,3oC và 2,2atm.
b- Tính nồng độ mol/l dd HNO
c) Cho khí sinh ra hấp thụ hồn tồn vào 193,52g dd NaOH 3,1% được dd X .Tính C% chất tan trong dung dịch X?
14. Cho 2,16g Mg tác dụng với dd HNO
3
dư, sau khi phản ứng xảy ra hồn tồn thu được 0,896 lít khí NO (đkc) và dung dịch
X .Tính khối lượng muối khan thu được khi làm bay hơi dung dịch X?
15. Hỗn hợp X gồm Fe và MgO .Hồ tan hồn tồn X vào dung dịch HNO
3
vừa đủ thu được 0,112 lít khí khơng màu hố nâu
ngồi khơng khí ( đo 27,3
o
C ; 6,6 atm). Hỗn hợp muối cơ cạn cân nặng 10,2g.
a) Xác định % khối lượng muối trong hỗn hợp?
b) Tính V dung dịch HNO
3
0,8M phản ứng ?
16.
a)Tổng hệ số cân bằng của phản ứng sau là:
3 3 2 2 2
Cu + HNO Cu(NO ) + NO + H O→ ↑
A. 5 B. 8 C. 9 D. 10
b)Tổng hệ số cân bằng của phản ứng sau là:
3 3 2 2
Cu + HNO Cu(NO ) + NO + H O→ ↑
A. 5 B. 11 C. 9 D. 20
c)Tổng hệ số cân bằng của phản ứng sau là:
3 3 2 2 2
Mg + HNO Mg(NO ) + N O + H O→ ↑
A. 14 B. 24 C. 38 D. 10
d)Tổng hệ số cân bằng của các sản phẩm trong phản ứng sau là:
3 3 2 2 2
2 2 3
4 3 2
diphotpho trioxit
P O P O
+
+ →
Dư Oxi :
0 5
2 2 5
4 5 2
diphotpho pentaoxit
P O P O
+
+ →
Tác dụng với clo: Khi cho clo đi qua P nóng chảy, sẽ thu được các hợp chất photpho clorua:
Thiếu clo :
0 3
2 3
2 3 2
photpho triclorua
P Cl PCl
+
+ →
Dư clo :
0 5
2 5
2 5 2
photpho pentaclorua
P Cl PCl
+
+ H
2
PO
4
-
k
1
= 7, 6.10
-3
H
2
PO
4
-
H
+
+ HPO
4
2-
k
2
= 6,2.10
-8
nấc 1 > nấc 2 > nấc 3
HPO
4
2-
H
+
+ PO
2
O
H
3
PO
4
+ 3NaOH → Na
3
PO
4
+ 3H
2
O
3. Điều chế :
a) Trong phòng thí nghiệm: P + 5HNO
3
→H
3
PO
4
+ H
2
O + 5NO
2
b) Trong công nghiệp:
+ Cho H
2
SO
4
đặc tác dụng với quặng photphorit hoặc quặng apatit: Ca
O
5
rồi cho P
2
O
5
tác dụng
với nước : 4P + 5O
2
→ 2P
2
O
5
P
2
O
5
+ 3H
2
O → 2H
3
PO
4
C/ MUỐI PHÔTPHAT: Axít photphoric tạo ra 3 loại muối:
- Muối photphat trung hòa:Na
3
PO
4
, Ca
4
3-
Ag
3
PO
4
↓ (màu vàng)
1. Viết các phương trình phản ứng thực hiện sơ đồ chuyển hóa sau:
P
2
O
3
→ P
2
O
5
→ H
3
PO
4
→ Na
3
PO
4
→ Ag
3
PO
4
P
H
4
.
b) 4 dung dịch : Na
2
SO
4
, NaNO
3
, Na
2
SO
3
, Na
3
PO
4
.
3. Đốt cháy hoàn toàn 6,2g photpho trong oxi dư. Cho sản phẩm tạo thành tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH
32% tạo ra muối Na
2
HPO
4
.
a) Viết phương trình phản ứng xảy ra.
b) Tính khối lượng dung dịch NaOH đã dùng.
c) Tính nồng độ % của muối trong dung dịch thu được sau phản ứng .
4. Để thu được muối photphat trung hòa, cần lấy bao nhiêu ml dd NaOH 1,00M cho tác dụng với 50,0ml dung
dịch H
3
PO
A. H
+
, PO
4
3-
B. H
+
, H
2
PO
4
-
, PO
4
3-
C. H
+
, HPO
4
2-
, PO
4
3-
D. H
+
, H
2
PO
4
-
A. Apatit vµ photphorit. B.Photphorit vµ cacnalit. C. Apatit vµ ®olomit. D.Photphorit vµ ®olomit.
Câu 6. Thêm 0,15 mol KOH vào dung dịch chứa 0,1 mol H
3
PO
4
. Sau phản ứng, trong dung dịch có các muối:
A. KH
2
PO
4
và K
2
HPO
4
B. KH
2
PO
4
và K
3
PO
4
C. K
2
HPO
4
và K
3
PO
4