Công thức tính số mol OH- khi cho P2O5 tác dụng với dung dịch kiềm hay nhất – Hóa học lớp 11

Công thức tính số mol OH- khi cho P₂O₅ tác dụng với dung dịch kiềm hay nhất – Hóa học lớp 11

Khi cho P₂O₅ tác dụng với dung dịch kiềm sẽ có những phản ứng nào xảy ra. Để giải chính xác dạng bài toán này ta cần nắm rõ các công thức nào? Bài viết dưới đây sẽ giúp các em hiểu rõ vấn đề này.

1. Công thức

Dạng bài tập P₂O₅ tác dụng với dung dịch kiềm thực chất là axit H₃PO₄ tác dụng với dung dịch kiềm. Do P₂O₅ tác dụng với nước có trong dung dịch kiềm:

3H₂O + P₂O₅ → 2H₃PO₄

Xét tỉ lệ T = $\frac{n_{O{H}^{-}}}{n_{H_{3}P{O}_4}}$

- Nếu T ≤ 1 thì tạo muối: $H_{2}P{O_4}^{-}$

- Nếu 1 < T < 2 thì tạo 2 muối: $H_{2}P{O_4}^{-}$ và $HP{O_4}^{2-}$

- Nếu T = 2 thì tạo muối: $HP{O_4}^{2-}$

- Nếu 2 < T < 3 thì tạo 2 muối: $HP{O_4}^{2-}$ và $P{O_4}^{3-}$

- Nếu T ≥ 3 thì tạo muối $P{O_4}^{3-}$

*Nếu cả hai chất tham gia đều hết: $n_{O{H}^{-}}$ = $n_{H_{2}O}$

          *Nếu OH^- dư: $n_{O{H}^{-}}$_p/ư = $n_{H_{2}O}$= 3. $n_{H_{3}P{O}_4}$

Ví dụ:

A. 50,60 gam.           

B. 57,20 gam.        

C. 52,70 gam.       

D. 60,05 gam.

Hướng dẫn giải:

Ta có: $n_{P_2{O}_5}$= 0,15 mol →$n_{H_{3}P{O}_4}$ = 2. $n_{P_2{O}_5}$= 0,3 mol.

Ta có n_NaOH = 440.0,1 = 44 gam → n_NaOH = 1,1 mol.

Xét   T = $\frac{n_{NaOH}}{n_{H_{3}P{O}_4}}=\frac{1,1}{0,3}=3,667$ > 3       → NaOH dư (phản ứng chỉ tạo muối Na₃PO₄)

Phương trình hóa học: 3NaOH + H₃PO₄ → Na₃PO₄ + 3H₂O

→ $n_{H_{2}O}$ = 3$n_{H_{3}P{O}_4}$= 0,9 mol

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

$m_{H_{3}P{O}_4}+m_{NaOH}=m_r+m_{H_{2}O}$

→ m_rắn = 0,3.98 + 44 – 0,9.18 = 57,2 gam 

→ Chọn B

2. Bạn nên biết

Khi cho H₃PO₄ tác dụng với NaOH có thể xảy ra các phản ứng sau:

OH^- + H₃PO₄ → H₂PO₄^- + H₂O

2OH^- + H₃PO₄ → HPO₄^2- + 2H₂O

3OH + H₃PO₄ → PO₄^3- + 3H₂O

3. Kiến thức mở rộng

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng và bảo toàn nguyên tố để giải bài tập.

Định luật bảo toàn khối lượng: $m_{H_{3}P{O}_4}+m_{NaOH}=m_r+m_{H_{2}O}$

Định luật bảo toàn nguyên tố: n_P =$n_{H_{3}P{O}_4}$ = 2. ;      

n_{NaOH (hoặc KOH)} =$n_{O{H}^{-}}$

4. Bài tập minh họa

Câu 1:

A. 6,886.                  

B. 7,81.                 

C. 8,52.                

D. 12,78.

Hướng dẫn giải:

Đặt $n_{P_2{O}_5}$ = a →$m_{P_2{O}_5}$ = m = 142a (1)

Ta có $n_{H_{3}P{O}_4}$ = 2. $n_{P_2{O}_5}$= 2a → n_{NaOH phản ứng} = 6a = $n_{H_{2}O}$

→ n_{NaOH bđ} = 0,2535.2 mol

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng

$m_{H_{3}P{O}_4}+m_{NaOH}=m_r+m_{H_{2}O}$

→ 98.2a + 40.0,2535.2 = m_r + 18.6a

→ 3m – 88a = 20,28 (2)

Từ (1) và (2) → m = 8,52 gam;        a = 0,06 mol

→ Chọn C

Câu 2:

A. 14,2 gam                    

B. 15,8 gam                

C. 16,4 gam             

D. 11,9 gam

Hướng dẫn giải:

n_NaOH = 0,2 mol;   $n_{H_{3}P{O}_4}$= 0,1 mol

Xét  T = $\frac{n_{O{H}^{-}}}{n_{H_{3}P{O}_4}}$ = $\frac{0,2}{0,1}=2$→ hai chất phản ứng hết → Tạo một muối là Na₂HPO₄

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố P:  

n_p = $n_{N{a}_{2}HP{O}_4}=$ $n_{H_{3}P{O}_4}$= 0,1 mol

→ $m_{N{a}_{2}HP{O}_4}$= 142.0,1 = 14,2 gam

→ Chọn A