CHUYÊN ĐỀ 2. NITƠ - PHOTPHO A. PHẦN LÝ THUYẾT I. NITƠ 1. Vị trí - cấu hình electron nguyên tử - Vị tí: Nitơ ở ô thứ 7, chu kỳ 2, nhóm VA của bảng tuần hoàn. - Cấu hình electron: 1s 2 2s 2 2p 3 . - Công thức cấu tạo của phân tử: N≡N. 2. Tính chất hóa học - Ở nhiệt độ thường, nitơ trơ về mặt hóa học, nhưng ở nhiệt độ cao nitơ trở nên hoạt động. - Trong các phản ứng hóa học nitơ vừa thể hiện tính oxi hóa vừa thể hiện tính khử. Tuy nhiên tính oxi hóa vẫn là chủ yếu. a. Tính oxi hóa (tác dụng với kim loại, H 2 ,…)             → (magie nitrua)                → ¬  b. Tính khử            → ¬  Khí NO sinh ra kết hợp ngay với O 2 không khí tạo ra NO 2 Trường THPT Bôn Ba GV. Nguyễn Mạnh Quang Thái Bình CHUYÊN ĐỀ 2. NITƠ - PHOTPHO            → 3. Điều chế a. Trong công nghiệp - Nitơ được điều chế bằng cách chưng cất phân đoạn không khí lỏng. b. Trong phòng thí nghiệm - Đun nóng nhẹ dung dịch bảo hòa muối amoni nitrit NH 4 NO 3 0 t → N 2 ↑ + 2H 2 O - Hoặc NH 4 Cl + NaNO 2 0 t → N 2 ↑ + NaCl + 2H 2 O II. AMONIAC - MUỐI AMONI 1. Amoniac a. Cấu tạo phân tử - Tính chất vật lý - Cấu tạo phân tử Trường THPT Bôn Ba GV. Nguyễn Mạnh Quang Thái Bình CHUYÊN ĐỀ 2. NITƠ - PHOTPHO - Tính chất vật lý: NH 3 là một chất khí, tan nhiều trong nước cho môi trường kiềm yếu. b. Tính chất hóa học  Tính bazơ yếu • Tác dụng với nước           → ¬  • Tác dụng với dung dịch muố i AlCl 3 + 3NH 3 + 3H 2 O → Al(OH) 3 ↓ + 3NH 4 Cl • Tác dụng với axit NH 3 + HCl → NH 4 Cl (khói trắng)  Tính khử                   →              → - Đồng thời NH 3 kết hợp ngay với HCl tạo thành khói trắng. c. Điều chế  Trong phòng thí nghiệm Trường THPT Bôn Ba GV. Nguyễn Mạnh Quang Thái Bình CHUYÊN ĐỀ 2. NITƠ - PHOTPHO 2NH 4 Cl + Ca(OH) 2 0 t → CaCl 2 + 2NH 3 ↑ + 2H 2 O  Trong công nghiệp            → ¬  ∆H<0  Các điều kiện áp dụng để sản xuất amoniac trong công nghiệp là - Nhiệt độ: 450 - 500 0 C - Áp suất cao: 200 - 300atm - Chất xúc tác: sắt kim loại trộn thêm Al 2 O 3 , K 2 O… 2. Muối amoni 1. Định nghĩa - Tính chất vật lý - Là chất tinh thể ion, gồm cation amoni + 4 NH và anion gốc axit - Tất cả đều tan trong nước và điện li hoàn toàn thành ion. 2. Tính chất hóa học • Tác dụng với dung dịch kiềm (NH 4 ) 2 SO 4 + 2NaOH 0 t → 2NH 3 ↑ + 2H 2 O + Na 2 SO 4 Trường THPT Bôn Ba GV. Nguyễn Mạnh Quang Thái Bình CHUYÊN ĐỀ 2. NITƠ - PHOTPHO NH 4 + + OH - → NH 3 ↑ + H 2 O Note: - Phản ứng này để nhận biết ion amoni và điều chế amoniac. • Phản ứng nhiệt phân NH 4 Cl 0 t → NH 3 (k) + HCl (k) (NH 4 ) 2 CO 3 0 t → NH 3 (k) + NH 4 HCO 3 (r) NH 4 HCO 3 0 t → NH 3 (k) + CO 2 (k) + H 2 O (k) NH 4 NO 2  0 t → N 2 + 2H 2 O NH 4 NO 3 0 t → N 2 O + 2H 2 O III. AXIT NITRIC 3.Cấu tạo phân tử - Tính chất vật lý a, Cấu tạo phân tử - Trong hợp chất HNO 3 , nguyên tố nitơ có số oxi hoá cao nhất là +5. Trường THPT Bôn Ba GV. Nguyễn Mạnh Quang Thái Bình CHUYÊN ĐỀ 2. NITƠ - PHOTPHO b. Tính chất vật lý - Axit nitric tinh khiết là chất lỏng không màu, bốc khói mạnh trong không khí ẩm. Axit nitric không bền lắm: khi đun nóng bị phân huỷ một phần theo phương trình: 4HNO 3 → 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O - Axit nitric tan trong nước theo bất kì tỉ lệ nào. Trên thực tế thường dùng loại axit đặc có nồng độ 68%, D = 1,40 g/cm  . 4. Tính chất hóa học a,Tính axit - Axit nitric là một axit mạnh. Có đầy đủ tính chất của một axit. CuO + 2HNO 3 → Cu(NO 3 ) 2 + H 2 O Ca(OH) 2 + 2HNO 3 → Ca(NO 3 ) 2 + 2H 2 O CaCO 3 + 2HNO 3 → Ca(NO 3 ) 2 + CO 2 + H 2 O b.Tính oxi hoá - Axit nitric là một trong những axit có tính oxi hoá mạnh. Tuỳ thuộc vào nồng độ của axit và bản chất của Trường THPT Bôn Ba GV. Nguyễn Mạnh Quang Thái Bình CHUYÊN ĐỀ 2. NITƠ - PHOTPHO chất khử mà HNO 3 có thể bị khử đến một số sản phẩm khác nhau của nitơ. • Tác dụng với kim loại - Khi tác dụng với kim loại có tính khử yếu như Cu, Pb, Ag, HNO 3 đặc bị khử đến NO 2 , còn HNO 3 loãng bị khử đến NO                        →                       → • Khi tác dụng với những kim loại có tính khử mạnh như Mg, Zn, Al, HNO 3 loãng có thể bị khử đến +1 2 N O , o 2 N hoặc -3 4 3 NH NO . Note: - Fe, Al bị thụ động hoá trong dung dịch HNO 3 đặc, nguội. • Tác dụng với phi kim + + + + → + +                 • Tác dụng với hợp chất − + + + →                       3. Điều chế Trường THPT Bôn Ba GV. Nguyễn Mạnh Quang Thái Bình CHUYÊN ĐỀ 2. NITƠ - PHOTPHO a. Trong phòng thí nghiệm NaNO 3 (r) + H 2 SO 4 (đặc) → HNO 3 + NaHSO 4 b. Trong công nghiệp - Quá trình sản xuất HNO 3 được sản xuất từ NH 3 gồm ba giai đoạn: • Giai đoạn 1: Oxi hóa NH 3 bằng oxi không khí tạo thành NO 4NH 3 + 5O 2 → 4NO + 6H 2 O • Giai đoạn 2: Oxi hoá NO thành NO 2 . 2NO + O 2 → 2NO 2 • Giai đoạn 3: Chuyển hoá NO 2 thành HNO 3 . 4NO 2 + 2H 2 O + O 2 → 4HNO 3 . IV. MUỐI NITRAT  Muối nitrat là muối của axit nitric.  Thí dụ : natri nitrat (NaNO 3 ), đồng (II) nitrat (Cu(NO 3 ) 2 ), 1.Tính chất vật lí - Tất cả các muối nitrat đều tan nhiều trong nước và là chất điện li mạnh.     !  !  → Trường THPT Bôn Ba GV. Nguyễn Mạnh Quang Thái Bình CHUYÊN ĐỀ 2. NITƠ - PHOTPHO 2.Tính chất hoá học - Muối nitrat của các kim loại hoạt động mạnh (kali, natri, canxi, ) bị phân huỷ thành muối nitrit và oxi: 2KNO 3   → 2KNO 2 + O 2 - Muối nitrat của kẽm, sắt, chì, đồng, bị phân huỷ thành oxit kim loại tương ứng, NO 2 và O 2 : 2Cu(NO 3 ) 2   → 2CuO + 4NO 2 + O 2 - Muối nitrat của bạc, vàng, thuỷ ngân, bị phân huỷ thành kim loại tương ứng, khí NO 2 và O 2 . 2AgNO 3   → 2Ag + 2NO 2 + O 2 3, Nhận biết ion nitrat • Để nhận ra ion −    người ta đun nóng nhẹ dung dịch chứa −   với Cu và H 2 SO 4 loãng: 3Cu + 8H + + −   → 3 Cu 2+ + 2NO↑ + 4H 2 O (xanh) (không màu) 2NO + O 2 →   (nâu đỏ) Note: - Phản ứng tạo dung dịch màu xanh và khí màu nâu đỏ thoát ra. Trường THPT Bôn Ba GV. Nguyễn Mạnh Quang Thái Bình CHUYÊN ĐỀ 2. NITƠ - PHOTPHO V. PHOTPHO 1. Vị trí - Cấu hình electron nguyên tử - Cấu hình electron: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 . - Vị trí: Ô thứ 15, nhóm VA, chu kỳ 3 trong bảng tuần hoàn. 2. Tính chất vật lý - Photpho có hai dạng thù hình: Photpho trắng và photpho đỏ. Tùy vào điều kiện mà P(t) có thể chuyển thành P (đ) và ngược lại. - P (t) kém bền hơn photpho đỏ. Do vậy để bảo quản P (t) người ta ngâm vào nước. 3. Tính chất hóa học - Trong các hợp chất, photpho có các số oxi hóa -3, +3, +5. - Trong các phản ứng hóa học photpho thể hiện tính oxi hóa hoặc tính khử. a. Tính oxi hóa        "! ! " → (canxi photphua) b. Tính khử - Tác dụng với oxi - Thiếu oxi: 0 0 +3 t 2 2 3 4P + 3O 2P O → - Dư oxi:         "   "  → Trường THPT Bôn Ba GV. Nguyễn Mạnh Quang Thái Bình [...]... apatit hoc photphoric Ca3(PO4 )2 + 3H2SO4 (c) 0 t 2H3PO4 + 3CaSO4 - sn xut axit photphoric vi tinh khit v nng cao hn ngi ta iu ch t P 4P P2O5 + + 5O2 3H2O 0 t 2P2O5 2H3PO4 2 Mui photphat a nh ngha - Mui photphat l mui ca axit photphoric Trng THPT Bụn Ba Thỏi Bỡnh GV Nguyn Mnh Quang CHUYấN 2 NIT - PHOTPHO - Mui photphat c chia thnh 3 loi: - Mui ihirophotphat NaH2PO4,NH4H2PO4, Ca(H2PO4 )2 - Mui hirophotphat... ơ H + + H 2 PO-4 H 2 PO-4 ơ H + + HPO 2 4 HPO 2- ơ H + + PO3 4 4 - Khi tỏc dng vi dung dch kim, tựy theo lng cht m to ra cỏc mui khỏc nhau H3PO4 + + NaOH NaH 2PO4 H2O Trng THPT Bụn Ba Thỏi Bỡnh GV Nguyn Mnh Quang CHUYấN 2 NIT - PHOTPHO H3PO4 H3PO4 + + + + 2NaOH Na 2HPO4 2H2O 3NaOH Na 3PO4 3H2O b, iu ch - Trong phũng thớ nghim P + + 5HNO3 H3PO4 + 5NO2 H2O - Trong cụng nghip - Cho axit sunfuric...CHUYấN 2 NIT - PHOTPHO - Tỏc dng vi Clo - Thiu clo: - D clo: 0 0 +3 t 2 P+ 3Cl 2 2 P Cl 3 0 +5 0 t 2 P+ 5Cl 2 2 P Cl 5 4 Trng thỏi t nhiờn - Trong t nhiờn photpho khụng tn ti di dng t do Hai khoỏng vt quan trng ca photpho l: photphorit Ca3(PO4 )2 v apatit 3Ca3(PO4 )2. CaF2 VI AXIT PHOTPHORIC - MUI PHOTPHAT 1 Axit photphoric a, Tớnh cht húa hc - L mt axit ba nc, cú mnh trung... a Supephotphat - Cú hai loi: supephotphat n v supephotphat kộp - Supephotphat n: Gm hai mui: Ca(H2PO4 )2 v CaSO4 - c iu ch bng cỏch cho qung photphorit hoc apatit tỏc dng vi axit H2SO4 c Ca3(PO4 )2 + + 2H 2SO4 (c) Ca(H2PO4 )2 CaSO4 - Supephotphat kộp: ú l mui Ca(H2PO4 )2 - c iu ch qua hai giai on Ca3(PO4 )2 + 3H2SO4 2H3PO4 3CaSO4 Ca3(PO4 )2 + Trng THPT Bụn Ba Thỏi Bỡnh H3PO4 3Ca(H2PO4 )2 GV Nguyn Mnh Quang... CHUYấN 2 NIT - PHOTPHO - dinh dng ca phõn m c ỏnh giỏ theo t l % v khi lng nguyờn t nit a Phõn m amoni - ú l cỏc mui amoni: NH4Cl, NH4NO3, (NH4)2SO4 - c iu ch bng cỏch cho NH 3 tỏc dng vi axit tng ng 2NH3 + H2SO4 (NH4)2SO4 b Phõn m nitrat - ú l cỏc mui nitrat: NaNO3, Ca(NO3 )2 - c iu ch bng phn ng gia axit HNO 3 v mui cacbonat tng ng CaCO3 + 2HNO3 Ca(NO 3 )2 + CO2 + 2H2O c Phõn m urờ - (NH2)2CO (cha... m tt nht hin nay - c iu ch bng cỏch cho NH3 tỏc dng vi CO nhit v ỏp sut cao 2NH3 + CO 0 t ,p (NH2)2CO H 2O - Trong t urờ dn chuyn thnh mui cacbonat Trng THPT Bụn Ba Thỏi Bỡnh GV Nguyn Mnh Quang + CHUYấN 2 NIT - PHOTPHO (NH2)2CO + 2H2O (NH4)2CO3 2 Phõn lõn - Phõn lõn cung cp nguyờn t P cho cõy di dng ion photphat ( PO ) 34 - dinh dng ca phõn lõn c ỏnh giỏ theo t l % khi lng P2O5 tng ng vi lng... y Cu0 Cu 2 + + 2e 2x x 0 3+ Al Al + 3e y 3y +4 ; N +5 + 1e N O 2 0.5 0.5 T ú ta cú h PT nh sau 2x + 3y = 0.5 x = 0.1 64x + 27 y = 9.1 y = 0.1 Kt qu Trng THPT Bụn Ba Thỏi Bỡnh GV Nguyn Mnh Quang CHUYấN 2 NIT - PHOTPHO a, %Al = m Al 0.1* 27 *100 = *100 = 29 .67% ; m hh 9.1 %Cu = 100 - %Al = 100 - 29 .67 = 70.33% b m Muối = m kim loại + m NO = 9.1 + 62 * 0.5 = 40.1 (gam) 3 II Bi tp v P2O5, H3PO4... P2O5, H3PO4 tỏc dng vi dung dch kim H3PO4 + NaOH NaH2PO4 + H2O H3PO4 + 2NaOH Na2HPO4 + 2H2O H3PO4 + 3NaOH Na3PO4 + 3H2O t T= n OH n H3PO4 Nu T 1 Nu 1 < T < 2 to mui duy nht NaH2PO4 to hn hp hai mui NaH2PO4 v Na2HPO4 Nu T = 2 Nu 2 < T < 3 to mui duy nht Na2HPO4 to hn hp hai mui Na2HPO4 v Na3PO4 Nu T 3 to mui duy nht Na3PO4 Chỳ ý: - Khi gii toỏn dng ny thỡ u tiờn ta phi xỏc nh xem mui... 0.15 = 1.5 0.1 to hn hp hai mui NaH2PO4 v Na2HPO4 t s mol mi mui ln lt l x v y Vit v tớnh theo PTPU H3PO4 + x H3PO4 y NaOH x + 2NaOH 2y NaH2PO4 + H2O x Na2HPO4 + 2H2O y Ta cú h PT: x + y = 0.1 x = 0.05 m NaH2 PO4 = 0.05* 120 = 6 (gam) x + 2y = 0.15 y = 0.05 m Na 2 HPO4 = 0.05*1 42 = 7.1 (gam) Trng THPT Bụn Ba Thỏi Bỡnh GV Nguyn Mnh Quang CHUYấN 2 NIT - PHOTPHO C PHN BI TP C BN Cõu 1 Nhn bit dung... HNO3 0.1 = 0 .2 (M) 0.5 b C M(HNO3 ) = c m Al(NO3 )3 = 0. 02 * 21 3 = 4 .26 (gam) V = Cỏch 2: Da vo phng phỏp bo ton s mol electron Al +4 +5 N + 1e N O 2 0.03 0.03 +2 N +5 + 3e N O 0.03 0.01 Al 3+ + 3e 0. 02 0.06 - Kt qu a mAl = 0, 02 27 = 0.54 (gam) b n HNO3 = 4 * 0.01 + 2 * 0.03 = 0.1 (mol) C M(HNO3 ) = n HNO3 V = 0.1 = 0 .2 (M) 0.5 c m Al(NO ) = m Al + m NO = 0.54 + 62 * 0.06 = 4 .26 (gam) 3 . oxi không khí tạo thành NO 4NH 3 + 5O 2 → 4NO + 6H 2 O • Giai đoạn 2: Oxi hoá NO thành NO 2 . 2NO + O 2 → 2NO 2 • Giai đoạn 3: Chuyển hoá NO 2 thành HNO 3 . 4NO 2 + 2H 2 O + O 2 → 4HNO 3 NO 2 và O 2 : 2Cu(NO 3 ) 2   → 2CuO + 4NO 2 + O 2 - Muối nitrat của bạc, vàng, thuỷ ngân, bị phân huỷ thành kim loại tương ứng, khí NO 2 và O 2 . 2AgNO 3   → 2Ag + 2NO 2 +. phòng thí nghiệm Trường THPT Bôn Ba GV. Nguyễn Mạnh Quang Thái Bình CHUYÊN ĐỀ 2. NITƠ - PHOTPHO 2NH 4 Cl + Ca(OH) 2 0 t → CaCl 2 + 2NH 3 ↑ + 2H 2 O  Trong công nghiệp       