Giáo án Hóa học Lớp 11 nâng cao - Tiết 22: Axit Photphoric và muối Photphat - Nguyễn Thị Ngọc Lợi

Ngày soạn: 31/10/2011 Tiết 22: Bài 15: AXIT PHOTPHORIC VÀ MUỐI PHOTPHAT I. Mục tiêu bài học Kiến thức - Biết cấu tạo phân tử của axít photphoric . - Biết tính chất vật lý ( trạng thái, màu sắc, tính tan), ứng dụng, cách điều chế H3PO4 trong PTN và trong công nghiệp - Hiểu được H3PO4 là axit trung bình, axit ba nấc. Kỹ năng - Viết các phương trình hoá học dạng phân tử hoặc ion rút gọn minh hoạ tính chất của H3PO4 - Tính khối lượng H3PO4 sản xuất được , thành phần % về khối lượng của muối photphat trong hổn hợp II. Phương pháp giảng dạy: Trực quan – đàm thoại – nêu vấn đề III. Chuẩn bị Giáo viên - Chuẩn bị nội dung kiến thức. - Mẫu axit photphoric Học sinh Cần chuẩn bị trước nội dung bài học ở nhà. IV. Tiến trình lên lớp Ổn định lớp: (1p) Kiểm tra sĩ số lớp. Kiểm tra bài cũ: (9p) - So sánh cấu tạo và tính chất lí hóa học của P trắng và P đỏ ? - Nêu tính chất hóa học của P ? cho ví dụ minh hoạ ? - Làm bài tập 3 SGK 3. Bài mới: H3PO4 có tính chất gì giống và khác HNO3 ? để biết điều đó ta nghiên cứu bài mới . TL HĐ của giáo viên HĐ của học sinh Nội dung bài 5p 4p (15p) 2p 3p 3p 7p 5p 1p Hoạt động 1: Cấu tạo phân tử - Dựa vào quy tắc bát tử hãy viết cơng thức cấu tạo của phân tử axit photphoric - Bản chất lk giữa các nguyên tử trong phân tử là gì ? - Xác định hĩa trị và số oxi hố của photpho trong phân tử axit photphoric ? Hoạt động 2: Tính chất vật lí Giáo viên cho học sinh quan sát một mẫu axit photphoric. - Yêu cầu học sinh quan sát và kết hợp SGK hãy nhận xét một số TCVL (Trạng thái, màu sắc, nhiệt độ nĩng chảy, tính tan, tính bay hơi) của axit photphoric rắn? Hoạt động 3: Tính chất hố học. - Từ cấu tạo phân tử và số oxh của P, hãy dự đốn tính chất hố học cĩ thể cĩ của axit H3PO4 ? - Nhận xét dự đốn của học sinh: Axit H3PO4 cĩ tính axit cịn tính oxh thì khơng, vì sao thì chúng ta sẽ tìm hiểu. 1. Tính oxh- khử: Khác với N, nguyên tử photpho cĩ bán kính nguyên tử lớn hơn và độ âm điện bé hơn nên nguyên tử photpho ở trạng thái oxi hố +5 bền, khơng dễ gì bị thay đổi trong các phản ứng hĩa học. Vì vậy H3PO4 khơng cĩ tính oxh như HNO3 đã nghiên cứu. 2. Tác dụng bởi nhiệt: * Axit H3PO4 bị mất nước khi đun nĩng. Dựa vào sgk hãy cho biết khi đun nĩng từ từ quá trình mất nước của axit H3PO4 diễn ra như thế nào? Xác định số oxh của P trong các hợp chất đĩ? - Các dạng axit dễ kết hợp với nước để tạo ra axit photphoric cịn gọi là axit orthophotphoric) 3. Tính axit: - Viết phương trình điện li của axit photphoric để chứng minh nĩ là một axit. - Cho biết trong dung dịch H3PO4 cĩ những loại ion nào? - Yêu cầu hs cho biết tên của các ion? - Hằng số phân li K của các nấc cho ta biết điều gì? - Axit H3PO4 cĩ đầy đủ tính chất chung của một axit, sẽ tác dụng được với những chất nào? Viết phương trình phản ứng với kim loại, với oxit bazơ, bazơ, muối. - Trong dung dịch axit H3PO4 cĩ bao nhiêu loại anion gốc axit ? Vậy nĩ cĩ thể tạo ra bao nhiêu loại muối ? * Tác dụng với dung dịch kiềm: - Yêu cầu học sinh viết phương trình phản ứng của H3PO4 với NaOH. GV hướng dẫn học sinh xác định tỉ lệ tham gia của các chất phản ứng để xác định loại muối sinh ra. * Kết luận: Vậy, H3PO4 là một axit trung bình và không có tính oxihoá . Hoạt động 4: Điều chế - Yêu cầu học sinh nghiên cứu sách giáo khoa và cho biết axit photphoric cĩ thể được điều chế trong phịng thí nghiệm và trong cơng nghiệp bằng những cách nào ? - So sánh độ tinh khiết của mỗi phương pháp sử dụng trong cơng nghiệp. Hoạt động 5: Ứng dụng - Học sinh nghiên cứu sách giáo khoa. Hay - Là LK cộng hĩa trị phân cực. - Photpho cĩ hĩa trị V và số oxi hố +5. - Là chất rắn ở dạng tinh thể khơng màu. - Nhiệt độ nĩng chảy: 42,50C. - Rất háo nước, dễ chảy rữa, tan vơ hạn trong nước theo bất kì tỉ lệ nào. - Phân tử H3PO4 cĩ nhĩm OH liên kết với phi kim nên nĩ cĩ tính axit. - Số oxh của P là +5, là số oxh cao nhất của P nên axit cĩ tính oxh. - Học sinh nghe giải thích. Số oxi hĩa của các axit khơng thay đổi và luơn bằng +5. - Axit H3PO4 là axit 3 lần axit, phân li theo 3 nấc: H3PO4 H+ + H2PO4- H2PO4- H+ + HPO42- HPO42- H+ + PO43- - Gồm các ion : H+ , H2PO4- , HPO42- ,PO43- - Sự phân li chủ yếu xảy ra ở nấc 1, nấc 2 và nấc 3 rất yếu. - Nĩ tác dụng với chỉ thị, với muối, bazơ, oxit bazơ, kim loại trước H trong dãy hoạt động hố học. - Trong dung dịch nĩ tồn tại 3 dạng gốc axit nên nĩ cĩ thể tạo ra ba loại muối. H3PO4 + NaOH → NaH2PO4 + H2O (1) H3PO4 + 2NaOH → Na2HPO4 + H2O (2) H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O (3) Đặt k = Nếu k ≤ 1 thì xảy ra (1) Nếu 1< k < 2 thì xảy ra (1), (2) Nếu k= 2 thì xảy ra (2) Nếu 2< k < 3 thì xảy ra (2), (3) Nếu k≥ 3 thì xảy ra (3) a. Trong phòng thí nghiệm : Dùng HNO3 đặc oxihóa P : 3P+5HNO3 → H3PO4 +5NO2 + H2O b. Trong công nghiệp : Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 3CaSO4↓ +2H3PO4 4P + 5O2 → 2P2O5 . P2O5 +3H2O → 2H3PO4 . - Phương pháp nhiệt sẽ điều chế được H3PO4 cĩ độ tinh khiết và nồng độ cao hơn. Làm phân lân và thuốc trừ sâu. A. AXITPHOTPHORIC - H3PO4 I. Cấu tạo phân tử Photpho cĩ hĩa trị V và số oxi hố +5. II. Tính chất vật lí - Là chất rắn , trong suốt không màu , háo nước tan nhiều trong nước . - Không bay hơi , không độc , t0 = 42,30C . - Dung dịch đặc sánh , có nồng độ 80% . III. Tính chất hố học 1. Tính oxihóa – khử : Axít H3PO4 không có tính oxihóa như axít nitric vì photpho ở mức oxihóa +5 bền hơn . 2. Tác dụng bởi nhiệt: 3. Tính axít : - Axít H3PO4 là axít ba lần axít ,có độ mạnh trung bình : H3PO4 H+ + H2PO4- K1 =7,6.10-3 H2PO4- H+ + HPO42- K2 = 6,2.10-3 HPO42- H+ + PO43- K3 = 4,4.10-3 - Dung dịch H3PO4 cĩ đầy đủ tính chất của một axit, nĩ là một axit cĩ độ mạnh trung bình và là một chất điện li yếu. - Tác dụng với chỉ thị, bazơ, oxit bazơ, muối, kim loại trước H. * Tác dụng với dung dịch kiềm: H3PO4 + NaOH → NaH2PO4 + H2O (1) H3PO4 + 2NaOH → Na2HPO4 + H2O (2) H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O (3) IV. Điều chế và ứng dụng: 1/ Điều chế: a. Trong phòng thí nghiệm : Dùng HNO3 đặc oxihóa P : 3P+5HNO3 → H3PO4 +5NO2 + H2O b. Trong công nghiệp : Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 3CaSO4↓ +2H3PO4 Hoặc: 4P + 5O2 2P2O5 . P2O5 +3H2O → 2H3PO4 . 2. Ứng dụng Làm phân lân và thuốc trừ sâu. 3. Củng cố và BTVN: (4p) a. Củng cố: - Nêu những điểm giống và khác nhau giữa axit photphoric và axit nitric ? - Làm bài tập 1, 2 SGK. b. BTVN: Làm bài tập 5, 6, 7, 8 SGK. 4. Dặn dị:(1p) - Học bài và làm các bài tập đã cho. - Chuẩn bị bài mới. IV. RÚT KINH NGHIỆM: ..