P + Cl2 → PCl3

1. Phương trình phản ứng P ra PCl3:

P + Cl2 → PCl3

2. Phân tích Phương trình phản ứng hóa học P + Cl2 → PCl3:

Thứ nhất, điều kiện phản ứng photpho tác dụng Clo ra PCl3 là có nhiệt độ và thiếu Clo.

Thứ hai, khi photpho đốt cháy trong không khí Cl2 không đủ, sẽ gây ra xuất hiện màu vàng lục nhạt của khí Clo trong quá trình phản ứng xảy ra.

Thứ ba, để thực hiện phản ứng, ta đốt P trong một bình chứa khí Cl2. Khi P tác dụng với Cl2 dư và nhiệt độ thích hợp, P sẽ tạo thành PCl5. Điều này xảy ra vì P (Photpho) trong phản ứng trên hoạt động như một chất khử. P có tính khử khi tác dụng với các chất không phải là kim loại như O2, halogen, S và các hợp chất oxi hóa mạnh khác. Cl2 (Clo) trong phản ứng trên có tính oxi hóa.

3. Bài tập vận dụng liên quan:

Câu 1: Khi đốt cháy photpho trong khí Cl2 dư thì sản phẩm thu được là

A. PCl3.

B. PCl5.

C. PCl6.

D. PCl.

Câu 2: Photpho tác dụng với chất nào sau đây?

A. Cl2.

B. NaCl.

C. H2O.

D. NaOH.

Câu 3: Đối với photpho, tương tác xảy ra với các chất sau đây: NaOH, Ba, O2, Cl2, KClO3, HNO3 và H2SO4 đặc, nóng. Số lượng chất mà photpho có thể phản ứng là bao nhiêu? A. 6

B. 5

C. 4

D. 7

Câu 4: Dãy chất đều phản ứng được với photpho là

A. NaCl, Ba, O2, HNO3 đặc, nóng

B. NaCl, Ca, O2, H2SO4 đặc, nóng

C. NaOH, Ba, Cl2, HNO3 đặc, nóng

D. Ba, O2, Cl2, HNO3 đặc, nóng

Câu 5: Khi đốt cháy photpho trong khí Cl2 thiếu thì sản phẩm thu được là

A. PCl3

B. PCl5

C. PCl

D. PCl4

Câu 6: Photpho tác dụng với chất nào sau đây?

A. Cl2

B. NaCl

C. H2O

D. NaOH

Câu 7: Hiện tượng gì xảy ra khi đốt P trong bình chứa khí Cl2 thiếu?

A. Không có hiện tượng gì.

B. Màu vàng lục của khí clo nhạt dần.

C. Màu vàng lục của khí clo chuyển dần sang màu đỏ.

D. Chuyển từ không màu sang màu vàng

4. Hướng dẫn lời giải:

Câu 1: Đáp án: PCl5.

Câu 2: Đáp án: A. Cl2.

Câu 3: Đáp án: A. 6

Câu 4: Đáp án: D. Ba, O2, Cl2, HNO3 đặc, nóng

Dãy chất đều phản ứng được với photpho là D. Ba, O2, Cl2, HNO3 đặc, nóng.

Câu 5: Đáp án: A. PCl3

2P + 3Cl2 thiếu t⁰> 2PCl3

Câu 6: Đáp án: A. Cl2

2P + 3Cl2 t⁰> 2PCl3

Câu 7: Đáp án: B. Màu vàng lục của khí Clo nhạt dần. 

2P + 3Cl2 t⁰> 2PCl3

5. Tìm hiểu thêm về Photpho (P):

5.1. Photpho được hiểu như thế nào:

Phốt pho là một yếu tố hóa học cần thiết cho sự tồn tại của tất cả các tế bào sống. Hợp chất phốt phát hữu cơ axit deoxyribonucleic (DNA) cung cấp mã di truyền cho sự sinh sống. Còn adenosine triphosphate (ATP) là yếu tố không thể thiếu giúp tế bào chuyển hóa năng lượng. Trong lĩnh vực nông nghiệp, phốt pho cùng với nitơ và kali là ba chất dinh dưỡng quan trọng cho cây trồng.

Phốt pho được gọi là phốt pho trắng - P4 và chỉ cần sử dụng một lượng hóa chất hạn chế để sản xuất. Phốt pho phổ biến trên toàn cầu dạng phốt phát.

5.2. Đặc điểm của Photpho:

Phốt pho (P) là một nguyên tố phi kim, thuộc họ nitơ và nằm trong nhóm 15 [Va] trên bảng tuần hoàn. Ở nhiệt độ phòng, phốt pho tồn tại dưới dạng chất rắn sáp không màu. Nó có tính chất trong suốt, mềm mại và có khả năng phát sáng trong bóng tối.

Dưới đây là một số đặc trưng của nguyên tố phốt pho:

Số nguyên tử: 15

Trọng lượng nguyên tử: 30.9738

Điểm nóng chảy đối với photpho trắng: 44.1°C (111.4 °F)

Điểm sôi đối với photpho trắng: 280 °C (536 °F)

5.3. Tính chất vật lí của Photpho:

Photpho thường gặp 2 hình thù phổ biến là P đỏ và P trắng.

Thứ nhất, Photpho trắng:

- Chất rắn trắng hoặc vàng nhạt trong suốt, có cấu trúc mạng phân tử, với các phân tử tứ diện P4 liên kết thành các nút mạng thông qua tương tác yếu. Vì vậy, photpho trắng có tính chất dễ nóng chảy (t0nc = 44,10 C)

- Photpho trắng không hòa tan trong nước, nhưng hòa tan trong các dung môi hữu cơ như benzen, cacbon disulfua, ete,... Nó có tính độc, gây bỏng nặng khi tiếp xúc với da.

Photpho trắng nên được ngâm trong nước để bảo quản vì nó bốc cháy trong không khí ở nhiệt độ trên 400°C.

Ở nhiệt độ phòng, photpho trắng phát ra sáng màu lục ở trong bóng tối. Khi được nung nóng đến 2500°C trong môi trường không có không khí, photpho trắng chuyển dần thành dạng photpho đỏ, một dạng ổn định hơn.

Thứ hai, Photpho đỏ:

‐ Là chất bột màu đỏ có cấu trúc polime nên khó nóng chảy và khó bay hơi hơn photpho trắng 

- Photpho đỏ có khả năng tan ít trong các dung môi thông thường, dễ hút ẩm và có điểm nóng chảy thấp.

- Photpho đỏ có tính ổn định trong không khí ở nhiệt độ thường và không tỏa sáng trong bóng tối. Chỉ khi nhiệt độ đạt tới t0 > 2500 C, nó mới bốc cháy. (Sự biến đổi từ phốt pho trắng sang phốt pho đỏ.)

- Trong không khí, khi đun nóng, photpho đỏ chuyển thành hơi và sau đó hơi photpho ngưng tụ thành photpho trắng và đỏ.

-

5.4. Tính chất hóa học của Photpho:

- Có thể có các mức oxi hóa hoàn toàn của P là: – 3, 0, + 3, + 5.

- P có hoạt động hóa học mạnh hơn N2 do sự kém bền của liên kết P – P so với liên kết N ≡ N.

- P trắng có hoạt động giải trí cao hơn P đỏ (do P trắng có kiểu mạng phân tử trong khi P đỏ có cấu trúc của Polyme).

Thứ nhất, Tính oxi hóa của Photpho:

‐ P có phản ứng với nhiều sắt kẽm kim loại →-tạo ra muối Photphua

2P + 3M g → Mg3P2.

‐ Các muối photphua bị thủy phân mạnh giải phóng photphin ( PH3 ).

Ca3P2 + 6H2O → 2PH3 + 3Ca(OH) 2

‐ Photphin là một khí không màu rất độc, có mùi tỏi, bốc cháy trong không khí ở nhiệt độ gần 1500C.

2PH3 + 4O2 → P2O5 + 3H2O

Thứ hai, Tính khử của Photpho:

- Phản ứng với các chất không có tính kim loại: O2, halogen, ..4P + 3O2 → 2P2 O3

4P + 5O2 → 2P2O5 (nếu có dư O2).

- Phốtpho trắng có thể phản ứng ở nhiệt độ thông thường và có hiện tượng phát quang hóa học độc đáo; phốtpho đỏ chỉ phản ứng khi nhiệt độ lớn hơn 2500C.

2P + 3Cl2 → 2PC l32P + 5C l2 → 2PC l5

‐ Phản ứng với những chất oxi hóa khác 

6P ( đỏ ) + 3KClO3 → 3P2O5 + 5KCl ( phản ứng xảy ra khi quẹt diêm )

6P ( trắng ) + 5K2 Cr2O7 → 5K2O + 5Cr2O3 + 3P2O

5P + 5HNO3 → H3PO4 + 5NO2 + H2O2P + 5H2SO4 đặc → 2H3PO4 + 3H2O + 5SO2

5.5. Điều chế và ứng dụng của photpho:

Thứ nhất, trạng thái tự nhiên của photpho:

Trong tự nhiên chỉ sống sót ở dạng hợp chất. Hai khoáng vật chính là apatit 3Ca3 (PO4) 2.CaF2 và photphorit Ca3(PO4)2.

Thứ hai, điều chế photpho:

Trong ngành công nghiệp, photpho được tạo ra thông qua quá trình đun nóng hỗn hợp gồm quặng photphorit, cát và than cốc trong lò điện: Ca3(PO4)2 + 3SiO2 + 5C → 3CaSiO3 + 2P + 5CO (lò điện đạt nhiệt độ 15000C).

Bên cạnh đó, photpho còn có nhiều ứng dụng đáng chú ý.

Hầu hết các phốt pho được biến đổi thành axit photphoric và một phần nhỏ được sử dụng để sản xuất diêm. Ngoài ra, phốt pho trắng có nhiều ứng dụng quân sự chiến lược do khả năng cháy dễ dàng, tạo ra khói và hơi độc. Khi tiếp xúc với không khí ở nhiệt độ phòng, phốt pho trắng sẽ cháy ngay lập tức tạo ra ngọn lửa có độc tính cao đối với con người. Ngược lại, phốt pho đỏ không cháy ở nhiệt độ phòng và thường được sử dụng trong các công nghiệp và ngành nông nghiệp như một chất hóa học.

Acid phosphoric đặc có thể chứa đến 70% - 75% P2O5 và rất quan trọng trong ngành nông nghiệp vì nó được sử dụng để sản xuất phân bón.

Nhu cầu toàn cầu về phân bón đã gây ra sự tăng đáng kể trong sản xuất phốt phát (PO43-) trong nửa sau của thế kỷ 20. Ứng dụng khác của phốt phát bao gồm: Sử dụng trong sản xuất kính đặc biệt cho đèn hơi natri; Sử dụng tro xương, canxi phốt phát trong sản xuất đồ sứ. Sử dụng natri tripolyphotphat, được sản xuất từ axit photphoric, trong bột giặt ở một số quốc gia, nhưng lại bị cấm ở một số quốc gia khác; Sử dụng axit photphoric, được sản xuất từ phốt pho nguyên tố, trong các ứng dụng như nước giải khát. Axit này cũng được sử dụng để sản xuất phốt phát thực phẩm. Những chất hóa học này bao gồm canxi photphat, được sử dụng trong bột nở và natri tripolyphotphat và các phốt phát natri khác. Các chất hóa học này được sử dụng, trong số những ứng dụng khác, để cải thiện các đặc tính của thịt hoặc phô mai đã qua chế biến. Chúng cũng được sử dụng trong kem đánh răng. Sử dụng natri photphat trong các sản phẩm tẩy rửa để làm mềm nước và chống ăn mòn các đường ống/nồi hơi.

Ngoài ra, Photpho được sử dụng rộng rãi để sản xuất các hợp chất hữu cơ chứa photpho thông qua các chất trung gian như photpho pentaclorua và photpho sunfua. Các chất này có nhiều ứng dụng, bao gồm chất làm dẻo, chất chống cháy, thuốc trừ sâu, chất chiết xuất và chất làm sạch nước. Nguyên tố này cũng là một thành phần quan trọng trong sản xuất thép, đồng phốt-pho và nhiều sản phẩm tương tự khác.

Phốt pho trắng có sử dụng trong ứng dụng quân sự như bom cháy, mô phỏng các cảnh báo khói và tạo ánh sáng trong pháo sáng.

Phốt pho đỏ được sử dụng để sản xuất diêm, pháo hoa và đặc biệt là methamphetamine (C10H15N). - Một lượng nhỏ của phốt pho được sử dụng làm chất phụ gia trong chất bán dẫn loại n. Phốt pho P32 và phốt pho P33 được sử dụng làm chất đánh dấu phóng xạ trong phòng thí nghiệm sinh học.