P2O5 + KOH → K3PO4 + H2O: Cân bằng, điều kiện

Trả lời nhanh

Phương trình đúng: P₂O₅ + 6KOH → 2K₃PO₄ + 3H₂O. P₂O₅ là oxit axit nên tác dụng với bazơ tan KOH, tạo muối kali photphat và nước. Phản ứng xảy ra khi KOH dư hoặc vừa đủ, tỉ lệ mol KOH : P₂O₅ bằng 6 : 1 (hoặc lớn hơn).

Phương trình hoá học P₂O₅ tác dụng với KOH

P₂O₅ + 6KOH → 2K₃PO₄ + 3H₂O

Điều kiện: nhiệt độ thường, KOH ở dạng dung dịch, KOH đủ hoặc dư.
Hiện tượng: P₂O₅ là chất rắn màu trắng, hút ẩm mạnh; khi cho vào dung dịch KOH thì tan dần và toả nhiệt. Sản phẩm K₃PO₄ tan trong nước nên dung dịch vẫn trong suốt, không có khí hay kết tủa.
Loại phản ứng: oxit axit + bazơ → muối + nước (không phải phản ứng oxi hoá – khử, số oxi hoá của P vẫn là +5).

Cách cân bằng từng bước

Cân bằng P: vế trái có 2 nguyên tử P (trong P₂O₅), nên vế phải cần 2K₃PO₄.
Cân bằng K: 2K₃PO₄ chứa 6 nguyên tử K, nên vế trái cần 6KOH.
Cân bằng H: 6KOH có 6 nguyên tử H, nên vế phải cần 3H₂O.
Kiểm tra O: vế trái 5 + 6 = 11; vế phải 2×4 + 3 = 11. Đã cân bằng.

Mẹo nhớ: mỗi phân tử H₃PO₄ “ứng” với 3 nhóm OH, mà P₂O₅ tạo ra 2 phân tử H₃PO₄ nên cần 2 × 3 = 6 KOH và tạo 6 H trong 3H₂O.

Phương trình ion thu gọn: P₂O₅ + 6OH⁻ → 2PO₄³⁻ + 3H₂O.

Vì sao có thể tạo ra những muối khác?

Trong dung dịch, P₂O₅ trước hết kết hợp với nước tạo axit photphoric: P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄. Axit này có 3 nấc phân li nên KOH có thể trung hoà 1, 2 hoặc cả 3 nấc:

H₃PO₄ + KOH → KH₂PO₄ + H₂O
H₃PO₄ + 2KOH → K₂HPO₄ + 2H₂O
H₃PO₄ + 3KOH → K₃PO₄ + 3H₂O

Gộp với bước tạo axit, ta có ba phương trình theo P₂O₅:

Tỉ lệ k = n_KOH : n_P₂O₅	Sản phẩm	Phương trình
k = 2	KH₂PO₄	P₂O₅ + 2KOH + H₂O → 2KH₂PO₄
k = 4	K₂HPO₄	P₂O₅ + 4KOH → 2K₂HPO₄ + H₂O
k = 6	K₃PO₄	P₂O₅ + 6KOH → 2K₃PO₄ + 3H₂O

Xét sản phẩm theo tỉ lệ mol

Khoảng của k	Chất có trong dung dịch sau phản ứng
k < 2	KH₂PO₄ và H₃PO₄ dư
k = 2	KH₂PO₄
2 < k < 4	KH₂PO₄ và K₂HPO₄
k = 4	K₂HPO₄
4 < k < 6	K₂HPO₄ và K₃PO₄
k = 6	K₃PO₄
k > 6	K₃PO₄ và KOH dư

Cách làm nhanh: tính n_P₂O₅, suy ra n_P = 2·n_P₂O₅, tính k, xác định khoảng rồi lập hệ hai ẩn theo bảo toàn nguyên tố P và K.

Ví dụ có lời giải

Ví dụ (tự đặt): Cho 14,2 g P₂O₅ vào dung dịch chứa 0,5 mol KOH. Tính khối lượng muối thu được.

n_P₂O₅ = 14,2 : 142 = 0,1 mol → n_P = 0,2 mol; k = 0,5 : 0,1 = 5, thuộc khoảng 4 < k < 6.
Gọi x, y là số mol K₂HPO₄, K₃PO₄. Bảo toàn P: x + y = 0,2. Bảo toàn K: 2x + 3y = 0,5.
Giải ra y = 0,1; x = 0,1.
m = 0,1×174 + 0,1×212 = 17,4 + 21,2 = 38,6 g.

Lỗi sai thường gặp

Viết P₂O₅ + 3KOH → K₃PO₄ + H₂O: quên rằng P₂O₅ chứa 2 nguyên tử P.
Viết P₂O₅ thành PO₅ hoặc P₂O₃; P₂O₃ là oxit của P hoá trị III, không phải chất này.
Luôn mặc định sản phẩm là K₃PO₄; đề cho số liệu thì phải xét tỉ lệ k trước.
Quên tính nước tham gia khi viết phương trình tạo KH₂PO₄.

Bài luyện tập

Cho 7,1 g P₂O₅ tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa 0,3 mol KOH. Tính khối lượng muối.
Đáp án: n_P₂O₅ = 0,05 mol, k = 6 nên chỉ tạo K₃PO₄ với 0,1 mol, m = 0,1×212 = 21,2 g.
Cho 0,05 mol P₂O₅ vào dung dịch có 0,15 mol KOH. Xác định muối và số mol từng muối.
Đáp án: k = 3 (2 < k < 4) nên tạo KH₂PO₄ (x mol) và K₂HPO₄ (y mol): x + y = 0,1; x + 2y = 0,15 → x = y = 0,05 mol.
Cho 0,1 mol P₂O₅ vào dung dịch chứa 0,8 mol KOH. Sau phản ứng có những chất tan nào?
Đáp án: k = 8 > 6 nên có K₃PO₄ (0,2 mol) và KOH dư (0,8 − 0,6 = 0,2 mol).

Cùng chuyên đề: Bài nằm trong mục lục Các phương trình hóa học thường gặp: tổng hợp hơn 300 phản ứng có cân bằng. Bài trước: NH3 + H2O → NH4+ + OH−: Phương trình, hiện tượng, cách tính pH.

Câu hỏi thường gặp

P2O5 + KOH ra gì?

Khi KOH đủ (tỉ lệ mol KOH : P2O5 = 6 : 1) sản phẩm là K3PO4 và H2O: P2O5 + 6KOH → 2K3PO4 + 3H2O. Nếu KOH ít hơn có thể tạo K2HPO4 hoặc KH2PO4.

Vì sao hệ số của KOH là 6 mà không phải 3?

Vì P2O5 có 2 nguyên tử P nên tạo ra 2 phân tử K3PO4, chứa tổng cộng 6 nguyên tử K, do đó cần 6KOH.

P2O5 là oxit axit hay oxit bazơ?

P2O5 là oxit axit, tác dụng với nước tạo axit H3PO4 và tác dụng với dung dịch bazơ tạo muối photphat và nước.

Phản ứng P2O5 với KOH có hiện tượng gì?

P2O5 rắn màu trắng tan dần trong dung dịch KOH và toả nhiệt, tạo dung dịch trong suốt, không có khí hay kết tủa.