Номер 273, страница 220 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

7.273. Красный фосфор растворили в концентрированной азотной кислоте. К полученному раствору добавили избыток раствора гидроксида натрия. На образовавшийся раствор подействовали раствором хлорида кальция. Что представляет собой выпавший осадок? Запишите уравнения реакций.

Решение

Для ответа на вопрос необходимо последовательно рассмотреть все химические реакции, описанные в условии задачи.

1. Растворение красного фосфора в концентрированной азотной кислоте

Красный фосфор ($P$) является неметаллом и вступает в окислительно-восстановительную реакцию с концентрированной азотной кислотой ($HNO_3$), которая является сильным окислителем. Фосфор окисляется до своей высшей степени окисления +5, образуя ортофосфорную кислоту ($H_3PO_4$). Азот в составе азотной кислоты восстанавливается до степени окисления +4, образуя оксид азота(IV) ($NO_2$), который выделяется в виде бурого газа.

Уравнение реакции:

$P + 5HNO_3 (конц.) \rightarrow H_3PO_4 + 5NO_2 \uparrow + H_2O$

2. Добавление избытка раствора гидроксида натрия

К полученному раствору ортофосфорной кислоты добавляют избыток раствора гидроксида натрия ($NaOH$). Так как ортофосфорная кислота является трехосновной, а щелочь взята в избытке, происходит реакция полной нейтрализации. В результате образуется средняя соль — фосфат натрия ($Na_3PO_4$) и вода.

Уравнение реакции:

$H_3PO_4 + 3NaOH (изб.) \rightarrow Na_3PO_4 + 3H_2O$

3. Взаимодействие с раствором хлорида кальция

На последнем этапе к раствору фосфата натрия ($Na_3PO_4$) добавляют раствор хлорида кальция ($CaCl_2$). Происходит реакция ионного обмена, в ходе которой катионы кальция ($Ca^{2+}$) и фосфат-анионы ($PO_4^{3-}$) соединяются, образуя нерастворимую соль — фосфат кальция ($Ca_3(PO_4)_2$). Это вещество и выпадает в осадок белого цвета.

Уравнение реакции:

$2Na_3PO_4 + 3CaCl_2 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2 \downarrow + 6NaCl$

Таким образом, конечным продуктом, выпавшим в осадок, является фосфат кальция.

Ответ:

Выпавший осадок представляет собой фосфат кальция ($Ca_3(PO_4)_2$).

Уравнения реакций:

$P + 5HNO_3 (конц.) \rightarrow H_3PO_4 + 5NO_2 \uparrow + H_2O$

$H_3PO_4 + 3NaOH \rightarrow Na_3PO_4 + 3H_2O$

$2Na_3PO_4 + 3CaCl_2 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2 \downarrow + 6NaCl$