Номер 5, страница 334 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 7. Неметаллы. Параграф 47. Фосфор и его соединения - номер 5, страница 334.

Условие.

5. Установите соответствие между веществом и реагентами, с каждым из которых данное вещество взаимодействует.

ВЕЩЕСТВО

А) $\text{P}$

Б) $P_2O_5$

В) $H_3PO_4$

Г) $Na_3PO_4$

РЕАГЕНТЫ

1) $HNO_3$, $\text{Ca}$, $NaClO_3$

2) $O_2$, $N_2$, $HCl$

3) $H_2SO_4$, $H_3PO_4$, $BaCl_2$

4) $K_2SiO_3$, $NH_3$, $BaO$

5) $H_2O$, $Ba(OH)_2$, $CaO$

Решение.

Решение 2.

А) P

Фосфор ($\text{P}$) — это неметалл. Проанализируем его взаимодействие с реагентами из набора 1: $HNO_3, Ca, NaClO_3$.
1. Фосфор, как и многие неметаллы, окисляется сильными кислотами-окислителями, например, концентрированной азотной кислотой ($HNO_3$). В результате реакции образуется фосфорная кислота:
$P + 5HNO_3 \text{(конц.)} \rightarrow H_3PO_4 + 5NO_2\uparrow + H_2O$
2. Фосфор реагирует с активными металлами, в том числе со щелочноземельными, такими как кальций ($\text{Ca}$), при нагревании с образованием фосфидов:
$2P + 3Ca \xrightarrow{t} Ca_3P_2$
3. Фосфор вступает в реакцию с сильными окислителями, такими как хлорат натрия ($NaClO_3$), при нагревании. Фосфор окисляется до своего высшего оксида:
$6P + 5NaClO_3 \xrightarrow{t} 3P_2O_5 + 5NaCl$
Таким образом, фосфор взаимодействует с каждым из веществ в наборе 1.
Ответ: 1.

Б) P₂O₅

Оксид фосфора(V) ($P_2O_5$) является кислотным оксидом. Для него характерны реакции с водой, основаниями и основными оксидами. Рассмотрим набор реагентов 5: $H_2O, Ba(OH)_2, CaO$.
1. Оксид фосфора(V) активно поглощает воду ($H_2O$), являясь сильным осушителем. При этом образуется фосфорная кислота:
$P_2O_5 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_4$
2. Как кислотный оксид, $P_2O_5$ реагирует с основаниями (щелочами), например, с гидроксидом бария ($Ba(OH)_2$), образуя соль и воду:
$P_2O_5 + 3Ba(OH)_2 \rightarrow Ba_3(PO_4)_2\downarrow + 3H_2O$
3. $P_2O_5$ реагирует с основными оксидами, такими как оксид кальция ($CaO$), с образованием соли — фосфата кальция:
$P_2O_5 + 3CaO \rightarrow Ca_3(PO_4)_2$
Таким образом, оксид фосфора(V) взаимодействует с каждым из веществ в наборе 5.
Ответ: 5.

В) H₃PO₄

Ортофосфорная кислота ($H_3PO_4$) — кислота средней силы, которая проявляет все типичные свойства кислот. Рассмотрим набор реагентов 4: $K_2SiO_3, NH_3, BaO$.
1. Фосфорная кислота является более сильной, чем кремниевая ($H_2SiO_3$), поэтому она способна вытеснять ее из солей-силикатов. При реакции с силикатом калия ($K_2SiO_3$) образуется нерастворимая кремниевая кислота:
$2H_3PO_4 + 3K_2SiO_3 \rightarrow 2K_3PO_4 + 3H_2SiO_3\downarrow$
2. Фосфорная кислота реагирует с аммиаком ($NH_3$), который проявляет основные свойства, с образованием солей аммония. В зависимости от соотношения реагентов могут образовываться средние или кислые соли:
$H_3PO_4 + 3NH_3 \rightarrow (NH_4)_3PO_4$
3. Как и любая кислота, $H_3PO_4$ реагирует с основными оксидами, например, с оксидом бария ($BaO$), с образованием соли и воды:
$2H_3PO_4 + 3BaO \rightarrow Ba_3(PO_4)_2\downarrow + 3H_2O$
Таким образом, ортофосфорная кислота взаимодействует с каждым из веществ в наборе 4.
Ответ: 4.

Г) Na₃PO₄

Фосфат натрия ($Na_3PO_4$) — средняя соль, которая вступает в реакции ионного обмена, а также реагирует с кислотами. Рассмотрим набор реагентов 3: $H_2SO_4, H_3PO_4, BaCl_2$.
1. Фосфат натрия реагирует с более сильными кислотами, такими как серная кислота ($H_2SO_4$), которая вытесняет фосфорную кислоту из ее соли:
$2Na_3PO_4 + 3H_2SO_4 \rightarrow 2H_3PO_4 + 3Na_2SO_4$
2. Средняя соль фосфат натрия может реагировать со своей кислотой ($H_3PO_4$) с образованием кислых солей (гидро- и дигидрофосфатов):
$Na_3PO_4 + 2H_3PO_4 \rightarrow 3NaH_2PO_4$
3. Фосфат натрия вступает в реакцию ионного обмена с растворимыми солями бария, например, с хлоридом бария ($BaCl_2$), с образованием нерастворимого осадка фосфата бария ($Ba_3(PO_4)_2$):
$2Na_3PO_4 + 3BaCl_2 \rightarrow Ba_3(PO_4)_2\downarrow + 6NaCl$
Таким образом, фосфат натрия взаимодействует с каждым из веществ в наборе 3.
Ответ: 3.