Номер 4, страница 160 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

4. Обработка фосфорита $Ca_3(PO_4)_2$ горячей концентрированной азотной кислотой вместо серной кислоты приводит к образованию раствора, действуя на который аммиаком получают комплексное удобрение. Напишите уравнения реакций.

Процесс получения комплексного удобрения из фосфорита, описанный в задаче, можно разделить на два основных этапа. Сначала фосфорит подвергается кислотному разложению азотной кислотой, а затем полученный раствор нейтрализуется аммиаком.

1. Обработка фосфорита азотной кислотой.

На этой стадии фосфорит (природный минерал, основной компонент которого — ортофосфат кальция $Ca_3(PO_4)_2$) вступает в реакцию с концентрированной азотной кислотой ($HNO_3$). Так как азотная кислота является более сильной, чем ортофосфорная, она вытесняет последнюю из её соли. В результате реакции обмена образуются растворимые в воде нитрат кальция ($Ca(NO_3)_2$) и ортофосфорная кислота ($H_3PO_4$).

Уравнение реакции:

$Ca_3(PO_4)_2 + 6HNO_3 \rightarrow 3Ca(NO_3)_2 + 2H_3PO_4$

2. Нейтрализация аммиаком.

Полученный на первой стадии раствор, содержащий ортофосфорную кислоту и нитрат кальция, обрабатывают аммиаком ($NH_3$). Аммиак, проявляя основные свойства, вступает в реакцию нейтрализации с ортофосфорной кислотой. В зависимости от количества добавленного аммиака, могут образовываться различные соли — дигидрофосфат аммония и гидрофосфат аммония. Эти вещества, наряду с нитратом кальция, который не участвует в этой реакции, и образуют комплексное удобрение, содержащее важные для растений питательные элементы: азот (в нитратной и аммонийной формах), фосфор и кальций.

Уравнения реакций нейтрализации:

При добавлении недостатка аммиака образуется дигидрофосфат аммония:

$H_3PO_4 + NH_3 \rightarrow NH_4H_2PO_4$

При дальнейшем добавлении аммиака образуется гидрофосфат аммония:

$H_3PO_4 + 2NH_3 \rightarrow (NH_4)_2HPO_4$

Таким образом, в результате всего процесса получают смесь, содержащую нитрат кальция, дигидрофосфат и гидрофосфат аммония.

Ответ: Уравнения реакций, протекающих в ходе процесса:

$Ca_3(PO_4)_2 + 6HNO_3 \rightarrow 3Ca(NO_3)_2 + 2H_3PO_4$

$H_3PO_4 + NH_3 \rightarrow NH_4H_2PO_4$

$H_3PO_4 + 2NH_3 \rightarrow (NH_4)_2HPO_4$