Номер 8, страница 160 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

8. Составьте уравнения реакций в соответствии со схемой:

$P \rightarrow P_2O_5 \rightarrow H_3PO_4 \rightarrow Ca(H_2PO_4)_2 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2 \rightarrow H_3PO_4.$

Решение

Для представленной схемы химических превращений составим соответствующие уравнения реакций.

1. $P \rightarrow P_2O_5$

Сгорание фосфора в избытке кислорода приводит к образованию оксида фосфора(V). Реакция обычно требует небольшого нагревания для инициации.

$4P + 5O_2 \xrightarrow{t} 2P_2O_5$

Ответ: $4P + 5O_2 \xrightarrow{t} 2P_2O_5$

2. $P_2O_5 \rightarrow H_3PO_4$

Оксид фосфора(V) является кислотным оксидом и бурно реагирует с водой, образуя ортофосфорную кислоту.

$P_2O_5 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_4$

Ответ: $P_2O_5 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_4$

3. $H_3PO_4 \rightarrow Ca(H_2PO_4)_2$

Ортофосфорная кислота, будучи трехосновной, может образовывать кислые соли. Для получения дигидрофосфата кальция кислота должна реагировать с основанием (например, гидроксидом кальция) в молярном соотношении $2:1$.

$2H_3PO_4 + Ca(OH)_2 \rightarrow Ca(H_2PO_4)_2 + 2H_2O$

Ответ: $2H_3PO_4 + Ca(OH)_2 \rightarrow Ca(H_2PO_4)_2 + 2H_2O$

4. $Ca(H_2PO_4)_2 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2$

Превращение кислой соли в среднюю (нормальную) соль, ортофосфат кальция, происходит при добавлении достаточного количества основания для полной нейтрализации кислотных гидроксильных групп. Ортофосфат кальция нерастворим в воде и выпадает в осадок.

$Ca(H_2PO_4)_2 + 2Ca(OH)_2 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2\downarrow + 4H_2O$

Ответ: $Ca(H_2PO_4)_2 + 2Ca(OH)_2 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2\downarrow + 4H_2O$

5. $Ca_3(PO_4)_2 \rightarrow $

Последняя стрелка в основной цепи, вероятно, подразумевает восстановление фосфата кальция до элементарного фосфора. Это промышленный способ его получения, который заключается в прокаливании фосфата с коксом (углеродом) и песком (диоксидом кремния) в электропечах.

$2Ca_3(PO_4)_2 + 6SiO_2 + 10C \xrightarrow{1500^{\circ}C} P_4 + 6CaSiO_3 + 10CO\uparrow$

Ответ: $2Ca_3(PO_4)_2 + 6SiO_2 + 10C \xrightarrow{1500^{\circ}C} P_4 + 6CaSiO_3 + 10CO\uparrow$

6. $P \rightarrow H_3PO_4$ (параллельная ветвь)

В схеме также указан прямой переход от фосфора к ортофосфорной кислоте. Это можно осуществить, окисляя фосфор сильным окислителем, например, концентрированной азотной кислотой при нагревании.

$P + 5HNO_3(\text{конц.}) \xrightarrow{t} H_3PO_4 + 5NO_2\uparrow + H_2O$

Ответ: $P + 5HNO_3(\text{конц.}) \xrightarrow{t} H_3PO_4 + 5NO_2\uparrow + H_2O$