Страница 217 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

Химия, 9 класс Учебник, автор: Габриелян Олег Саргисович, издательство Просвещение, Москва, 2020, белого цвета

Авторы: Габриелян О. С.

Тип: Учебник

Издательство: Просвещение, Дрофа

Год издания: 2020 - 2025

Цвет обложки: белый

ISBN: 978-5-09-087195-2

Популярные ГДЗ в 9 классе

Cтраница 217

№1 (с. 217)
Условие. №1 (с. 217)
ГДЗ Химия, 9 класс Учебник, автор: Габриелян Олег Саргисович, издательство Просвещение, Москва, 2020, белого цвета, страница 217, номер 1, Условие

1. Найдите в Интернете электронные адреса, раскрывающие содержание ключевых слов и словосочетаний параграфа для создания классного банка данных.

Решение. №1 (с. 217)
ГДЗ Химия, 9 класс Учебник, автор: Габриелян Олег Саргисович, издательство Просвещение, Москва, 2020, белого цвета, страница 217, номер 1, Решение
Решение 2. №1 (с. 217)

Решение

Для создания классного банка данных по теме, связанной с базами данных, необходимо подобрать ресурсы, раскрывающие ключевые понятия. Ниже представлен список таких понятий и электронные адреса с подробной информацией по каждому из них.

База данных (БД)

Это фундаментальное понятие, обозначающее организованную структуру, предназначенную для хранения, изменения и обработки взаимосвязанной информации. Для изучения этого термина можно обратиться к следующим ресурсам:

  • https://ru.wikipedia.org/wiki/База_данных – Статья в Википедии, которая дает исчерпывающее определение, описывает историю и классификацию баз данных.
  • https://habr.com/ru/articles/202120/ – Статья на портале Хабр, которая объясняет концепцию баз данных простым языком для начинающих.

Ответ: Электронные адреса, раскрывающие содержание понятия "База данных": https://ru.wikipedia.org/wiki/База_данных, https://habr.com/ru/articles/202120/.

Система управления базами данных (СУБД)

Это комплекс программных средств, необходимый для работы с базами данных: создания структуры, наполнения содержимым, редактирования и поиска информации, а также для контроля доступа к данным.

Ответ: Электронные адреса, раскрывающие содержание понятия "Система управления базами данных": https://ru.wikipedia.org/wiki/Система_управления_базами_данных, https://selectel.ru/blog/chto-takoe-subd/.

Реляционная модель данных (таблицы, поля, записи)

Это самая распространенная модель организации данных, в которой вся информация представлена в виде таблиц, состоящих из строк (записей) и столбцов (полей).

Ответ: Электронные адреса, раскрывающие содержание понятия "Реляционная модель данных": https://ru.wikipedia.org/wiki/Реляционная_модель_данных, https://www.ibm.com/ru-ru/topics/relational-databases.

Ключи в базах данных (первичный и внешний)

Ключи — это специальные поля (или наборы полей) в таблицах, которые используются для однозначной идентификации записей и для установления связей между таблицами.

  • https://habr.com/ru/companies/otus/articles/486208/ – Статья "Primary и Foreign Keys для начинающих", которая подробно и с примерами разбирает понятия первичного и внешнего ключей.
  • https://metanit.com/sql/mysql/2.5.php – Раздел из руководства по MySQL на сайте Metanit, посвященный первичному ключу (PRIMARY KEY).

Ответ: Электронные адреса, раскрывающие содержание понятия "Ключи в базах данных": https://habr.com/ru/companies/otus/articles/486208/, https://metanit.com/sql/mysql/2.5.php.

Язык структурированных запросов SQL

SQL (Structured Query Language) — это стандартный язык, используемый для взаимодействия с реляционными базами данных. Он позволяет выполнять запросы для извлечения, добавления, обновления и удаления данных.

  • https://metanit.com/sql/sql/ – Подробное руководство по языку SQL, от основ до сложных запросов.
  • https://sql-ex.ru/ – Интерактивный учебник и задачник по SQL, который позволяет практиковаться в написании запросов.

Ответ: Электронные адреса, раскрывающие содержание понятия "Язык структурированных запросов SQL": https://metanit.com/sql/sql/, https://sql-ex.ru/.

Проектирование баз данных

Это процесс создания детальной модели данных для базы. Правильное проектирование обеспечивает целостность данных, минимизирует избыточность и повышает производительность.

Ответ: Электронные адреса, раскрывающие содержание понятия "Проектирование баз данных": https://support.microsoft.com/ru-ru/office/основы-проектирования-баз-данных-e0225e26-d687-433c-9189-20f5c1274a1f, https://habr.com/ru/articles/191360/.

№2 (с. 217)
Условие. №2 (с. 217)
ГДЗ Химия, 9 класс Учебник, автор: Габриелян Олег Саргисович, издательство Просвещение, Москва, 2020, белого цвета, страница 217, номер 2, Условие

2. Используя ресурсы Интернета, подготовьте информационный продукт (по выбору): презентацию по теме урока или сообщение по одному из ключевых слов (словосочетаний) параграфа.

Решение. №2 (с. 217)
ГДЗ Химия, 9 класс Учебник, автор: Габриелян Олег Саргисович, издательство Просвещение, Москва, 2020, белого цвета, страница 217, номер 2, Решение
Решение 2. №2 (с. 217)

Решение

Это задание предлагает создать информационный продукт на основе данных из интернета. Вы можете выбрать один из двух вариантов: подготовить презентацию по теме урока или написать сообщение по ключевому слову из параграфа. Ниже представлен подробный план действий для каждого варианта.

Подготовка презентации по теме урока

Презентация — это наглядный способ представления информации, который помогает структурировать материал и сделать его более понятным и запоминающимся для аудитории. Для её подготовки рекомендуется выполнить следующие шаги:

  1. Определение темы и цели. Четко сформулируйте тему урока. Определите главную цель вашей презентации: проинформировать, убедить, объяснить сложный материал и т.д.

  2. Сбор и анализ информации. Используйте авторитетные интернет-ресурсы для поиска материала: научные статьи, образовательные порталы, официальные сайты организаций, онлайн-энциклопедии (информацию из «Википедии» желательно перепроверять по первоисточникам). Сохраняйте ссылки на все использованные источники.

  3. Разработка структуры. Продумайте логическую последовательность изложения материала. Классическая структура презентации включает:

    • Титульный слайд: Название презентации, ФИО автора, учебное заведение/класс.

    • Введение (1-2 слайда): Обозначение проблемы или темы, ее актуальность, краткий обзор содержания презентации.

    • Основная часть (5-10 слайдов): Подробное раскрытие темы. Каждый слайд должен быть посвящен одной конкретной идее или подтеме. Используйте заголовки для каждого слайда.

    • Заключение (1 слайд): Подведение итогов, формулировка основных выводов, возможно, призыв к действию или вопрос к аудитории.

    • Список источников (1 слайд): Перечень всех использованных материалов с указанием ссылок.

  4. Оформление слайдов.

    • Лаконичность: Избегайте больших объемов текста. Используйте тезисы, ключевые фразы, списки. Правило: «один слайд — одна мысль».

    • Наглядность: Дополняйте текст качественными изображениями, диаграммами, графиками, схемами. Визуальные элементы должны иллюстрировать и пояснять информацию, а не просто украшать слайд.

    • Дизайн: Придерживайтесь единого стиля оформления. Выберите читабельные шрифты и контрастную цветовую схему (например, темный текст на светлом фоне). Не перегружайте слайды анимацией и эффектами.

  5. Репетиция. Проговорите свое выступление, опираясь на слайды. Это поможет вам убедиться в логичности изложения, проверить, насколько понятен материал, и уложиться в отведенное время.

Ответ: Чтобы подготовить качественную презентацию, следует определить её тему и цель, собрать и проанализировать информацию из надёжных источников, разработать чёткую структуру (титульный лист, введение, основная часть, заключение, список литературы), лаконично и наглядно оформить слайды и отрепетировать выступление.

Подготовка сообщения по одному из ключевых слов (словосочетаний) параграфа

Сообщение (или доклад) — это более глубокое и детальное рассмотрение конкретного вопроса. В отличие от презентации, здесь основной упор делается на текстовое содержание.

  1. Выбор ключевого слова/словосочетания. Выберите из текста параграфа термин или понятие, которое вас заинтересовало или показалось наиболее важным для понимания всей темы.

  2. Поиск и систематизация информации. Проведите исследование по выбранной теме в интернете. Ищите определения, историю понятия, его основные характеристики, функции, примеры, связь с другими концепциями. Систематизируйте найденный материал.

  3. Составление плана сообщения. Продумайте структуру вашего текста. Она может быть следующей:

    • Вступление: Дайте определение ключевому понятию и объясните его значимость в рамках изучаемой темы.

    • Основная часть: Последовательно и развернуто изложите собранную информацию. Разделите текст на логические абзацы. Например, можно рассмотреть исторический аспект, современное понимание, практическое применение, интересные факты или спорные моменты, связанные с этим понятием.

    • Заключение: Сделайте краткие выводы, обобщите самую важную информацию и, возможно, обозначьте перспективы дальнейшего изучения вопроса.

  4. Написание текста.

    • Пишите грамотно, ясно и логично. Используйте научный или научно-популярный стиль изложения.

    • Перерабатывайте информацию, излагая ее своими словами. Это покажет ваше понимание темы. Прямое копирование текста (плагиат) недопустимо.

    • В конце сообщения обязательно приведите список использованных источников.

  5. Подготовка к устному выступлению (если требуется). Если сообщение нужно будет представлять устно, прочтите его несколько раз. Выделите ключевые моменты, которые нужно обязательно озвучить. Можно подготовить краткий план-конспект на отдельном листе для опоры во время выступления.

Ответ: Для подготовки сообщения необходимо выбрать ключевое понятие, провести по нему исследовательскую работу в интернете, составить логичный план (вступление, основная часть, заключение), написать содержательный текст своими словами, оформить список источников и подготовиться к его представлению.

№1 (с. 217)
Условие. №1 (с. 217)
ГДЗ Химия, 9 класс Учебник, автор: Габриелян Олег Саргисович, издательство Просвещение, Москва, 2020, белого цвета, страница 217, номер 1, Условие

1. Напишите формулы трёх видов солей натрия и фосфорной кислоты, назовите их и запишите уравнения их диссоциации.

Решение. №1 (с. 217)
ГДЗ Химия, 9 класс Учебник, автор: Габриелян Олег Саргисович, издательство Просвещение, Москва, 2020, белого цвета, страница 217, номер 1, Решение ГДЗ Химия, 9 класс Учебник, автор: Габриелян Олег Саргисович, издательство Просвещение, Москва, 2020, белого цвета, страница 217, номер 1, Решение (продолжение 2)
Решение 2. №1 (с. 217)

Решение

Фосфорная (ортофосфорная) кислота $H_3PO_4$ является трёхосновной, так как её молекула содержит три атома водорода, способных замещаться на атомы металла. В результате реакции нейтрализации с основанием (например, гидроксидом натрия) в зависимости от соотношения реагентов могут образоваться три вида солей: одна средняя и две кислые.

1. Средняя соль: Фосфат натрия

Образуется при полной нейтрализации фосфорной кислоты, когда все три атома водорода замещены на атомы натрия.
Формула: $Na_3PO_4$.
Название: фосфат натрия (или ортофосфат натрия).
Уравнение диссоциации: Фосфат натрия является солью, образованной сильным основанием и кислотой средней силы, и в водном растворе как сильный электролит полностью диссоциирует на ионы:

$Na_3PO_4 \rightarrow 3Na^+ + PO_4^{3-}$

2. Кислая соль: Гидрофосфат натрия

Образуется при неполной нейтрализации, когда замещены два из трёх атомов водорода.
Формула: $Na_2HPO_4$.
Название: гидрофосфат натрия.
Уравнение диссоциации: Диссоциация этой соли как сильного электролита протекает по первой ступени необратимо:

$Na_2HPO_4 \rightarrow 2Na^+ + HPO_4^{2-}$

Образовавшийся гидрофосфат-ион ($HPO_4^{2-}$) может диссоциировать дальше, но этот процесс является обратимым: $HPO_4^{2-} \rightleftharpoons H^+ + PO_4^{3-}$.

3. Кислая соль: Дигидрофосфат натрия

Образуется при неполной нейтрализации, когда замещён только один атом водорода.
Формула: $NaH_2PO_4$.
Название: дигидрофосфат натрия.
Уравнение диссоциации: Диссоциация этой соли также протекает по первой ступени необратимо:

$NaH_2PO_4 \rightarrow Na^+ + H_2PO_4^-$

Образовавшийся дигидрофосфат-ион ($H_2PO_4^-$) может подвергаться дальнейшей ступенчатой обратимой диссоциации: $H_2PO_4^- \rightleftharpoons H^+ + HPO_4^{2-}$.

Ответ:
1. Фосфат натрия (средняя соль): формула — $Na_3PO_4$, уравнение диссоциации — $Na_3PO_4 \rightarrow 3Na^+ + PO_4^{3-}$.
2. Гидрофосфат натрия (кислая соль): формула — $Na_2HPO_4$, уравнение диссоциации — $Na_2HPO_4 \rightarrow 2Na^+ + HPO_4^{2-}$.
3. Дигидрофосфат натрия (кислая соль): формула — $NaH_2PO_4$, уравнение диссоциации — $NaH_2PO_4 \rightarrow Na^+ + H_2PO_4^-$.

№2 (с. 217)
Условие. №2 (с. 217)
ГДЗ Химия, 9 класс Учебник, автор: Габриелян Олег Саргисович, издательство Просвещение, Москва, 2020, белого цвета, страница 217, номер 2, Условие

2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

$P \xrightarrow{1} Mg_3P_2 \xrightarrow{2} PH_3 \xrightarrow{3} H_3PO_4 \xrightarrow{4} Na_3PO_4 \xrightarrow{5} Ca_3(PO_4)_2$

Рассмотрите окислительно-восстановительные процессы там, где они имеют место.

Решение. №2 (с. 217)
ГДЗ Химия, 9 класс Учебник, автор: Габриелян Олег Саргисович, издательство Просвещение, Москва, 2020, белого цвета, страница 217, номер 2, Решение
Решение 2. №2 (с. 217)

1. $P \rightarrow Mg_3P_2$

Для получения фосфида магния необходимо провести реакцию между простыми веществами — фосфором и магнием при нагревании.

$2P + 3Mg \xrightarrow{t} Mg_3P_2$

Эта реакция является окислительно-восстановительной. Рассмотрим изменение степеней окисления элементов:

$2\overset{0}{P} + 3\overset{0}{Mg} \rightarrow \overset{+2}{Mg}_3\overset{-3}{P}_2$

Фосфор повышает свою степень окисления с 0 до -3, а магний — с 0 до +2. Составим электронный баланс:

$\overset{0}{P} + 3e^- \rightarrow \overset{-3}{P}$ | 2 (процесс восстановления, фосфор — окислитель)

$\overset{0}{Mg} - 2e^- \rightarrow \overset{+2}{Mg}$ | 3 (процесс окисления, магний — восстановитель)

Ответ: $2P + 3Mg \rightarrow Mg_3P_2$

2. $Mg_3P_2 \rightarrow PH_3$

Фосфин ($PH_3$) можно получить в результате гидролиза фосфида магния (взаимодействие с водой) или при действии на него разбавленных кислот, например, соляной.

$Mg_3P_2 + 6H_2O \rightarrow 2PH_3\uparrow + 3Mg(OH)_2\downarrow$

В данной реакции степени окисления элементов не изменяются:

$\overset{+2}{Mg}_3\overset{-3}{P}_2 + \overset{+1}{H}_2\overset{-2}{O} \rightarrow 2\overset{-3}{P}\overset{+1}{H}_3 + 3\overset{+2}{Mg}(\overset{-2}{O}\overset{+1}{H})_2$

Следовательно, это реакция ионного обмена (гидролиз) и она не является окислительно-восстановительной.

Ответ: $Mg_3P_2 + 6H_2O \rightarrow 2PH_3\uparrow + 3Mg(OH)_2\downarrow$

3. $PH_3 \rightarrow H_3PO_4$

Окислить фосфин до ортофосфорной кислоты можно с помощью сильных окислителей, например, кислорода воздуха или концентрированной азотной кислоты.

$PH_3 + 2O_2 \rightarrow H_3PO_4$

Это окислительно-восстановительная реакция. Рассмотрим изменение степеней окисления:

$\overset{-3}{P}\overset{+1}{H}_3 + 2\overset{0}{O}_2 \rightarrow \overset{+1}{H}_3\overset{+5}{P}\overset{-2}{O}_4$

Степень окисления фосфора изменяется с -3 до +5, а кислорода — с 0 до -2. Составим электронный баланс:

$\overset{-3}{P} - 8e^- \rightarrow \overset{+5}{P}$ | 1 (процесс окисления, фосфин — восстановитель)

$\overset{0}{O}_2 + 4e^- \rightarrow 2\overset{-2}{O}$ | 2 (процесс восстановления, кислород — окислитель)

Ответ: $PH_3 + 2O_2 \rightarrow H_3PO_4$

4. $H_3PO_4 \rightarrow Na_3PO_4$

Фосфат натрия (средняя соль) образуется в реакции нейтрализации ортофосфорной кислоты избытком гидроксида натрия.

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

В этой реакции степени окисления элементов не изменяются:

$\overset{+1}{H}_3\overset{+5}{P}\overset{-2}{O}_4 + 3\overset{+1}{Na}\overset{-2}{O}\overset{+1}{H} \rightarrow \overset{+1}{Na}_3\overset{+5}{P}\overset{-2}{O}_4 + 3\overset{+1}{H}_2\overset{-2}{O}$

Это реакция нейтрализации, которая относится к реакциям ионного обмена и не является окислительно-восстановительной.

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

5. $Na_3PO_4 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2$

Фосфат кальция — нерастворимая соль. Его можно получить реакцией ионного обмена, добавив к раствору фосфата натрия раствор какой-либо растворимой соли кальция, например, хлорида кальция.

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

В этой реакции степени окисления элементов не изменяются:

$2\overset{+1}{Na}_3\overset{+5}{P}\overset{-2}{O}_4 + 3\overset{+2}{Ca}\overset{-1}{Cl}_2 \rightarrow \overset{+2}{Ca}_3(\overset{+5}{P}\overset{-2}{O}_4)_2\downarrow + 6\overset{+1}{Na}\overset{-1}{Cl}$

Это реакция ионного обмена, она не является окислительно-восстановительной.

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

№3 (с. 217)
Условие. №3 (с. 217)
ГДЗ Химия, 9 класс Учебник, автор: Габриелян Олег Саргисович, издательство Просвещение, Москва, 2020, белого цвета, страница 217, номер 3, Условие

3. Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции, протекающей по схеме:

$P + HNO_3 + H_2O \rightarrow H_3PO_4 + NO \uparrow$

Решение. №3 (с. 217)
ГДЗ Химия, 9 класс Учебник, автор: Габриелян Олег Саргисович, издательство Просвещение, Москва, 2020, белого цвета, страница 217, номер 3, Решение
Решение 2. №3 (с. 217)

Решение:

Для того чтобы составить уравнение реакции, протекающей по схеме $ \text{P} + \text{HNO}_3 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}_3\text{PO}_4 + \text{NO}\uparrow $, воспользуемся методом электронного баланса.

1. Сначала определим степени окисления всех элементов в реагентах и продуктах, чтобы выявить элементы, которые изменяют свою степень окисления в ходе реакции.
$ \overset{0}{\text{P}} + \overset{+1}{\text{H}}\overset{+5}{\text{N}}\overset{-2}{\text{O}}_3 + \overset{+1}{\text{H}}_2\overset{-2}{\text{O}} \rightarrow \overset{+1}{\text{H}}_3\overset{+5}{\text{P}}\overset{-2}{\text{O}}_4 + \overset{+2}{\text{N}}\overset{-2}{\text{O}} $

Из схемы видно, что степени окисления изменяют два элемента: фосфор (P) и азот (N). Фосфор повышает свою степень окисления с 0 до +5, то есть окисляется. Азот понижает свою степень окисления с +5 до +2, то есть восстанавливается.

2. Составим полуреакции окисления и восстановления.
Фосфор, являясь восстановителем, отдает 5 электронов:
$ \text{P}^0 - 5e^- \rightarrow \text{P}^{+5} $ (процесс окисления)
Азот в составе азотной кислоты является окислителем и принимает 3 электрона:
$ \text{N}^{+5} + 3e^- \rightarrow \text{N}^{+2} $ (процесс восстановления)

3. Найдем наименьшее общее кратное (НОК) для числа отданных и принятых электронов. Число отданных электронов равно 5, а принятых — 3. НОК(5, 3) = 15. Это означает, что в реакции общее число электронов, участвующих в переносе, равно 15.

4. Определим коэффициенты для окислителя и восстановителя. Для этого разделим НОК на число электронов, участвующих в каждой полуреакции.
$ \begin{array}{c|c|c} \text{P}^0 - 5e^- \rightarrow \text{P}^{+5} & 15 \div 5 = 3 & \text{восстановитель} \\ \text{N}^{+5} + 3e^- \rightarrow \text{N}^{+2} & 15 \div 3 = 5 & \text{окислитель} \end{array} $
Коэффициент 3 относится к фосфору, а коэффициент 5 — к азоту.

5. Подставим найденные коэффициенты в исходную схему реакции:
$ 3\text{P} + 5\text{HNO}_3 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow 3\text{H}_3\text{PO}_4 + 5\text{NO} $

6. Уравняем количество атомов водорода (H) и кислорода (O). Начнем с водорода. В правой части уравнения $ 3 \times 3 = 9 $ атомов водорода. В левой части 5 атомов водорода в $ 5\text{HNO}_3 $. Следовательно, из воды должно поступить еще $ 9 - 5 = 4 $ атома водорода. Для этого необходимо взять 2 молекулы воды. Ставим коэффициент 2 перед $ \text{H}_2\text{O} $.
$ 3\text{P} + 5\text{HNO}_3 + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow 3\text{H}_3\text{PO}_4 + 5\text{NO} $

7. Произведем проверку, сосчитав количество атомов кислорода в левой и правой частях уравнения.
Слева: $ 5 \times 3 (\text{в HNO}_3) + 2 \times 1 (\text{в H}_2\text{O}) = 15 + 2 = 17 $ атомов.
Справа: $ 3 \times 4 (\text{в H}_3\text{PO}_4) + 5 \times 1 (\text{в NO}) = 12 + 5 = 17 $ атомов.
Количество атомов всех элементов в левой и правой частях уравнения равно. Баланс достигнут.

Ответ: Итоговое уравнение реакции имеет вид:
$ 3\text{P} + 5\text{HNO}_3 + 2\text{H}_2\text{O} = 3\text{H}_3\text{PO}_4 + 5\text{NO}\uparrow $

№4 (с. 217)
Условие. №4 (с. 217)
ГДЗ Химия, 9 класс Учебник, автор: Габриелян Олег Саргисович, издательство Просвещение, Москва, 2020, белого цвета, страница 217, номер 4, Условие ГДЗ Химия, 9 класс Учебник, автор: Габриелян Олег Саргисович, издательство Просвещение, Москва, 2020, белого цвета, страница 217, номер 4, Условие (продолжение 2)

4. В промышленности белый фосфор получают прокаливанием смеси фосфата кальция с песком и коксом согласно уравнению:

$2Ca_3(PO_4)_2 + 6SiO_2 + \underset{\text{кокс}}{10C} \stackrel{t}{=} 6CaSiO_3 + P_4 + 10CO\uparrow$

Рассмотрите окислительно-восстановительные процессы.

Придумайте и решите задачу на определение массы фосфора при известном выходе его от теоретически возможного, в условии задачи укажите массу исходного фосфата кальция и долю примесей в нём.

Решение. №4 (с. 217)
ГДЗ Химия, 9 класс Учебник, автор: Габриелян Олег Саргисович, издательство Просвещение, Москва, 2020, белого цвета, страница 217, номер 4, Решение ГДЗ Химия, 9 класс Учебник, автор: Габриелян Олег Саргисович, издательство Просвещение, Москва, 2020, белого цвета, страница 217, номер 4, Решение (продолжение 2)
Решение 2. №4 (с. 217)

Рассмотрите окислительно-восстановительные процессы.

В данной реакции происходит изменение степеней окисления у фосфора и углерода. Рассмотрим их подробно.

Уравнение реакции: $2Ca_3(PO_4)_2 + 6SiO_2 + 10C \xrightarrow{t} 6CaSiO_3 + P_4 + 10CO\uparrow$

Определим степени окисления элементов до и после реакции:

  • Фосфор (P): в фосфате кальция $Ca_3(P^{+5}O^{-2}_4)_2$ имеет степень окисления $+5$. В продуктах реакции образуется простое вещество — белый фосфор $P_4^0$, где его степень окисления равна $0$. Фосфор понижает свою степень окисления, следовательно, он является окислителем и подвергается восстановлению.
  • Углерод (C): в виде кокса является простым веществом $C^0$, его степень окисления равна $0$. В продуктах реакции углерод входит в состав оксида углерода(II) $C^{+2}O^{-2}$, где его степень окисления равна $+2$. Углерод повышает свою степень окисления, следовательно, он является восстановителем и подвергается окислению.
  • Степени окисления кальция ($+2$), кремния ($+4$) и кислорода ($-2$) не изменяются.

Составим электронный баланс:

$P^{+5} + 5e^- \rightarrow P^0$ | 4 (процесс восстановления)

$C^0 - 2e^- \rightarrow C^{+2}$ | 10 (процесс окисления)

Учитывая стехиометрические коэффициенты в уравнении, полные процессы можно записать так:

$2P_2^{+5} + 20e^- \rightarrow P_4^0$ (в $2Ca_3(PO_4)_2$ содержится 4 атома фосфора)

$10C^0 - 20e^- \rightarrow 10C^{+2}$

Ответ: В ходе реакции фосфор $P^{+5}$ в составе фосфата кальция является окислителем, он восстанавливается до простого вещества $P^0$. Углерод $C^0$ (кокс) является восстановителем, он окисляется до $C^{+2}$ в составе оксида углерода(II).

Придумайте и решите задачу на определение массы фосфора при известном выходе его от теоретически возможного, в условии задачи укажите массу исходного фосфата кальция и долю примесей в нём.

Условие задачи: При прокаливании 700 кг фосфорита, содержащего 12% примесей, с избытком кокса и песка был получен белый фосфор. Выход продукта составил 90% от теоретически возможного. Определите массу полученного фосфора.


Дано:
$m(сырья) = 700\ кг$
$\omega(примесей) = 12\%$
$\eta(P_4) = 90\%$

Масса дана в килограммах (единица СИ), для удобства расчетов оставим ее в килограммах. Проценты переведем в доли:

$\omega(примесей) = 0.12$
$\eta(P_4) = 0.9$

Найти:
$m_{практ.}(P_4) - ?$

Решение:

1. Определим массовую долю чистого фосфата кальция $Ca_3(PO_4)_2$ в фосфорите.

$\omega(Ca_3(PO_4)_2) = 100\% - \omega(примесей) = 100\% - 12\% = 88\% = 0.88$

2. Найдем массу чистого фосфата кальция, вступившего в реакцию.

$m(Ca_3(PO_4)_2) = m(сырья) \cdot \omega(Ca_3(PO_4)_2) = 700\ кг \cdot 0.88 = 616\ кг$

3. Рассчитаем молярные массы фосфата кальция и фосфора. Будем использовать единицы кг/кмоль для удобства.

$M(Ca_3(PO_4)_2) = 3 \cdot 40.08 + 2 \cdot (30.97 + 4 \cdot 16.00) \approx 120.24 + 2 \cdot 94.97 = 310.18 \approx 310\ кг/кмоль$

$M(P_4) = 4 \cdot 30.97 = 123.88 \approx 124\ кг/кмоль$

4. Найдем количество вещества (в киломолях) чистого фосфата кальция.

$n(Ca_3(PO_4)_2) = \frac{m(Ca_3(PO_4)_2)}{M(Ca_3(PO_4)_2)} = \frac{616\ кг}{310\ кг/кмоль} \approx 1.987\ кмоль$

5. По уравнению реакции найдем теоретическое количество вещества фосфора $P_4$.

$2Ca_3(PO_4)_2 + 6SiO_2 + 10C \rightarrow 6CaSiO_3 + P_4 + 10CO$

Из уравнения видно, что из 2 кмоль $Ca_3(PO_4)_2$ образуется 1 кмоль $P_4$. Составим пропорцию:

$\frac{n(Ca_3(PO_4)_2)}{2} = \frac{n_{теор.}(P_4)}{1}$

$n_{теор.}(P_4) = \frac{n(Ca_3(PO_4)_2)}{2} = \frac{1.987\ кмоль}{2} \approx 0.9935\ кмоль$

6. Рассчитаем теоретически возможную массу фосфора.

$m_{теор.}(P_4) = n_{теор.}(P_4) \cdot M(P_4) = 0.9935\ кмоль \cdot 124\ кг/кмоль \approx 123.2\ кг$

7. Определим практическую массу полученного фосфора с учетом выхода продукта.

$m_{практ.}(P_4) = m_{теор.}(P_4) \cdot \eta(P_4) = 123.2\ кг \cdot 0.9 = 110.88\ кг$

Ответ: масса полученного фосфора составляет 110.88 кг.

Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.

Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz

Присоединиться