Номер 41, страница 81 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 8. Азот, фосфор и их соединения - номер 41, страница 81.

Условие.

41. Смесь двух твёрдых веществ — красного цвета А и белого цвета В — воспламеняется при слабом трении. В результате реакции образуются два твёрдых вещества белого цвета, одно из которых — вещество С — растворяется в воде с образованием кислого раствора. Если к веществу С добавить оксид кальция, образуется белое нерастворимое в воде соединение. Идентифицируйте вещества, напишите уравнения реакций.

Решение.

Решение 2.

Решение

1. Проанализируем исходные вещества. Вещество А — твёрдое, красного цвета. Вещество В — твёрдое, белого цвета. Их смесь воспламеняется при слабом трении. Это характерно для пиротехнических составов, состоящих из восстановителя и окислителя. Наиболее вероятным кандидатом на роль вещества А является красный фосфор ($P$). В качестве белого твёрдого окислителя, вступающего в такую реакцию, часто используют хлорат калия ($KClO_3$), известный как бертолетова соль.

2. Рассмотрим продукты реакции. При взаимодействии фосфора и хлората калия в результате окислительно-восстановительной реакции образуются два белых твёрдых вещества. Продуктами являются оксид фосфора(V) ($P_2O_5$) и хлорид калия ($KCl$). Оба вещества — белые твёрдые порошки, что соответствует условию.

3. Идентифицируем вещество С. По условию, вещество С растворяется в воде с образованием кислого раствора. Сравним свойства продуктов:
- Хлорид калия ($KCl$), будучи солью сильного основания и сильной кислоты, образует в воде нейтральный раствор.
- Оксид фосфора(V) ($P_2O_5$) является кислотным оксидом. Он бурно реагирует с водой, образуя фосфорную кислоту ($H_3PO_4$), что и создаёт кислую среду в растворе.
Следовательно, вещество С — это оксид фосфора(V), $P_2O_5$.

4. Проверим последнее условие. К веществу С ($P_2O_5$) добавляют оксид кальция ($CaO$). В результате реакции между основным оксидом ($CaO$) и кислотным оксидом ($P_2O_5$) образуется соль — фосфат кальция ($Ca_3(PO_4)_2$). Это вещество является белым и нерастворимым в воде, что полностью подтверждает наши выводы.

Идентифицируйте вещества

На основе проведённого анализа, искомые вещества идентифицированы следующим образом:
Вещество А: красный фосфор ($P$).
Вещество В: хлорат калия ($KClO_3$).
Вещество С: оксид фосфора(V) ($P_2O_5$).

Ответ: Вещество А — красный фосфор ($P$); вещество В — хлорат калия ($KClO_3$); вещество С — оксид фосфора(V) ($P_2O_5$).

Напишите уравнения реакций

Уравнения реакций, описанных в задаче:

1. Реакция воспламенения смеси при трении:
$6P + 5KClO_3 \xrightarrow{трение} 3P_2O_5 + 5KCl$

2. Образование кислого раствора при растворении вещества С в воде:
$P_2O_5 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_4$

3. Реакция вещества С с оксидом кальция с образованием нерастворимого соединения:
$P_2O_5 + 3CaO \rightarrow Ca_3(PO_4)_2$

Ответ:
$6P + 5KClO_3 \rightarrow 3P_2O_5 + 5KCl$
$P_2O_5 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_4$
$P_2O_5 + 3CaO \rightarrow Ca_3(PO_4)_2$