Дополнительное задание, страница 85 - гдз по химии 9 класс тетрадь для лабораторных опытов и практических работ Габриелян, Аксенова

1. К раствору гидроксида кальция приливали небольшими порциями раствор фосфорной кислоты. Сначала выпал осадок. При дальнейшем добавлении кислоты осадок исчез. Объясните эти явления, составьте уравнения реакций.

2. Какими опытами можно доказать, что в состав фосфата кальция входят катион кальция и фосфат-анион. Составьте уравнения реакций.

1. Объяснение явления:

При добавлении фосфорной кислоты ($H_3PO_4$) к раствору гидроксида кальция ($Ca(OH)_2$) сначала происходит реакция нейтрализации с образованием нерастворимого в воде фосфата кальция, который выпадает в виде осадка.

При дальнейшем добавлении фосфорной кислоты, которая является многоосновной кислотой, ранее образовавшийся фосфат кальция взаимодействует с избытком кислоты. В результате этой реакции образуются растворимые в воде кислые соли – дигидрофосфат кальция, что приводит к растворению осадка.

Уравнения реакций:

$3Ca(OH)_2 + 2H_3PO_4 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2 \downarrow + 6H_2O$

$Ca_3(PO_4)_2 + 4H_3PO_4 \rightarrow 3Ca(H_2PO_4)_2$

Ответ: Осадок фосфата кальция образуется в результате реакции нейтрализации, а затем растворяется из-за образования растворимого дигидрофосфата кальция при избытке фосфорной кислоты.

2. Доказательство наличия катиона кальция ($Ca^{2+}$):

Для доказательства наличия катиона кальция ($Ca^{2+}$) необходимо сначала растворить фосфат кальция, например, в разбавленной азотной кислоте, так как $Ca_3(PO_4)_2$ нерастворим в воде:

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

Затем к полученному раствору добавить раствор оксалата аммония $((NH_4)_2C_2O_4)$. Образование белого творожистого осадка оксалата кальция ($CaC_2O_4$), нерастворимого в уксусной кислоте, будет свидетельствовать о присутствии ионов кальция:

$Ca^{2+} (aq) + C_2O_4^{2-} (aq) \rightarrow CaC_2O_4 (s) \downarrow$

Доказательство наличия фосфат-аниона ($PO_4^{3-}$):

Для доказательства наличия фосфат-аниона ($PO_4^{3-}$), также после растворения фосфата кальция в азотной кислоте, к полученному раствору (который будет содержать фосфорную кислоту) добавляют раствор молибдата аммония $((NH_4)_2MoO_4)$ и нагревают. Появление ярко-желтого кристаллического осадка фосфорномолибдата аммония ($(NH_4)_3[PMo_{12}O_{40}]$) подтверждает наличие фосфат-ионов:

$H_3PO_4 (aq) + 12(NH_4)_2MoO_4 (aq) + 21HNO_3 (aq) \rightarrow (NH_4)_3[PMo_{12}O_{40}] (s) \downarrow + 21NH_4NO_3 (aq) + 12H_2O (l)$

Ответ: Катион кальция можно доказать реакцией с оксалатом аммония, а фосфат-анион – реакцией с молибдатом аммония после растворения фосфата кальция в кислоте.