Номер 2, страница 49, часть 2 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

2. Назовите природные соединения фосфора. Как из этих соединений получают фосфор?

Фосфор, из-за своей высокой химической активности, в природе в свободном состоянии не встречается. Он входит в состав различных минералов, главным образом, в виде солей ортофосфорной кислоты — фосфатов.

Основными природными соединениями фосфора являются:

1. Апатиты — минералы, имеющие общую формулу $Ca_5(PO_4)_3(F, Cl, OH)$. Самым распространенным из них является фторапатит с формулой $Ca_5(PO_4)_3F$ или $3Ca_3(PO_4)_2 \cdot CaF_2$.

2. Фосфориты — осадочные горные породы, которые в основном состоят из фосфата кальция $Ca_3(PO_4)_2$ и являются главным сырьем для производства фосфора.

Также фосфор — важнейший биогенный элемент, входящий в состав всех живых организмов (например, в состав ДНК, РНК, АТФ и фосфолипидов).

В промышленности фосфор получают из апатитов или фосфоритов путем их восстановления углем (коксом) в присутствии диоксида кремния (песка) в электрических печах. Этот процесс называется электротермическим. Смесь руды, кокса и песка нагревают до температуры около $1500^\circ C$.

Роль компонентов в процессе:

• Фосфат кальция $Ca_3(PO_4)_2$ — исходное сырье, источник фосфора.

• Кокс $\text{C}$ — восстановитель, который отнимает кислород у фосфора.

• Песок $SiO_2$ — флюс, который взаимодействует с оксидом кальция (побочным продуктом), образуя легкоплавкий шлак (силикат кальция $CaSiO_3$). Без песка реакция требовала бы значительно более высоких температур.

Суммарное уравнение реакции получения фосфора выглядит так:

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

Пары́ образовавшегося белого фосфора ($P_4$) отводятся из реакционной зоны и конденсируются под водой для предотвращения его самовоспламенения на воздухе.

Ответ: Природными соединениями фосфора являются в основном минералы апатиты (например, $Ca_5(PO_4)_3F$) и фосфориты (содержат $Ca_3(PO_4)_2$). Фосфор из них получают в промышленности путем восстановления коксом (углеродом) в присутствии песка ($SiO_2$) в электропечах при высокой температуре (около $1500^\circ C$).