Номер 1, страница 110 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 5. Азот и фосфор. Параграф 30. Оксид фосфора(V). Фосфорная кислота и её соли. Подумай, ответь, выполни... - номер 1, страница 110.

Условие.

1. Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций фосфорной кислоты:

а) с кальцием;

б) с оксидом кальция;

в) с гидроксидом кальция, взятым в избытке; в недостатке.

Под формулами запишите названия соответствующих веществ.

Решение.

Решение 2.

а) с кальцием

Фосфорная кислота, как кислота средней силы, реагирует с активными металлами, такими как кальций, с образованием соли и выделением водорода.

Молекулярное уравнение:

$2\underset{\text{фосфорная кислота}}{H_3PO_4} + 3\underset{\text{кальций}}{Ca} \rightarrow \underset{\text{фосфат кальция}}{Ca_3(PO_4)_2}\downarrow + 3\underset{\text{водород}}{H_2}\uparrow$

Ионные уравнения:

Фосфорная кислота ($H_3PO_4$) является электролитом средней силы (в школьном курсе часто рассматривается как слабая), поэтому в ионных уравнениях ее принято записывать в молекулярном виде. Кальций ($Ca$) — простое вещество. Фосфат кальция ($Ca_3(PO_4)_2$) — нерастворимая соль, а водород ($H_2$) — газ. Ввиду отсутствия сильных растворимых электролитов, диссоциирующих на ионы, полное и сокращенное ионные уравнения идентичны молекулярному.

Полное и сокращенное ионное уравнение:

$2H_3PO_4 + 3Ca \rightarrow Ca_3(PO_4)_2\downarrow + 3H_2\uparrow$

Ответ: Молекулярное уравнение: $2H_3PO_4 + 3Ca \rightarrow Ca_3(PO_4)_2\downarrow + 3H_2\uparrow$. Полное и сокращенное ионные уравнения совпадают с молекулярным.

б) с оксидом кальция

Фосфорная кислота реагирует с основным оксидом кальция, образуя соль и воду.

Молекулярное уравнение:

$2\underset{\text{фосфорная кислота}}{H_3PO_4} + 3\underset{\text{оксид кальция}}{CaO} \rightarrow \underset{\text{фосфат кальция}}{Ca_3(PO_4)_2}\downarrow + 3\underset{\text{вода}}{H_2O}$

Ионные уравнения:

В этом случае кислота — слабая, оксид кальция — твердое вещество, фосфат кальция — нерастворим, а вода — слабый электролит. Все вещества записываются в молекулярном виде.

Полное и сокращенное ионное уравнение:

$2H_3PO_4 + 3CaO \rightarrow Ca_3(PO_4)_2\downarrow + 3H_2O$

Ответ: Молекулярное уравнение: $2H_3PO_4 + 3CaO \rightarrow Ca_3(PO_4)_2\downarrow + 3H_2O$. Полное и сокращенное ионные уравнения совпадают с молекулярным.

в) с гидроксидом кальция

Так как фосфорная кислота является трехосновной, результат реакции с гидроксидом кальция зависит от соотношения реагентов.

При избытке гидроксида кальция:

В избытке щелочи происходит полная нейтрализация кислоты с образованием средней соли — фосфата кальция, который выпадает в осадок.

Молекулярное уравнение:

$2\underset{\text{фосфорная кислота}}{H_3PO_4} + 3\underset{\text{гидроксид кальция}}{Ca(OH)_2} \rightarrow \underset{\text{фосфат кальция}}{Ca_3(PO_4)_2}\downarrow + 6\underset{\text{вода}}{H_2O}$

Ионные уравнения:

Гидроксид кальция является сильным основанием, поэтому в ионном уравнении записывается в виде ионов ($Ca^{2+}$ и $OH^-$).

Полное ионное уравнение:

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

Поскольку все ионы участвуют в образовании малодиссоциирующих (вода) или нерастворимых (осадок) веществ, в реакции нет ионов-наблюдателей, и сокращенное ионное уравнение совпадает с полным.

Ответ: Молекулярное уравнение: $2H_3PO_4 + 3Ca(OH)_2 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2\downarrow + 6H_2O$. Полное и сокращенное ионное уравнение: $2H_3PO_4 + 3Ca^{2+} + 6OH^- \rightarrow Ca_3(PO_4)_2\downarrow + 6H_2O$.

При недостатке гидроксида кальция:

При недостатке основания (избытке кислоты) образуются кислые соли. Например, при молярном соотношении кислоты к основанию 2:1, образуется растворимая кислая соль — дигидрофосфат кальция.

Молекулярное уравнение:

$2\underset{\text{фосфорная кислота}}{H_3PO_4} + \underset{\text{гидроксид кальция}}{Ca(OH)_2} \rightarrow \underset{\text{дигидрофосфат кальция}}{Ca(H_2PO_4)_2} + 2\underset{\text{вода}}{H_2O}$

Ионные уравнения:

Дигидрофосфат кальция — растворимая соль, которая в водном растворе диссоциирует на ионы $Ca^{2+}$ и $H_2PO_4^-$.

Полное ионное уравнение:

$2H_3PO_4 + Ca^{2+} + 2OH^- \rightarrow Ca^{2+} + 2H_2PO_4^- + 2H_2O$

Сокращенное ионное уравнение (после сокращения ионов-наблюдателей $Ca^{2+}$):

$2H_3PO_4 + 2OH^- \rightarrow 2H_2PO_4^- + 2H_2O$

Это уравнение можно упростить, разделив все коэффициенты на 2:

$H_3PO_4 + OH^- \rightarrow H_2PO_4^- + H_2O$

Ответ: Молекулярное уравнение: $2H_3PO_4 + Ca(OH)_2 \rightarrow Ca(H_2PO_4)_2 + 2H_2O$. Полное ионное уравнение: $2H_3PO_4 + Ca^{2+} + 2OH^- \rightarrow Ca^{2+} + 2H_2PO_4^- + 2H_2O$. Сокращенное ионное уравнение: $H_3PO_4 + OH^- \rightarrow H_2PO_4^- + H_2O$.