Номер 1, страница 215 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

1. Назовите классы веществ, с которыми взаимодействует:

а) оксид фосфора(V);

б) фосфорная кислота.

Решение

а) оксид фосфора(V);

Оксид фосфора(V), химическая формула $P_2O_5$ (чаще существует в виде димера $P_4O_{10}$), является типичным кислотным оксидом. Кислотные оксиды проявляют характерные химические свойства, вступая в реакции с веществами основного и амфотерного характера, а также с водой.

Классы веществ, с которыми взаимодействует оксид фосфора(V):

1. Вода. При взаимодействии с водой оксид фосфора(V) образует кислоты. В зависимости от условий (температуры, количества воды) могут образовываться разные фосфорные кислоты: метафосфорная, пирофосфорная или ортофосфорная. Наиболее распространенной является реакция с образованием ортофосфорной кислоты:

$P_2O_5 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_4$

2. Основания (щелочи). Как кислотный оксид, $P_2O_5$ реагирует с основаниями, образуя соль и воду. Продукты реакции (средние, кислые соли) зависят от соотношения реагентов.

Пример реакции с гидроксидом натрия с образованием средней соли (фосфата натрия):

$P_2O_5 + 6NaOH \rightarrow 2Na_3PO_4 + 3H_2O$

3. Основные оксиды. Оксид фосфора(V) взаимодействует с основными оксидами с образованием солей (фосфатов).

Пример реакции с оксидом кальция:

$P_2O_5 + 3CaO \rightarrow Ca_3(PO_4)_2$

4. Амфотерные оксиды. При сплавлении может реагировать с амфотерными оксидами, также образуя соли.

Пример реакции с оксидом алюминия:

$P_2O_5 + Al_2O_3 \rightarrow 2AlPO_4$

Ответ: Оксид фосфора(V) взаимодействует с водой, основаниями (щелочами), основными оксидами и амфотерными оксидами.

б) фосфорная кислота.

Ортофосфорная кислота (или просто фосфорная кислота), химическая формула $H_3PO_4$, является трехосновной кислотой средней силы и проявляет все типичные свойства кислот.

Классы веществ, с которыми взаимодействует фосфорная кислота:

1. Металлы. Реагирует с металлами, стоящими в ряду активности до водорода, с образованием соли и выделением водорода.

Пример реакции с магнием:

$2H_3PO_4 + 3Mg \rightarrow Mg_3(PO_4)_2 + 3H_2\uparrow$

2. Основные оксиды. Реагирует с основными оксидами, образуя соль и воду.

Пример реакции с оксидом натрия:

$2H_3PO_4 + 3Na_2O \rightarrow 2Na_3PO_4 + 3H_2O$

3. Основания (гидроксиды). Вступает в реакцию нейтрализации с основаниями. Так как кислота трехосновная, в зависимости от соотношения реагентов могут образовываться три типа солей: кислые (дигидрофосфаты и гидрофосфаты) и средние (фосфаты).

Примеры реакций с гидроксидом калия:

$H_3PO_4 + KOH \rightarrow KH_2PO_4 + H_2O$ (дигидрофосфат калия)

$H_3PO_4 + 2KOH \rightarrow K_2HPO_4 + 2H_2O$ (гидрофосфат калия)

$H_3PO_4 + 3KOH \rightarrow K_3PO_4 + 3H_2O$ (фосфат калия)

4. Амфотерные оксиды и гидроксиды. Реагирует с амфотерными соединениями, образуя соль и воду.

Пример реакции с гидроксидом алюминия:

$H_3PO_4 + Al(OH)_3 \rightarrow AlPO_4\downarrow + 3H_2O$

5. Соли. Взаимодействует с солями более слабых или летучих кислот.

Пример реакции с карбонатом натрия (угольная кислота слабее):

$2H_3PO_4 + 3Na_2CO_3 \rightarrow 2Na_3PO_4 + 3H_2O + 3CO_2\uparrow$

Также фосфорная кислота может вытеснять кремниевую кислоту из ее солей (силикатов), так как кремниевая кислота нерастворима:

$2H_3PO_4 + 3Na_2SiO_3 \rightarrow 2Na_3PO_4 + 3H_2SiO_3\downarrow$

6. Аммиак. Как кислота реагирует с аммиаком, который проявляет основные свойства, с образованием солей аммония.

Пример реакции:

$H_3PO_4 + NH_3 \rightarrow NH_4H_2PO_4$

Ответ: Фосфорная кислота взаимодействует с металлами (до $H_2$ в ряду активности), основными и амфотерными оксидами, основаниями и амфотерными гидроксидами, солями более слабых/летучих кислот, аммиаком.