Номер 458, страница 90 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

458. Приведите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

a) $P_4$ → $P_2O_5$ → $H_3PO_4$ → $Na_3PO_4$ → $Ca_3(PO_4)_2$;

б) $P_2O_3$ → $P_2O_5$ → $Li_3PO_4$ → $H_3PO_4$ → $Ca_3(PO_4)_2$ → $P$ → $P_2O_3$.

а) $P_4 \rightarrow P_2O_5 \rightarrow H_3PO_4 \rightarrow Na_3PO_4 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2$

1. Для получения оксида фосфора(V) ($P_2O_5$) из фосфора ($P_4$) проводят реакцию горения фосфора в избытке кислорода:

$P_4 + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5$

2. Ортофосфорную кислоту ($H_3PO_4$) получают при взаимодействии оксида фосфора(V) с водой. Оксид фосфора(V) является кислотным оксидом, которому соответствует ортофосфорная кислота.

$P_2O_5 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_4$

3. Для получения фосфата натрия ($Na_3PO_4$), который является средней солью, необходимо провести реакцию полной нейтрализации ортофосфорной кислоты щёлочью, например, гидроксидом натрия ($NaOH$).

$H_3PO_4 + 3NaOH \rightarrow Na_3PO_4 + 3H_2O$

4. Фосфат кальция ($Ca_3(PO_4)_2$) — нерастворимая соль. Её можно получить с помощью реакции ионного обмена, смешав раствор фосфата натрия с раствором какой-либо растворимой соли кальция, например, хлорида кальция ($CaCl_2$).

$2Na_3PO_4 + 3CaCl_2 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2 \downarrow + 6NaCl$

Ответ:

$P_4 + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5$

$P_2O_5 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_4$

$H_3PO_4 + 3NaOH \rightarrow Na_3PO_4 + 3H_2O$

$2Na_3PO_4 + 3CaCl_2 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2 \downarrow + 6NaCl$

б) $P_2O_3 \rightarrow P_2O_5 \rightarrow Li_3PO_4 \rightarrow H_3PO_4 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2 \rightarrow P \rightarrow P_2O_3$

1. Оксид фосфора(III) ($P_2O_3$) можно окислить до оксида фосфора(V) ($P_2O_5$) с помощью кислорода при нагревании.

$P_2O_3 + O_2 \rightarrow P_2O_5$

2. Для получения фосфата лития ($Li_3PO_4$) кислотный оксид фосфора(V) должен прореагировать с основным оксидом или основанием. В данном случае можно использовать оксид лития ($Li_2O$).

$P_2O_5 + 3Li_2O \rightarrow 2Li_3PO_4$

3. Чтобы получить ортофосфорную кислоту ($H_3PO_4$) из её соли, фосфата лития, необходимо подействовать более сильной кислотой, которая вытеснит фосфорную кислоту из соли. Подойдет, например, серная кислота ($H_2SO_4$).

$2Li_3PO_4 + 3H_2SO_4 \rightarrow 2H_3PO_4 + 3Li_2SO_4$

4. Фосфат кальция ($Ca_3(PO_4)_2$) получают реакцией нейтрализации ортофосфорной кислоты основанием кальция, например, гидроксидом кальция ($Ca(OH)_2$).

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

5. Получение элементарного фосфора ($P$) из природного фосфата кальция (фосфорита) — это промышленный способ, заключающийся в прокаливании фосфата с коксом ($C$) и песком (оксидом кремния(IV), $SiO_2$) в электропечи при высокой температуре.

$Ca_3(PO_4)_2 + 3SiO_2 + 5C \xrightarrow{t^\circ} 3CaSiO_3 + 2P + 5CO \uparrow$

6. Для получения оксида фосфора(III) ($P_2O_3$) необходимо провести окисление фосфора в условиях контролируемого недостатка кислорода.

$4P + 3O_2 \xrightarrow{недостаток} 2P_2O_3$

Ответ:

$P_2O_3 + O_2 \rightarrow P_2O_5$

$P_2O_5 + 3Li_2O \rightarrow 2Li_3PO_4$

$2Li_3PO_4 + 3H_2SO_4 \rightarrow 2H_3PO_4 + 3Li_2SO_4$

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

$Ca_3(PO_4)_2 + 3SiO_2 + 5C \xrightarrow{t^\circ} 3CaSiO_3 + 2P + 5CO \uparrow$

$4P + 3O_2 \xrightarrow{недостаток} 2P_2O_3$