2. Оксиды.

Оксид фосфора (III)

Оксид фосфора (III) очень ядовит и неустойчив. Для P₂O₃ (P₄O₆) характерны два типа реакций. Поскольку фосфор в этом оксиде проявляет промежуточную степень окисления, то он принимает участие в окислительно-восстановительных процессах, повышая либо понижая степень окисления атома фосфора. Характерны для P₂O₃ реакции диспропорционирования:

Р₂О₃ + О₂ = Р₂О₅

2Р₂О₃ + 6Н₂О _(гор.) = РН₃ + 3Н₃РО₄

С другой стороны Р₂О₃ проявляет свойства кислотного оксида (ангидрид фосфористой кислоты), взаимодействуя с водой с образованием кислоты:

Р₂О₃ + 3Н₂О = 2Н₃РО₃

а со щелочами – с образованием солей (фосфитов)

Р₂О₃ + 4KOH = 2K₂HРО₃ + H₂O

Оксид фосфора (V)

Оксид фосфора (V) – это очень гигроскопичное вещество, которое используется для осушения газов. Обладая высоким сродством к воде, оксид фосфора (V) дегидратирует до ангидридов неорганические и органические кислоты.

P₂O₅ + H₂SO₄ = 2HPO₃ + SO₃

P₂O₅ + 2HNO₃ = 2HPO₃ + N₂O₅

P₂O₅ + 2CH₃COOH = 2HPO₃ + (CH₃CO)₂O

Фосфорный ангидрид является типичным кислотным оксидом, давая при взаимодействии с основными оксидами (при сплавлении) и со щелочами соли фосфорной кислоты.

P₂O₅ + 3H₂O = 2H₃PO₄

P₂O₅ + 6NaOH = 2Na₃PO₄ + 3H₂O

P₂O₅ + 2NaOH + H₂O = 2NaH₂PO₄

P₂O₅ + 4NaOH = 2Na₂HPO₄ + H₂O

3. Кислоты.

H₃PO₃ фосфористая кислота.

5H₃PO₃ + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ = 5H₃PO₄ + K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 3H₂O

H₃PO₄ ортофосфорная кислота

H₃PO₄ ортофосфорная кислота – бесцветное кристаллическое вещество.

В нормальных условиях H₃PO₄ химически инертна, при нагревании взаимодействует с металлами, их оксидами и гидроксидами, солями:

2H₃PO₄ + 3Mg = Mg₃(PO₄)₂ + 3H₂

3H₃PO₄ + 4Fe = FeHРО₄ + Fe₃(PO₄)₂ + 4H₂

2H₃PO₄ + 3MgO = Mg₃(PO₄)₂ + 3H₂O

H₃PO₄ + КОН = KH₂РО₄ + H₂O

H₃PO₄ + 2КОН = К₂НРО₄ + 2H₂O

H₃PO₄ + 3КОН = К₃РО₄ + 3H₂O

2H₃PO₄ + 3Ca(OH)₂ = Ca₃(PO₄)₂ + 6H₂O

H₃PO₄ + Ca(OH)₂ = CaHPO₄ + 2H₂O

2H₃PO₄ + 3NH₃ = NH₄H₂PO₄ + (NH₄)₂HPO₄

Н₃PO₄ + 3AgNO₃ = Ag₃PO₄↓ + 3НNO₃ (качественная реакция на PO₄³⁻)

Н₃PO₄ + 3NaHCO₃ = Na₃PO₄ + CO₂ + 3H₂O

При нагревании H₃PO₄ до 200°С происходит отщепление от нее молекулы воды с образованием пирофосфорной кислоты H₂P₂O₇

2H₃PO₄ H₂P₂O₇ + H₂O

пирофосфорная кислота

4. Соли.

Соли фосфорной кислоты: средние – фосфаты, кислые – гидрофосфаты, дигидрофосфаты.

Фосфаты.

K₃PO₄ + 3AgNO₃ = Ag₃PO₄↓ + 3KNO₃

Ca₃(PO₄)₂ + 4H₃PO₄ = 3Ca(H₂PO₄)₂

Ca₃(PO₄)₂ + 2H₂SO₄ = Ca(H₂PO₄)₂ + 2CaSO₄

Ca₃(PO₄)₂ + 8C = Ca₃P₂ + 8CO

3Ca₃(PO₄)₂ + 16Al = 3Ca₃P₂ + 8Al₂O₃

Гидрофосфаты.

K₂HPO₄ + H₃PO₄ = 2KH₂PO₄

K₂HPO₄ + KOH = K₃PO₄ + H₂O

4Na₂HPO_4(разб.) + 3CaCl₂ = Ca₃(PO₄)₂ + 6NaCl + 2NaH₂PO₄

Na₂HPO_4(конц.) + CaCl₂ = CaHPO₄ + 2NaCl

2Na₂HPO₄ + 3AgNO₃ = Ag₃PO₄↓ + 3NaNO₃ + NaH₂PO₄

Дигидрофосфаты.

3NaH₂ PO₄ + 3AgNO₃ = Ag₃PO₄↓ + 3NaNO₃ + 2H₃PO₄

NaH₂PO₄ + 2NaOH = Na₃PO₄ + 2H₂O

Фосфор. Соединения фосфора.

1. Фосфид кальция обработали соляной кислотой. Выделившийся газ сожгли в закрытом сосуде, продукт горения полностью нейтрализовали раствором гидроксида калия. К полученному раствору прилили раствор нитрата серебра. Напишите уравнения описанных реакций.

2. Ортофосфат кальция прокалили с углем и речным песком. Образовавшееся при этом белое светящееся в темноте вещество сожгли в атмосфере хлора. Продукт этой реакции растворили в избытке гидроксида калия. К полученной смеси прилили раствор гидроксида бария. Напишите уравнения описанных реакций.

3. Простое вещество, полученное при нагревании смеси фосфата кальция с коксом и оксидом кремния, растворяется в растворе едкого кали. Выделяющееся газообразное вещество сожгли, продукты горения собрали и охладили, а в полученный раствор добавили нитрат серебра. Напишите уравнения описанных реакций.

4. Смесь ортофосфата кальция, кокса и песка нагрели в электрической печи. Один из продуктов этой реакции может самовоспламеняться на воздухе. Твердый продукт горения этого вещества при нагревании растворили в воде и через полученный раствор пропустили газообразный аммиак. Напишите уравнения описанных реакций.

5. Простое вещество, смесь которого с бертолетовой солью используется в спичках и воспламеняется при трении, сожгли в избытке кислорода. Твердое вещество белого цвета, образовавшееся в результате сгорания, растворили в избытке раствора гидроксида натрия. Полученная при этом соль с раствором нитрата серебра образует осадок ярко-желтого цвета. Напишите уравнения описанных реакций.

6. Белый фосфор растворяется в растворе едкого кали с выделением газа с чесночным запахом, который самовоспламеняется на воздухе. Твердый продукт реакции горения прореагировал с едким натром в таком соотношении, что в образовавшемся веществе белого цвета содержится один атом водорода, при прокаливании последнего вещества образуется пирофосфат натрия. Напишите уравнения описанных реакций.

7. Фосфор сожгли в избытке хлора, образующееся твердое вещество смешали с фосфором и нагрели. Продукт реакции обработали водой, при этом выделился бесцветный газ с резким запахом. Раствор добавили к подкисленному серной кислотой раствору перманганата калия, который в результате реакции обесцветился. Напишите уравнения описанных реакций.

8. Продукт взаимодействия фосфида магния с водой сожгли и продукты реакции поглотили водой. Образовавшееся вещество используется в промышленности для получения двойного суперфосфата из фосфорита. Напишите уравнения описанных реакций.

9. Фосфин пропустили через горячий раствор концентрированной азотной кислоты. раствор нейтрализовали негашеной известью, выпавший осадок отделили, смешали с коксом и кремнезёмом и прокалили. Продукт реакции, который светится на воздухе, нагрели в растворе едкого натра. Напишите уравнения описанных реакций.

10. Красный фосфор сожгли в атмосфере хлора. Продукт реакции обработали избытком воды и в раствор добавили порошкообразный цинк. Выделившийся газ пропустили над нагретым оксидом двухвалентного железа. Напишите уравнения описанных реакций.

11. Вещество красного цвета, которое используется в производстве спичек, сожгли в избытке воздуха и продукт реакции при нагревании растворили в большом количестве воды. После нейтрализации полученного раствора пищевой содой в него добавили нитрат серебра. Напишите уравнения описанных реакций.

12. К твёрдому веществу, которое образуется при сжигании фосфора в избытке хлора, добавили фосфор и смесь нагрели. Продукт реакции обработали небольшим количеством горячей воды и в полученный раствор добавили подкисленный серной кислотой раствор перманганата калия. Напишите уравнения описанных реакций.

13. Твердое вещество, которое образуется при нагревании фосфора и пятихлористого фосфора, растворили в большом количестве воды. Часть полученного раствора добавили в подкисленный серной кислотой раствор перманганата калия, при этом последний обесцветился. Напишите уравнения описанных реакций.

14. Фосфат кальция прокалили с углем в присутствии речного песка. Образовавшееся простое вещество прореагировало с избытком хлора. Полученный продукт внесли в избыток раствора гидроксида калия. На образовавшийся раствор подействовали известковой водой. Напишите уравнения описанных реакций.

15. Фосфат кальция прокалили с песком и углем. Полученное простое вещество сожгли в кислороде, продукт реакции растворили в воде и нейтрализовали гидроксидом натрия. Напишите уравнения описанных реакций.

16. Фосфор сожгли в избытке кислорода, а образовавшееся вещество сплавили с оксидом натрия. полученную соль разделили на две части: первую ввели в реакцию с хлоридом кальция, а вторую – с нитратом серебра. Напишите уравнения описанных реакций.

17. Красный фосфор окислили кипящей азотной кислотой. Выделившийся при этом газ поглотили раствором гидроксида калия. Продукт окисления в первой реакции нейтрализовали гидроксидом натрия, а к образовавшейся реакционной массе по каплям добавили раствор хлорида кальция до прекращения выпадения осадка. Напишите уравнения описанных реакций.

Фосфор. Соединения фосфора.

1) Ca₃P₂ + 6HCl = 3CaCl₂ + 2PH₃↑

PH₃ + 2O₂ = H₃PO₄

H₃PO₄ + 3KOH = K₃PO₄ + 3H₂O

K₃PO₄ + 3AgNO₃ = Ag₃PO₄↓ + 3KNO₃

2) Ca₃(PO₄)₂ + 5C + 3SiO₂ 3CaSiO₃ + 5CO + 2P

2P + 5Cl₂ = 2PCl₅

PCl₅ + 8KOH = K₃PO₄ + 5KCl + 4H₂O

2K₃PO₄ + 3Ba(OH)₂ = Ba₃(PO₄)₂ + 6KOH

3) Ca₃(PO₄)₂ + 5C + 3SiO₂ 3CaSiO₃ + 5CO + 2P

P₄ + 3KOH + 3H₂O = 3KH₂PO₂ + PH₃↑

2PH₃ + 4O₂ = P₂O₅ + 3H₂O

P₂O₅ + 3H₂O = 2H₃PO₄ или

PH₃ + 2O₂ = H₃PO₄

H₃PO₄ + 3AgNO₃ = Ag₃PO₄↓ + 3HNO₃

4) Ca₃(PO₄)₂ + 5C + 3SiO₂ 3CaSiO₃ + 5CO + 2P

4P + 5O₂ = 2P₂O₅ или P₄ + 5O₂ = P₄O₁₀

P₂O₅ + 3H₂O = 2H₃PO₄

2H₃PO₄ + 3NH₃ = NH₄H₂PO₄ + (NH₄)₂HPO₄

5) 6P + 5KClO₃ = 5KCl + 3P₂O₅

4P + 5O₂ = 2P₂O₅

P₂O₅ + 6NaOH = 2Na₃PO₄ + 3H₂O

Na₃PO₄ + 3AgNO₃ = Ag₃PO₄↓ + 3NaNO₃

6) P₄ + 3KOH + 3H₂O = 3KH₂PO₂ + PH₃↑

2PH₃ + 4O₂ = P₂O₅ + 3H₂O

P₂O₅ + 4NaOH = 2Na₂HPO₄ + H₂O

2Na₂HPO₄ Na₄P₂O₇ + H₂O

7) 2P + 5Cl₂ = 2PCl₅

3PCl₅ + 2P = 5PCl₃

PCl₃ + 3H₂O = H₃PO₃ + 3HCl↑

5H₃PO₃ + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ = 5H₃PO₄ + K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 3H₂O

или, так как ортофосфат марганца нерастворим

15H₃PO₃ + 6KMnO₄ + 3H₂SO₄ = 11H₃PO₄ + 3K₂SO₄ + 2Mn₃(PO₄)₂↓ + 9H₂O

8) Mg₃P₂ + 6H₂O = 3Mg(OH)₂↓ + 2PH₃↑

2PH₃ + 4O₂ = P₂O₅ + 3H₂O

P₂O₅ + 3H₂O = 2H₃PO₄

Ca₃(PO₄)₂ + 4H₃PO₄ = 3Ca(H₂PO₄)₂

9) PH₃ + 8HNO_{3(конц. гор.)} = H₃PO₄ + 8NO₂ + 4H₂O

2H₃PO₄ + 3CaO = Ca₃(PO₄)₂↓ + 3H₂O

2HNO₃ + CaO = Ca(NO₃)₂ + H₂O

Ca₃(PO₄)₂ + 5C + 3SiO₂ 3CaSiO₃ + 5CO + 2P

P₄ + 3NaOH + 3H₂O = 3NaH₂PO₂ + PH₃↑

10) 2P + 5Cl₂ = 2PCl₅

PCl₅ + 4H₂O = H₃PO₄ + 5HCl↑

3Zn + 2H₃PO₄ = Zn₃(PO₄)₂↓ + 3H₂

H₂ + FeO = Fe + H₂O

11) 4P + 5O₂ = 2P₂O₅

P₂O₅ + 3H₂O = 2H₃PO₄

H₃PO₄ + 3NaHCO₃ = Na₃PO₄ + 3CO₂ + 3H₂O

Na₃PO₄ + 3AgNO₃ = Ag₃PO₄↓ + 3NaNO₃

12) 2P + 5Cl₂ = 2PCl₅

3PCl₅ + 2P = 5PCl₃

PCl₃ + 3H₂O = H₃PO₃ + 3HCl↑

5H₃PO₃ + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ = 5H₃PO₄ + K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 3H₂O

13) 2P + 3Cl₂ = 2PCl₃

PCl₃ + 3H₂O = H₃PO₃ + 3HCl↑

5H₃PO₃ + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ = 5H₃PO₄ + K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 3H₂O

10HCl + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ = 5Cl₂ + K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 8H₂O

или

16HCl + 2KMnO₄ = 5Cl₂ + 2KCl + MnCl₂ + 8H₂O

14) Ca₃(PO₄)₂ + 5C + 3SiO₂ 3CaSiO₃ + 5CO + 2P

2P + 5Cl₂ = 2PCl₅

PCl₅ + 8KOH = K₃PO₃ + 5KCl + 4H₂O

2K₃PO₃ + 3Ca(OH)₂ = Ca₃(PO₄)₂↓ + 6KOH

15) Ca₃(PO₄)₂ + 5C + 3SiO₂ 3CaSiO₃ + 5CO + 2P

4P + 5O₂ = 2P₂O₅

P₂O₅ + 3H₂O = 2H₃PO₄

H₃PO₄ + 3NaOH = Na₃PO₄ + 3H₂O

16) 4P + 5O₂ = 2P₂O₅

P₂O₅ + 3Na₂O = 2Na₃PO₄

2Na₃PO₃ + 3CaCl₂ = Ca₃(PO₄)₂↓ + 6NaCl

Na₃PO₄ + 3AgNO₃ = Ag₃PO₄↓ + 3NaNO₃

Сера. Соединения серы.

1. Сера.

В нормальных условиях химическая активность серы невелика: при нагревании сера активна, и может быть как окислителем, так и восстановителем.

Взаимодействие с неметаллами:

S + H₂ = H₂S

3S + 2P = P₂S₃

2S + C = CS₂

S + O₂ = SO₂

S + Cl₂ = SCl₂ (S₂Cl₂)

S + 3F₂ = SF₆

Взаимодействие с металлами приводит к образованию соответствующих сульфидов:

S + Fe = FeS

S + Hg = HgS

3S + 2Al = Al₂S₃

При взаимодействии со сложными веществами (окислителями) сера проявляет свойства восстановителя:

S + 6HNO₃ = H₂SO₄ + 6NO₂ + 2H₂O

S + 2H₂SO₄ = 3SO₂ + 2H₂O

S + 2KClO₃ = 3SO₂ + 2KCl

При кипячении в щелочах сера растворяется с образованием сульфитов и сульфидов:

S + NaOH = Na₂SO₃ + Na₂S + H₂O

S + H₂O _(пар) = 2H₂S + SO₂

Взаимодействие серы с сульфитами (при кипячении) приводит к образованию тиосульфатов:

S + Na₂SO₃ = Na₂S₂O₃

2. Соединения серы.

1. Сероводород.

В реакциях сероводород проявляет свойства сильного восстановителя (степень окисления серы −2)

При недостатке кислорода и в растворе H₂S окисляется до свободной серы (раствор мутнеет):

2H₂S + O₂ = 2S↓ + 2H₂O

В избытке кислорода:

2H₂S + 3O₂ = 2SO₂↑ + 2H₂O

При взаимодействии с бромом, хлором сероводород окисляется до свободной серы:

H₂S + Br₂ = 2HBr + S↓

H₂S + Cl₂ = 2HCl + S↓

H₂S + 4Cl₂ + 4H₂O = + H₂SO₄ + 8HCl

В целом большинство окислителей окисляют H₂S с образованием серы:

2H₂S + SO₂ = 3S + 2H₂O

H₂S + 2FeCl₃ = 2FeCl₂ + S + 2HCl

2H₂S + 4Ag + O₂ = 2Ag₂S + 2H₂O

H₂S + 2HNO_3(конц.) = S + 2NO₂ + 2H₂O

3H₂S + K₂Cr₂O₇ + 4H₂SO₄ = 3S + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 7H₂O

H₂S + H₂SO_4(конц.) = S + SO₂ + 2H₂O (кип.)

H₂S + 8HNO_3(конц.) = H₂SO₄ + 8NO₂ + 4H₂O (кип.)

H₂S + 3H₂SO_4(конц.) = 4SO₂ + 4H₂O