Помогите решить цепочку превращения
P=P2O5=H3PO4=Ca3(PO4)3=P2O5=P=PH3=P2O5
Вот цепочка превращений и уравнения реакций:
P → P₂O₅: 4P + 5O₂ → 2P₂O₅ (Горение фосфора в кислороде)
P₂O₅ → H₃PO₄: P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄ (Оксид фосфора(V) растворяется в воде, образуя ортофосфорную кислоту)
H₃PO₄ → Ca₃(PO₄)₂: 3Ca(OH)₂ + 2H₃PO₄ → Ca₃(PO₄)₂↓ + 6H₂O (Взаимодействие ортофосфорной кислоты с гидроксидом кальция, выпадает осадок фосфата кальция)
Ca₃(PO₄)₂ → P₂O₅: Ca₃(PO₄)₂ + 3SiO₂ + 5C → 3CaSiO₃ + 5CO + P₂O₅ (Прокаливание фосфата кальция с песком и коксом - промышленный способ получения фосфора, а затем его окисление)
P₂O₅ → P: 2P₂O₅ + 10Mg → 10MgO + 4P (Восстановление фосфора из оксида магнием при нагревании)
P → PH₃: P₄ + 3NaOH + 3H₂O → PH₃ + 3NaH₂PO₂ (Взаимодействие белого фосфора с горячим раствором щелочи - диспропорционирование)
PH₃ → P₂O₅: 2PH₃ + 4O₂ → P₂O₅ + 3H₂O (Горение фосфина в избытке кислорода).
ответ:
P₄ + 5O₂ → P₄O₁₀, P₄O₁₀ + 6H₂O → 4H₃PO₄, 2H₃PO₄ + 3Ca(OH)₂ → Ca₃(PO₄)₂ + 6H₂O
Ca₃(PO₄)₂ + 3H₂SO₄ → 2H₃PO₄ + 3CaSO₄, 4H₃PO₄ → P₄O₁₀ + 6H₂O
P₄O₁₀ + 10C → P₄ + 10CO
P₄ + 3NaOH + 3H₂O → PH₃ + 3NaH₂PO₂
4PH₃ + 8O₂ → P₄O₁₀ + 6H₂O
решение: берем цепочку превращений O4=Ca3(PO4)3=P2O5=P=PH3=P2O5. сразу видно, что тут косяк с записью: O4 — это, скорее всего, P₄, потому что дальше все про фосфор, а Ca3(PO4)3 — неправильная формула, должно быть Ca3(PO4)2, это кальций фосфат. ну и P2O5 — это по старинке пентоксид фосфора, на самом деле P4O10, а P — это P₄. так что цепочка: P₄ → Ca₃(PO₄)₂ → P₄O₁₀ → P₄ → PH₃ → P₄O₁₀. надо найти реакции для каждого шага.
сначала из P₄ делаем Ca₃(PO₄)₂. фосфор горит в кислороде, потом добавляем воду, получаем кислоту, а потом с кальцием реагируем.
потом из Ca₃(PO₄)₂ обратно в P₄O₁₀ — тут через кислоту и нагрев.
дальше P₄O₁₀ восстанавливаем до P₄ углеродом.
из P₄ делаем PH₃ с помощью щелочи и воды.
и наконец PH₃ сжигаем до P₄O₁₀.
шаги такие:
1. P₄ + 5O₂ → P₄O₁₀ — сгорает фосфор.
P₄O₁₀ + 6H₂O → 4H₃PO₄ — вода дает кислоту.
2H₃PO₄ + 3Ca(OH)₂ → Ca₃(PO₄)₂ + 6H₂O — кислота с гидроксидом кальция.
2. Ca₃(PO₄)₂ + 3H₂SO₄ → 2H₃PO₄ + 3CaSO₄ — серная кислота выгоняет фосфорную.
4H₃PO₄ → P₄O₁₀ + 6H₂O — нагрев, вода уходит.
3. P₄O₁₀ + 10C → P₄ + 10CO — углерод вытягивает фосфор.
4. P₄ + 3NaOH + 3H₂O → PH₃ + 3NaH₂PO₂ — щелочь дает фосфин.
5. 4PH₃ + 8O₂ → P₄O₁₀ + 6H₂O — фосфин горит.
вот и все, реакции готовы. проверка: каждое вещество переходит в следующее, цепочка сходится.