Задание №31 — Типы расчётных задач
Простое вещество, полученное при прокаливании смеси оксида кремния, угля и фосфата кальция, прореагировало с избытком хлора. Полученный продукт внесли в избыток раствора гидроксида калия. На образовавшийся раствор подействовали гидроксидом лития.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение. Прокаливание фосфата кальция с песком и коксом — промышленный способ получения фосфора; это и есть простое вещество из условия. Избыток хлора даёт высший хлорид PCl5, который в избытке щёлочи полностью гидролизуется до фосфата и хлорида калия.
1) Кремнезём связывает кальций в силикат, а уголь восстанавливает фосфор до простого вещества.
Ca3(PO4)2 + 3SiO2 + 5C → (t°) 3CaSiO3 + 2P + 5CO↑
2) В избытке хлора фосфор окисляется до высшей степени окисления +5.
2P + 5Cl2 (изб.) → 2PCl5
3) Избыток щёлочи переводит хлорид фосфора(V) в фосфат калия и хлорид калия.
PCl5 + 8KOH (изб.) → K3PO4 + 5KCl + 4H2O
4) Фосфат лития нерастворим, поэтому обмен идёт до конца.
K3PO4 + 3LiOH → Li3PO4↓ + 3KOH
Проверка: в первом уравнении слева 3 Ca, 2 P, 14 O (8 в фосфате и 6 в SiO2), 3 Si, 5 C; справа 3 Ca, 3 Si, 9 O в силикате и 5 O в CO — тоже 14, 2 P и 5 C.
Ответ: уравнения четырёх реакций:
1) Ca3(PO4)2 + 3SiO2 + 5C → (t°) 3CaSiO3 + 2P + 5CO↑
2) 2P + 5Cl2 (изб.) → 2PCl5
3) PCl5 + 8KOH (изб.) → K3PO4 + 5KCl + 4H2O
4) K3PO4 + 3LiOH → Li3PO4↓ + 3KOH
Источник: ФИПИ