Задание №9 — Основы неорганической химии

Решение.

Разберем последовательно превращения, указанные в схеме.

Шаг 1. Определение вещества X.
Первая реакция — это промышленный способ получения фосфора из природного фосфата кальция. При нагревании смеси фосфата кальция с коксом (C) и песком (SiO₂) происходит восстановительный процесс:
Ca₃(PO₄)₂ + 3SiO₂ + 5C → (t°) 3CaSiO₃ + 2P + 5CO↑
В ходе этой реакции фосфор восстанавливается из степени окисления +5 до свободного состояния (0). Следовательно, вещество X — это фосфор (P), что соответствует номеру 2.

Шаг 2. Определение вещества Y.
Далее из вещества Y нужно в одну стадию получить фосфин (PH₃). Рассмотрим предложенные варианты:
1) P₂O₅ — оксид, из него нельзя напрямую получить PH₃.
3) PCl₅ — хлорид, при гидролизе дает кислоты, а не фосфин.
4) H₃PO₄ — кислота, восстановление до PH₃ в одну стадию затруднительно.
5) Mg₃P₂ — фосфид магния. Фосфиды активных металлов легко подвергаются гидролизу (водой или кислотами) с образованием фосфина.
Реакция получения Y из X (фосфора):
3Mg + 2P → (t°) Mg₃P₂
Реакция получения PH₃ из Y:
Mg₃P₂ + 6H₂O → 3Mg(OH)₂↓ + 2PH₃↑ (или реакция с HCl).
Следовательно, вещество Y — это фосфид магния (Mg₃P₂), что соответствует номеру 5.

Ответ: X — 2, Y — 5.

Источник: ФИПИ