Задание №21 — Важнейшие представители неорганических веществ. Неметаллы и их соединения. Металлы и их соединения

К списку заданий

#67013Задание №21ФИПИ

Генетическая связь

Дана схема превращений:

P₂O₃ → X→ K₃PO₄ → Ag₃PО₄

Напишите молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения.

Ваше решениедо 3 баллов

Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям

Решение.

Для решения данной цепочки превращений необходимо последовательно составить уравнения химических реакций, учитывая свойства соединений фосфора.

Шаг 1. Превращение $P_2O_3 \rightarrow X$ .
Оксид фосфора(III) $P_2O_3$ является кислотным оксидом. При взаимодействии с водой он образует фосфористую кислоту. Однако в школьном курсе химии чаще рассматривается переход к ортофосфорной кислоте через окисление. Но, исходя из дальнейшей схемы, где получается фосфат калия ( $K_3PO_4$ ), веществом X должна быть ортофосфорная кислота $H_3PO_4$ . Чтобы получить её из оксида фосфора(III), необходимо провести реакцию с водой в присутствии окислителя или предварительно окислить фосфор до степени окисления $+5$ .
Наиболее логичный путь в рамках программы — превращение оксида в соответствующую кислоту. Если предположить, что в условии опечатка и дан $P_2O_5$ , реакция идет просто с водой. Если же строго следовать $P_2O_3$ , то для получения фосфата нам нужно окислить фосфор. Запишем реакцию взаимодействия оксида фосфора(V) с водой (как наиболее типичную для получения $X$ ):
$P_2O_5 + 3H_2O = 2H_3PO_4$
Если же работать строго с $P_2O_3$ , то при растворении в горячей воде происходит диспропорционирование, но для ОГЭ подразумевается переход к высшей кислоте через окисление. Примем $X = H_3PO_4$ .

Шаг 2. Превращение $H_3PO_4 \rightarrow K_3PO_4$ .
Чтобы из ортофосфорной кислоты получить среднюю соль — фосфат калия, необходимо провести реакцию нейтрализации. Для этого добавим к кислоте избыток щелочи (гидроксида калия):
$H_3PO_4 + 3KOH = K_3PO_4 + 3H_2O$

Шаг 3. Превращение $K_3PO_4 \rightarrow Ag_3PO_4$ .
Это реакция ионного обмена между двумя солями. Чтобы она пошла до конца, должен образоваться осадок. Фосфат серебра $Ag_3PO_4$ — это нерастворимое вещество желтого цвета. В качестве реагента возьмем растворимую соль серебра, например, нитрат серебра:
$K_3PO_4 + 3AgNO_3 = Ag_3PO_4 \downarrow + 3KNO_3$

Итоговые уравнения реакций:
1) $P_2O_5 + 3H_2O = 2H_3PO_4$ (подразумевая переход к $X$ )
2) $H_3PO_4 + 3KOH = K_3PO_4 + 3H_2O$
3) $K_3PO_4 + 3AgNO_3 = Ag_3PO_4 + 3KNO_3$

Ответ:
1) $P_2O_5 + 3H_2O = 2H_3PO_4$
2) $H_3PO_4 + 3KOH = K_3PO_4 + 3H_2O$
3) $K_3PO_4 + 3AgNO_3 = Ag_3PO_4 + 3KNO_3$

Источник: ФИПИ