Фосфор
EL Учебник по ЕГЭ

Наш учебник поможет готовится к контрошам, решать домашки, а также подготовиться
к ЕГЭ на 90+ без дополнительного поиска информации.

Вернуться ко всем темам
42

Фосфор

Фосфор – элемент пятой группы главной подгруппы. Электронное строение атома фосфора в отличие от азота позволяет ему в возбуждённом состоянии проявлять не только степень окисления, равную +5, но и валентность V:

Перечислим другие характерные степени окисления в таблице:

Степень окисления-3+1+3+5
Пример веществаФосфин PH3Фосфорноватистая кислота H3PO2Фосфористая кислота H3PO3Фосфорная кислота H3PO4

Отметим следующее:

  • Поскольку пятая группа нечётная, то наблюдаем нечётные характерные степени окисления: -3, +1, +3 и +5;
  • В кислотах H3PO2 (одноосновная кислота), H3PO3 (двухосновная кислота) и H3PO4 (трёхосновная кислота) фосфор является пятивалентным, однако основность кислот сильно разнится, что напрямую связано с количеством атомов водорода, которые напрямую связаны с кислородом:
  • В связи с этим не стоит удивляться, что NaH2PO2, Na2HPO3, Na3PO4 являются средними солями, а NaH2PO3, Na2HPO4, NaH2PO4 кислыми солями;
  • У фосфора P как у простого вещества распространены две модификации: красный фосфор с атомной решёткой и белый фосфор с молекулярной решёткой (в узлах располагаются молекулы P4).

Фосфор в степени окисления 0 может проявлять как восстановительные свойства, так и окислительные:

СвойствоПример реакции
Фосфор — восстановительГорение в избытке кислорода: 2P + 5O2 = 2P2O5
Фосфор — восстановительГорение в избытке хлора: 2P + 5Cl2 = 2PCl5
Фосфор — восстановительРеакция с иодом даёт трииодид фосфора: 2P + 3I2 = 2PI3 Это связано с тем, что пентаиодид фосфора неустойчив и разлагается: PI5 = PI3 + I2
Фосфор — восстановительРеакция с кислотами-окислителями: 2P + 5H2SO4 = 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O
Фосфор – и окислитель, и восстановительРеакция диспропорционирования в щёлочи: 4P + 3NaOH + 3H2O = 3NaH2PO2 + PH3
Фосфор — окислительПолучение фосфидов металлов: 3Ca + 2P = Ca3P2
Получение фосфораВосстановление фосфата кальция углём в присутствии кремнезёма: Ca3(PO4)2 + 5C + 3SiO2 = 3CaSiO3 + 5CO + 2P

В дополнение, запишем следующие пункты:

  • Галогениды фосфора подвергаются необратимому гидролизу в нейтральной или щёлочной средах:

PCl5 + 4H2O = H3PO4 + 5HCl

Реклама

  • Фосфиды гидролизуются с образованием газа фосфина PH3:

Ca3P2 + 6HCl = 3CaCl2 + 2PH3

  • Фосфин, в котором фосфор находится в своей наинизшей степени окисления, является сильным восстановителем:

5PH3 + 8KMnO4 + 12H2SO4 = 8MnSO4 + 4K2SO4 + 5H3PO4 + 12H2O

Перейдём, наконец, к свойствам соединений фосфора в степени окисления +5. Оксид фосфора(V), как и фосфорная кислота H3PO4, проявляют кислотные свойства, реагируя с основаниями:

P2O5 + 3CaO = Ca3(PO4)2

3NaOH + H3PO4 = Na3PO4 + 3H2O

При написании реакций с участием фосфорной кислоты всегда стоит внимательно смотреть, какой реагент находится в избытке, поскольку возможно образование кислых солей гидрофософатов HPO42- и дигидрофосфатов H2PO4 в избытке фосфорной кислоты:

2NaOH + H3PO4 = Na2HPO4 + 2H2O

NaOH + H3PO4 = NaH2PO4 + H2O

Кислые и средние соли фосфора могут переходить в друг друга по следующей схеме:

Также возможны следующие реакции ионного обмена, представляющие собой вытеснение фосфорной кислоты более сильными кислотами или осаждение фосфатов:

2Na3PO4 + 3H2SO4 = 3Na2SO4 + 2H3PO4

3LiCl + Na3PO4 = Li3PO4 + 3NaCl

В завершение, отметим некоторые специфические свойства оксида фосфора(V):

  • P2O5 проявляет гигроскопичные свойства, то есть очень любит «хватать» воду:

P2O5 + 3H2O = 2H3PO4

  • P2O5 подобно SiO2 может вытеснять летучие оксиды из твёрдых солей:

3Na2SO3 + P2O5 = 2Na3PO4 + 3SO2

Резюме

  • Фосфор – элемент пятой группы главной подгруппы, имеющий максимальную валентность, равную V.
  • Характерные степени окисления фосфора: -3, 0, +1, +3 и +5.
  • Пентаоксид дифосфора P2O5 и фосфорная кислота H3PO4 проявляют яркие кислотные свойства и способны образовывать как средние соли PO43-, так и кислые соли HPO42-. H2PO4.

Примеры задач на эту тему:

Задание 1. Задача №1 (первая часть ЕГЭ)

Из указанных в ряду элементов:

1) P     2) O      3) N      4) F       5) As

Выберите два элемента, которые имеют высшую валентность, равную V.

Ответ

1 5

Задание 2. Задача №6 (первая часть ЕГЭ)

Даны две пробирки с соляной кислотой. К первой пробирке добавили раствор вещества X, ко второй – твёрдое вещество Y. В результате в первой пробирке не наблюдали видимых изменений, а во второй пробирке – растворение твёрдого вещества. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые могут вступать в описанную реакцию.

  1. Na3PO4
  2. Na2S
  3. Na2CO3
  4. Ca3(PO4)2
  5. Na2SiO3
Ответ

14

Задание 3. Задача №31 (вторая часть ЕГЭ)

Фосфор сожгли в избытке кислорода. Полученное твёрдое вещество вступило в реакцию с оксидом кальция. Продукт реакции прореагировал со смесью углерода и диоксида кремния, что дало простое вещество, растворимое в щёлочи.

Ответ
  1. 2P + 5O2 = 2P2O5
  2. P2O5 + 3CaO = Ca3(PO4)2
  3. Ca3(PO4)2 + 5C + 3SiO2 = 3CaSiO3 + 5CO + 2P
  4. 4P + 3KOH + 3H2O = 3KH2PO2 + PH3

Определения:

  1. Азот имеет конфигурацию внешнего слоя 2s2 2p3, поэтому у него нет доступных по энергии 3d-орбиталей для образования пятой связи.
  2. Основность кислоты – количество атомов водорода, которое можно максимально заменить на атомы металла.
  3. Гигроскопичные свойства – свойства, характеризующие склонность вещества к реакции с водой и «отниманию» воды от других веществ.

Обратная связь

Была ли эта статья тебе полезной?
Всё ли было понятно? Оставляй обратную связь, мы это ценим

Главная / Химия / Переходные элементы

Начните подготовку к ЕГЭ на 90+ с нами

Обязательно заполните все поля, иначе мы не сможем точно подобрать подготовкуу



    Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь на условия обработки данных