ГДЗ по химии 9 класс, базовый уровень учебник Габриелян, Остроумов — страница 103
- Тип: ГДЗ, Решебник.
- Авторы: Габриелян О. С., Остроумов И. Г., Сладков С. А.
- Часть: без частей.
- Год: 2026.
- Серия: Школа России.
- Издательство: Просвещение.
Проверьте свои знания
Номер 1.
Дайте характеристику фосфора на основании его положения в Периодической системе Д. И. Менделеева.
Ответ:
Атомный номер фосфора 15, следовательно, в ядре атома фосфора 15 протонов, а электронную оболочку составляют 15 электронов. Поскольку фосфор — элемент третьего периода, электроны в атоме располагаются на трех энергетических уровнях:
15P 2ē, 8ē, 5ē
Фосфор — типичный неметалл. Для завершения внешнего энергетического уровня до устойчивой восьмиэлектронной оболочки атому фосфора недостает трех электронов. В отличие от атома азота, пять внешних электронов находятся на большем расстоянии от ядра атома и менее прочно с ним связаны. Следовательно, неметаллические свойства у фосфора выражены слабее, чем у азота. Тем не менее при образовании связей с атомами менее электроотрицательных элементов, в первую очередь металлов и водорода, атом фосфора принимает недостающие три электрона и приобретает минимальную степень окисления − 3. Максимальная же степень окисления, которую фосфор проявляет в соединениях с более электроотрицательными элементами, определяется числом валентных электронов и равна + 5.
Номер 2.
Сравните аллотропные модификации фосфора, т. е. найдите черты сходства и различия между ними.
Ответ:
Фосфор образует несколько аллотропных модификаций, среди которых наиболее известны белый и красный фосфор.
Белый фосфор — воскоподобное вещество, легко режется ножом, плавится уже при температуре 44°C. В твердом состоянии имеет молекулярную кристаллическую решетку, а его молекулы состоят из четырех атомов, расположенных в вершинах правильного тетраэдра. Именно поэтому формулу белого фосфора записывают так: P4.
Белый фосфор очень реакционноспособен. При ограниченном доступе воздуха он окисляется кислородом, при этом наблюдается зеленоватое свечение. Это явление называют хемилюминесценцией. Во избежание окисления белый фосфор хранят под слоем воды, в которой он практически не растворим.
Белый фосфор чрезвычайно ядовит, самовоспламеняется на открытом воздухе, а также при контакте с кожей.
При нагревании без доступа воздуха белый фосфор превращается в другую аллотропную модификацию — красный фосфор. Это твердое вещество красно-бурого цвета. Красный фосфор менее активен, устойчив на воздухе, нетоксичен, не обладает способностью светиться на воздухе, но при поджигании легко загорается и горит ярким пламенем с выделением густого белого дыма.
Номер 3.
Охарактеризуйте получение, свойства и применение красного фосфора. Ответ подтвердите уравнениями соответствующих реакций.
Ответ:
При нагревании без доступа воздуха белый фосфор превращается в другую аллотропную модификацию — красный фосфор.
Окислительные свойства фосфор проявляет по отношению к металлам. Продукты взаимодействия, в которых фосфор проявляет степень окисления − 3, называют фосфидами. Например, при нагревании фосфора с металлическим кальцием образуются красно-коричневые кристаллы фосфида кальция:
3Ca + 2P = Ca3P2
Фосфиды щелочных и щелочноземельных металлов разлагаются водой, при этом образуется летучее водородное соединение фосфора — фосфин:
Ca3P2 + 6H2O = 3Ca(OH)2 + 2PH3
Фосфин — бесцветный газ с резким неприятным запахом испорченной рыбы, на воздухе самовозгорается:
2PH3 + 4O2 = P2O5 + 3H2O
Восстановительные свойства фосфор проявляет по отношению к кислороду, галогенам, а также сложным веществам — окислителям. Например, в атмосфере хлора фосфор сгорает с образованием хлорида фосфора(V):
2P + 5Cl2 = 2PCl5
Концентрированная азотная кислота окисляет фосфор до фосфорной кислоты:
P + 5HNO3 = H3PO4 + 5NO2 + H2O
Применяется для производства фосфорной кислоты.
Примените свои знания
Номер 4.
Запишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
P → Ca3P2 → PH3 → P2O5 → H3PO4 → K3PO4 → Ag3PO4
Для реакций, протекающих в растворах, запишите ионные уравнения. В уравнениях окислительно-восстановительных реакций расставьте коэффициенты методом электронного баланса, укажите окислитель и восстановитель.
Ответ:
P → Ca3P2 → PH3 → P2O5 → H3PO4 → K3PO4 → Ag3PO4
3Ca + 2P = Ca3P2
Ca3P2 + 6H2O = 3Ca(OH)2 + 2PH3
2PH3 + 4O2 = P2O5 + 3H2O
O20 + 4ē → 2O−2 — окислитель, процесс восстановления
P−3 − 8ē → P+5 — восстановитель, процесс окисления
P2O5 + 3H2O = 2H3PO4
H3PO4 + 3KOH = K3PO4 + 3H2O
3H+ + PO43− + 3K+ + 3OH− = 3H+ + PO43− + 3H2O
H+ + OH− = H2O
K3PO4 + 3AgNO3 = 3KNO3 + Ag3PO4
3K+ + PO43− + 3Ag+ + 3NO3− = 3K+ + 3NO3− + Ag3PO4
PO43− + 3Ag+ = Ag3PO4
Номер 5.
Найдите массу 2%-ного раствора фосфорной кислоты, необходимой для нейтрализации 30 г 8%-ного раствора гидроксида натрия. Рассчитайте массу полученного фосфата.
Ответ:
Дано:
ω(H3PO4) = 2% = 0,02
mр-ра(NaOH) = 30 г
ω(NaOH) = 8% = 0,08
mр-ра(H3PO4) — ?
m(Na3PO4) — ?
Решение:
H3PO4 + 3NaOH = Na3PO4 + 3H2O
Рассчитаем массу гидроксида натрия:
m(NaOH) = mр-ра(NaOH) · ω(NaOH) = 30 г · 0,08 = 2,4 г
Рассчитаем количество вещества гидроксида натрия:
n(NaOH) = m(NaOH)/M(NaOH) = 2,4 г/40 г∕моль = 0,06 моль
По уравнению реакции на 1 моль H3PO4 требуется 3 моль NaOH.
По условию задачи на x моль H3PO4 требуется 0,06 моль NaOH.
n(H3PO4) = x = 1 моль · 0,06 моль/3 моль = 0,02 моль
Найдем массу фосфорной кислоты:
m(H3PO4) = M · n = 98 г∕моль · 0,02 моль = 1,96 г
Найдем массу раствора фосфорной кислоты:
mр-ра(H3PO4) = m(H₃PO₄)/ω(H₃PO₄) = 1,96 г/0,02 = 98 г
Найдем количество вещества фосфата натрия:
По уравнению реакции из 1 моль H3PO4 образуется 1 моль Na3PO4.
По условию задачи из 0,02 моль H3PO4 образуется x моль Na3PO4.
n(Na3PO4) = x = 1 моль · 0,02 моль/1 моль = 0,02 моль
Найдем массу фосфата натрия:
m(Na3PO4) = M · n = 164 г∕моль · 0,02 моль = 3,28 г
Ответ: масса 2%-ного раствора фосфорной кислоты 98 г. Масса образующегося фосфата 3,28 г.
Номер 6.
Один из способов получения фосфорной кислоты — окисление фосфора концентрированной азотной кислотой. Используя метод электронного баланса, составьте уравнение данной реакции, протекающей по схеме: P + HNO3 + H2O = H3PO4 + NO↑. Какая масса фосфорной кислоты образуется при окислении 17,2 г технического красного фосфора, содержащего 10% примесей?
Ответ:3P0 + 5HN+5O3 + 2H2O = 3H3P+5O4 + 5N+2O↑
Дано:
mтехнич(P) = 17,2 г
ωпримесей = 10% = 0,1
m(H3PO4) — ?
Решение:
3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO↑
Найдем массу чистого фосфора:
m(P) = mтехнич(P) · 0,9 = 17,2 г · 0,9 = 15,48 г
Рассчитаем количество вещества фосфора:
n(P) = m(P)/M(P) = 15,48 г/31 г∕моль = 0,5 моль
по уравнению реакции из 3 моль P образуется 3 моль H3PO4
по условиям задачи из 0,5 моль P образуется х моль H3PO4
n(H3PO4) = х = 0,5 моль · 3 моль/3 моль = 0,5 моль
Найдем массу фосфорной кислоты:
m(H3PO4) = M · n = (3 · 1 + 31 + 16 · 4) г/моль · 0,5 моль = 49 г
Ответ: при окислении 17,2 г технического красного фосфора, содержащего 10% примесей, образуется 49 г фосфорной кислоты.
Выразите своё мнение
Номер 7.
Сравните продукты реакции горения фосфина с продуктами горения и каталитического разложения аммиака. Как вы думаете, с чем связано различие?
Ответ:
При горении фосфина образуются оксид фосфора(V) и вода:
2PH3 + 4O2 = P2O5 + 3H2O
Фосфор в фосфине при горении окисляется до высшего оксида, так как фосфор — неметалл с выраженной склонностью к образованию оксидов.
При каталитическом разложении аммиака образуются чистый азот и водород:
2NH3 = N2 + H2
Причина различий — в разных электроотрицательностях: фосфор менее электроотрицателен, чем азот, и легче окисляется до высших оксидов. Азоту в аммиаке энергетически выгоднее восстановиться до чистого азота, а не образовывать оксид. Также оксид фосфора(V) — очень стабильный оксид, и азот за счет тройной связи в молекуле также является очень стабильным веществом, в отличие от оксидов азота. Играет роль катализатор, так как он ускоряет разрыв связей между азотом и водородом, минуя стадию окисления до оксидов.
Используйте дополнительную информацию
Номер 8.
Один из городов России расположен в следующей точке земного шара: 67°34'03" с.ш., 33°23'36" в.д. Как называется этот город? Какое отношение к изучаемой теме он имеет? Составьте краткую информационную справку об этом городе.
Ответ:
Город, располагающийся на этих координатах, — Апатиты.
Апатит — это группа минералов класса фосфатов, основной компонент апатитовых руд, богатых фосфором.
Город Апатиты находится в Мурманской области на Кольском полуострове между горным массивом Хибины и озером Имандра. Является пятым по величине городом в мире за Северным полярным кругом. Климат в городе арктический, но смягчается близостью гор и озера. Зима долгая и снежная, с полярной ночью с декабря по январь. Лето короткое и прохладное, со средней температурой +10...+17. Полярный день длится с конца мая по середину июня.
Образование города связано со строительством северного участка Мурманской железной дороги в 1915 году. В 1930 году появилась станция Апатиты, откуда шел путь к месторождениям апатито-нефелиновых руд в Хибинах. Название города связано с минералом апатитом, который там добывался. Статус города был присвоен 7 июля 1966 года, ранее он считался рабочим поселком.
По данным на 2025 год население города — примерно 50 тысяч человек.
Основой экономики города является апатито-нефелиновая обогатительная фабрика, но кроме нее в городе развиты сельское хозяйство (животноводство), пищевая промышленность (хлебокомбинат, молочный комбинат), Апатитская ТЭЦ, торговля и услуги.
Апатиты являются крупным научным центром Кольского полуострова, здесь находится Кольский научный центр РАН, в состав которого входят Геологический институт; Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева; Институт экономических проблем им. Г. П. Лузина и Полярно-альпийский ботанический сад-институт. Также в городе работают филиалы Мурманского арктического университета и Мурманского государственного технического университета, а также политехнический, медицинский и педагогический колледжи.
Достопримечательностями города являются Хибинские горы, озеро Имандра, геологический парк, в котором под открытым небом представлены образцы минералов руд и Хибинских гор.
С подпиской рекламы не будет
Подключите премиум подписку со скидкой в 40% за 149 ₽
Напишите свой комментарий.