Тест по теме «Фосфор и его соединения»

1. Исключите «лишний» элемент из перечисленных по принципу возможности образования аллотропных модификаций:

а) кислород; б) азот;

в) фосфор; г) сера.

2. При взаимодействии 42,6 г фосфорного ангидрида и 400 г 15%-го раствора гидроксида натрия образуется:

а) фосфат натрия;

б) гидрофосфат натрия;

в) смесь фосфата и гидрофосфата натрия;

г) смесь гидро- и дигидрофосфата натрия.

3. Сумма коэффициентов в уравнении электролитической диссоциации фосфата калия равна:

а) 5; б) 3; в) 4; г) 8.

4. Число электронов на внешнем уровне атома фосфора:

а) 2; б) 3; в) 5; г) 15.

5. Фосфор, полученный из 33 г технического фосфата кальция, сожгли в кислороде. Образовавшийся оксид фосфора(V) прореагировал с 200 мл 10%-го раствора гидроксида натрия (плотность – 1,2 г/мл) с образованием средней соли. Масса примесей в техническом образце фосфата кальция (в г) составляет:

а) 3,5; б) 1,5; в) 2; г) 4,8.

6. Число -связей в молекуле пирофосфорной кислоты:

а) 2; б) 12; в) 14; г) 10.

7. Число атомов водорода, содержащихся в 4,48 л (н.у.) фосфина равно:

а) 1,2•10²³; б) 0,6•10²³;

в) 6,02•10²³; г) 3,6•10²³.

8. При температуре 30 °С некая реакция протекает за 15 с, а при 0 °С – за 2 мин. Коэффициент Вант-Гоффа для данной реакции:

а) 2,4; б) 2; в) 1,8; г) 3.

9. Ортофосфорная кислота может реагировать со следующими веществами:

а) оксид меди(II); б)гидроксид калия;

в) азотная кислота; г) цинк.

10. Сумма коэффициентов в реакции между фосфором и бертолетовой солью равна:

а) 9; б) 6; в) 19; г) такая реакция невозможна.

Ключ к тесту

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
б	в	а	в	в	б	г	б	а, б ,г	в

 

Задачи и упражнения на фосфор и его соединения

Ц е п о ч к и  п р е в р а щ е н и й:

1. Фосфор —> пентаоксид фосфора —> ортофосфорная кислота —> фосфат кальция ® фосфорная кислота.

2. Фосфат кальция —> фосфор —> фосфид кальция —> фосфин —> пентаоксид фосфора —> фосфорная кислота —> дигидрофосфат кальция.

3. Фосфат кальция —> А —> В —> С —> Д —> Е —> фосфат кальция. Все вещества содержат фосфор, в схеме три ОВР подряд.

4. Фосфор —> пентаоксид фосфора —> фосфат кальция —> фосфор —> фосфин —> фосфорная кислота —> дигидрофосфат кальция.

5. Фосфид кальция (+ р-р соляной кислоты) —> А (+ кислород) —> В (+ гидроксид натрия, недостаток) —> С (+ гидроксид натрия, избыток) —> Д (+ гидроксид кальция) —> Е.

 

У р о в е н ь А

1. При полном сгорании 6,8 г вещества получили 14,2 г пентаоксида фосфора и 5,4 г воды. К полученным продуктам реакции добавили 37 мл 32%-го раствора едкого натра (плотность 1,35 г/мл). Установите формулу исходного вещества и определите концентрацию полученного раствора.

Решение

Уравнение реакции:

(P₂O₅) = 0,1 моль, (H₂O) = 0,3 моль.

(P) = 0,2 моль, (H) = 0,6 моль.

m(P) = 6,2 г, m(H) = 0,6 г.

m = 6,8 г.

(P) : (Н) = 0,2 : 0,6 = 1 : 3.

Следовательно, формула исходного вещества – PH₃, а уравнение реакции:

тогда фосфорной кислоты образуется:

(H₃PO₄) = 2(P₂O₅) = 0,2 моль.

Со щелочью фосфорная кислота может реагировать следующим образом:

Определим по условию задачи количество вещества NaOH:

(Н₃PO₄) : (NaOН) = 0,2 : 0,4 = 1 : 2,

следовательно, идет реакция 2.

(Na₂HPO₄) = (Н₃PO₄) = 0,2 моль;

m(Na₂HPO₄) = M(Na₂HPO₄)•(Na₂HPO₄) = 142•0,2 = 28,4 г;

m(р-ра) = m(Р₂О₅) + m(Н₂О) + m(р-ра NaOH) =14,2 + 5,4 + 37•1,35 = 69,55 г.

(Na₂HPO₄) = m(Na₂HPO₄)/m(р-ра) = 28,4/69,55 = 0,4083, или 40,83 %.

Ответ. PH₃; (Na₂HPO₄) = 40,83 %.

2. При полном электролизе 1 кг раствора сульфата железа(II) на катоде выделилось 56 г металла. Какая масса фосфора может вступить в реакцию с веществом, выделившимся на аноде, и каков будет состав соли, если полученный продукт реакции растворить в 87,24 мл 28%-го раствора гидроксида натрия (плотность раствора 1,31 г/мл)?

Ответ. 12,4 г фосфора; гидрофосфат натрия.

3. 20 г смеси, состоящей из сульфата бария, фосфата кальция, карбоната кальция и фосфата натрия, растворили в воде. Масса нерастворившейся части составила 18 г. При действии на нее соляной кислоты выделилось 2,24 л газа (н.у.) и масса нерастворимого остатка составила 3 г. Определите состав исходной смеси солей по массе.

Ответ. Na₃PO₄ – 2 г; BaCO₃ – 3 г; CaCO₃ – 10 г; Ca₃(PO₄)₃ – 5 г.

4. Сколько кг фосфора может быть получено из 1 т фосфорита, содержащего 40 % примесей? Какой объем при н.у. займет фосфин, полученный из этого фосфора?

Ответ. 120 кг P; 86,7 м³ PH₃.

5. 40 г минерала, содержащего 77,5 % фосфата кальция, смешали с избытком песка и угля и нагрели без доступа воздуха в электрической печи. Полученное простое вещество растворили в 140 г 90%-й азотной кислоты. Определите массу гидроксида натрия, который потребуется для полной нейтрализации продукта окисления простого вещества.

Ответ. 24 г NaOH.

 

У р о в е н ь Б

1. Для полной нейтрализации раствора, полученного при гидролизе 1,23 г некоторого галогенида фосфора, потребовалось 35 мл 2М раствора гидроксида калия. Определите формулу галогенида.

Ответ. Трифторид фосфора.

2. Пробу безводного этанола, содержащего в качестве примеси 0,5 % оксида фосфора(V), сожгли в достаточном количестве кислорода. Образовавшиеся газы отделили, а полученный раствор нагрели до прекращения выделения газа, после чего к нему добавили равный по массе 0,5%-й раствор гидроксида калия. Определите массовые доли веществ в полученном растворе.

Ответ. K₂HPO₄ – 0,261 %; KH₂PO₄ – 0,204 %.

3. К 2 г смеси гидрофосфата и дигидрофосфата калия, в которой массовая доля фосфора равна 20 %, добавили 20 г 2%-го раствора фосфорной кислоты. Вычислите массовые доли веществ в полученном растворе.

Ответ. KH₂PO₄ – 9,03 %; K₂HPO₄ (ост.) – 1,87 %.

4. При обработке водой смеси гидрида и фосфида щелочного металла с равными массовыми долями образовалась газовая смесь с плотностью по азоту 0,2926. Установите, какой металл входил в состав соединений.

Ответ. Натрий.

5. 50 г смеси фосфата кальция и карбонатов кальция и аммония прокалили, в результате получили 25,2 г твердого остатка, к которому добавили воду, а затем пропустили избыток углекислого газа. Масса нерастворившегося остатка составила 14 г. Определите массу карбоната аммония в исходной смеси.

Решение

При прокаливании смеси идут следующие процессы:

1) Ca₃(PO₄)₂ ;

2)  

3) (NH₄)₂CO₃  2NH₃ + СO₂ + H₂O.

В твердом остатке – Са₃(PO₄)₂ и CaO.

После добавления воды:

4) Ca₃(PO₄)₂ + H₂O;

5) СаО + H₂O = Ca(OH)₂.

После пропускания углекислого газа:

6) Са(ОН)₂ + H₂O + CO₂ = Ca(HСО₃)₂.

Нерастворившийся остаток – Ca₃(PO₄)₂, следовательно, m(Ca₃(PO₄)₂) = 14 г.

Находим массу CaO:

m(CaO) = 25,2 – 14 = 11,2 г.

(CaO) = 11,2/56 = 0,2 моль,

(CaCO₃) = (CaO) = 0,2 моль,

тогда

m(CaCO₃) = 0,2•100 = 20 г.

m(NH₄)₂CO₃ = m(смеси) – m(Ca₃(PO₄)₂) – m(CaCO₃) = 50 – 14 – 20 = 16 г.

Ответ. m(NH₄)₂CO₃ = 16 г.

К а ч е с т в е н н ы е  з а д а ч и

1. Твердое, белое, хорошо растворимое в воде соединение А представляет собой кислоту. При добавлении к водному раствору А оксида В образуется белое нерастворимое в воде соединение С. В результате прокаливания при высокой температуре вещества С в присутствии песка и угля образуется простое вещество, входящее в состав А. Идентифицируйте вещества, напишите уравнения реакций.

Ответ. Вещества: А – H₂PO₄, В – CaO, C – Ca₃(PO₄)₂.

2. Смесь двух твердых веществ красного цвета (А) и белого цвета (В) воспламеняется при слабом трении. В результате реакции образуются два твердых вещества белого цвета, одно из которых (С) растворяется в воде с образованием кислого раствора. Если к веществу С добавить оксид кальция, образуется белое нерастворимое в воде соединение. Идентифицируйте вещества, напишите уравнения реакций.

Ответ. Вещества: А – P (кр.), В – KClO₃, C – P₂O₅.

3. Нерастворимое в воде соединение А белого цвета в результате прокаливания при высокой температуре с углем и песком в отсутствии кислорода образует простое вещество В, существующее в нескольких аллотропных модификациях. При сгорании вещества В образуется соединение С, растворяющееся в воде с образованием кислоты Е, способной образовывать три типа солей. Идентифицируйте вещества, напишите уравнения реакций.

Ответ. Вещества: А – Ca₃(PO₄)₂, В – P, C – P₂O₅, Е – H₃PO₄.