Способы получения метафосфорной и фосфористой кислот


Задача 940. 
Какие из перечисленных реакций могут быть использованы для получения метафосфорной кислоты:
а) Р2О5 + Н2О метафосфорная кислота  ;
б) Р + HNO3(конц) метафосфорная кислота  ;
в) Н3РО4  метафосфорная кислота 
г) Р2О5 + Н2О  метафосфорная кислота .
Решение:
а) Метафосфорную кислоту можно получить при взаимодействии оксида фосфора(V) c водой при обычной температуре:

 Р2О5 + Н2Ометафосфорная кислота  2НРО3

б) Р +5HNO3(конц) метафосфорная кислота  H3PO4 + 5NO2↑ + H2O

При действии фосфора на концентрированную азотную кислоту образуются ортофосфорная кислота и оксид азота(II).

в) При разложении ортофосфорной кислоты получается метафосфорная кислота

 Н3РО4 метафосфорная кислота  НРО3 + Н2О

г) Р2О5 + 3Н2О метафосфорная кислота3РО4

При нагревании Р2О5 свыше 80 0С с водой образуется ортофосфорная кислота.

Ответ: а, в.


Задача 941.
Какие из перечисленных реакций могут быть использованы для получения фосфористой кислоты:
а) Р2О3 + Н2О метафосфорная кислота ;
б) Р2О5 + Н2О  (метафосфорная кислота ;
в) Р + HNO3(конц) метафосфорная кислота .   
Решение:

а) Фосфористую кислоту можно получить растворением P4O6 (P2O3) в холодной воде:

 Р2О3 + 3Н2О →  2Н3РО3

б) При нагревании Р2О5 свыше 80 0С проходит реакция окисления-восстановления с образованием ортофосфорной кислоты:

Р2О5 + 3Н2О метафосфорная кислота 2Н3РО4 

в) Р +5HNO3(конц) метафосфорная кислота  H3PO4 + 5NO2↑ + H2O

При действии фосфора на концентрированную азотную кислоту образуются ортофосфорная кислота и оксид азота(II).

Таким образом, из предложенных реакций фосфористая кислота образуется только при растворении Р2О3 в холодной воде (реакция а)

Ответ: а.


Задача 942. 
Какое соотношение рН растворов солей SbCl3 (pH1) и BiCl3(pH2) равной молярной концентрации справедливо: a) рН1 <  рН2; б) pH1 = рН2; в) pH1 > pH2? Потому что: 1) степень гидролиза зависит от концентрации раствора; 2) соль, образованная более слабым основанием, гидролизуется в большей степени.
Решение:
а) KД(Sb(OH)3) = 1 .  10-11.

SbCl3 - соль слабого основания и сильной кислоты гидролизуется по катиону:

Sb(OH)2+ + H2O - Sb(OH)3 + H+.

Если учесть, что гидролиз соли протекает только по первой ступени можно рассчитать концентрацию ионов водорода по формуле:

метафосфорная кислота

где [H+] – концентрация ионов водорода в растворе соли; СМ – молярная концентрация соли; КW – произведение растворимости воды; КДосн – константа диссоциации основания. С учетом того, что молярная концентрация соли равна 1 моль/л, получим:

метафосфорная кислота

Рассчитаем рН1 раствора:

рН1 = -lg[H+] = -lg3,2 . 10-2 = 2 - lg3,2 = 2 – 0,50 = 1,5.

б) ПР((Bi(OH)3) = 1 .  10-11.

BiCl3 - соль слабого основания и сильной кислоты гидролизуется по катиону:

 Bi(OH)2+ + H2O - Bi(OH)3 + H+.

Рассчитаем молярную растворимость (S) основания Bi(OH)3. Выражение произведения растворимости гидроксида висмута(III) можно записать как 

метафосфорная кислота

Рассчитаем концентрацию ионов водорода по формуле:

метафосфорная кислота

Рассчитаем рН2 раствора:

рН2  = -lg[H+] = -lg3,2 . 10-3 = 3 - lg3,2 = 3 – 0,50 = 2,5.

Таким образом, (рН1 <  рН2) соль, образованная более слабым основанием, гидролизуется в большей степени.

Ответ: а2.