Фосфор. Минеральные удобрения

Неметаллы · Тема 22 / 35

Фосфор. Минеральные удобрения

Этот урок проведём на выходных в Ленкорани: в лимонном саду рассыпают суперфосфат, вечером над болотом Кызылагач загораются «фонари джиннов», утром бабушка чистит ржавые ножницы средством с фосфорной кислотой. Увидим в анимациях аллотропию фосфора, фосфин и фосфиды, фосфорные кислоты и их соли, минеральные удобрения и решим задания ГЭЦ.

≈ 45 минутГлав: 5Заданий ГЭЦ: 4материал 9–11 классов

После урока ты сможешь

• объяснять строение атома фосфора, его валентность и аллотропию;
• записывать реакции фосфора как окислителя и восстановителя, реакции фосфидов и фосфина;
• знать получение мета-, орто- и пирофосфорной кислот из P₂O₅ и свойства H₃PO₄;
• определять по мольному отношению, какой фосфат образуется, обнаруживать ион PO₄³⁻;
• рассчитывать содержание питательного вещества в удобрениях (N, P₂O₅, K₂O).

Перед началом вспомни

• Азот и его соединения (предыдущие уроки); электронное строение атома.
• Основность кислот, средние и кислые соли.
• Количество вещества, массовая доля, молярный объём.

Содержание

1. ВведениеСитуация: удобрение в лимонном садуистория и предположение
2. Глава 1Фосфор: строение атома и аллотропиявалентность V, P₄, белый и красный
3. Глава 2Химические свойства фосфора. Фосфиды и фосфинокислитель и восстановитель, фосфин
4. Глава 3Оксид фосфора(V) и фосфорные кислотыHPO₃, H₃PO₄, H₄P₂O₇
5. Глава 4Фосфаты. Обнаружение фосфат-ионатри ряда солей, отношение, Ag₃PO₄
6. Глава 5Минеральные удобренияN, P, K; суперфосфат; расчёт по P₂O₅
7. ИтогиЗапомникраткий итог и типичные ошибки
8. ИтогиСамостоятельная работазаданий: 6, от простых к сложным

Введение

Ситуация: удобрение в лимонном саду

История

Осенняя суббота, дедушкин лимонный сад в Ленкорани. Ученик 9 класса с отцом ухаживает за деревьями. Отец берёт из мешка серо-белые гранулы и рассыпает у каждого дерева. На мешке написано: «Двойной суперфосфат Ca(H₂PO₄)₂, P₂O₅ 46 %». Отец говорит: «Без фосфора слабеют корни и осыпаются цветы».

Агроном посоветовал давать одному дереву за сезон 31 г фосфора (P). Ученик думает: на мешке написано P₂O₅, а мне нужен фосфор — сколько граммов удобрения рассыпать под дерево? Для простоты будем считать удобрение чистым Ca(H₂PO₄)₂.

Отец рассыпает суперфосфат; в круге гранула растворяется в почве, ионы идут к корню.Сначала предположи

Как ты думаешь, сколько граммов Ca(H₂PO₄)₂ нужно на 31 г фосфора? Ответ рассчитаем в 5-й главе.

Фосфор — элемент жизни: он есть в молекулах ДНК и АТФ, в костях и зубах (Ca₃(PO₄)₂, гидроксиапатит). Растения берут фосфор из почвы в виде фосфат-ионов, поэтому фосфорные удобрения важны для сельского хозяйства. В этом уроке изучим аллотропию и свойства фосфора, фосфорные кислоты и их соли, минеральные удобрения и решим задания ГЭЦ.

Глава 1

Фосфор: строение атома и аллотропия

Фосфор — в подгруппе азота: 3-й период, группа V A, Z = 15, электронная формула 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³. На внешнем слое 5 электронов. В отличие от азота у фосфора есть 3d-орбитали: в возбуждённом состоянии один 3s-электрон переходит на 3d, и фосфор с пятью неспаренными электронами становится пятивалентным (P₂O₅, H₃PO₄, PCl₅). Степени окисления: −3 (PH₃, Ca₃P₂), +3 (P₂O₃, PCl₃), +5 (P₂O₅, H₃PO₄). Фосфор менее электроотрицателен и активнее азота — в природе встречается только в соединениях (фосфорит Ca₃(PO₄)₂, апатит).

Аллотропия фосфора

Аллотропия — образование одним элементом нескольких простых веществ. Основные аллотропы фосфора: белый фосфор (молекулы P₄, молекулярная решётка) и красный фосфор (полимер, атомная решётка); при высоком давлении получают чёрный фосфор (слоистый, похож на графит). Белый фосфор при нагревании без воздуха переходит в красный.

Анимация · белый и красный фосфорВ молекуле P₄ углы P–P–P всего 60° — связи «напряжены» и легко рвутся, поэтому белый фосфор очень активен: самовоспламеняется на воздухе и при медленном окислении светится в темноте (хемилюминесценция). В красном фосфоре тетраэдры соединены в цепи — он гораздо пассивнее.

Получение. В промышленности фосфор получают восстановлением фосфорита углём и песком в электропечи при ~1500 °C: Ca₃(PO₄)₂ + 3SiO₂ + 5C t→ 3CaSiO₃ + 2P + 5CO. Фосфор выделяется в виде пара и конденсируется под водой в белый фосфор.

Пример 1

Сколько килограммов Ca₃(PO₄)₂ нужно, чтобы получить 62 кг фосфора? Mr(Ca₃(PO₄)₂) = 310.

1. n(P) = 62 : 31 = 2 кмоль.
2. В каждой формуле Ca₃(PO₄)₂ 2 атома фосфора: n(Ca₃(PO₄)₂) = 1 кмоль, m = 310 кг.Почему так?

   Полное уравнение писать не обязательно — достаточно сохранения атомов фосфора: Ca₃(PO₄)₂ → 2P.

3. Ответ: 310 кг.

Проверь себя

12,4 г фосфора полностью сгорели в кислороде. Сколько граммов P₂O₅ получено?

4P + 5O₂ → 2P₂O₅; n(P) = 0,4 моль → n(P₂O₅) = 0,2 моль; M = 142.

Глава 2

Химические свойства фосфора. Фосфиды и фосфин

История

В тот же вечер дедушка ведёт ученика к краю болота Кызылагач — зимой сюда прилетают тысячи перелётных птиц. Когда темнеет, над водой вспыхивают и гаснут голубоватые огоньки. Дедушка улыбается: «Старики говорили, что это фонари джиннов».

Ученик читает в телефоне: при гниении органических остатков в болоте без кислорода образуются фосфин (PH₃) и дифосфин (P₂H₄), дифосфин самовоспламеняется на воздухе и поджигает фосфин. Сколько граммов P₂O₅ образуется, если сгорит 6,8 г PH₃?

Над болотом вспыхивают «огоньки»; в круге молекула фосфина сгорает с образованием P₂O₅.

Фосфор может быть и окислителем, и восстановителем. Как восстановитель (P⁰ → P⁺³, P⁺⁵) он реагирует с кислородом, хлором и сильными окислителями: 4P + 5O₂ → 2P₂O₅ (при недостатке кислорода — P₂O₃), 2P + 3Cl₂ → 2PCl₃, 2P + 5Cl₂ → 2PCl₅, в спичке 6P + 5KClO₃ → 5KCl + 3P₂O₅. Как окислитель (P⁰ → P⁻³) при нагревании с активными металлами образует фосфиды: 3Ca + 2P t→ Ca₃P₂. Фосфиды гидролизуются водой и кислотами с выделением фосфина: Ca₃P₂ + 6H₂O → 3Ca(OH)₂ + 2PH₃↑.

Так спрашивают на экзаменеГЭЦ · 12.07.2026

Ca + P t→ X Назовите вещество X.

3Ca + 20Pt→ Ca₃−3P₂A) метафосфат кальцияB) гипофосфит кальцияC) ортофосфат кальцияD) фосфид кальцияE) пирофосфат кальция

1. Кальций — металл, фосфор — неметалл; кислорода нет, поэтому кислородсодержащая соль (фосфат, фосфит) получиться не может: 3Ca + 2P t→ Ca₃P₂.Почему так?

   Металл + неметалл → бинарное соединение: Ca⁺² и P⁻³, формула Ca₃P₂ (заряды: 3·(+2) + 2·(−3) = 0).

2. Ca₃P₂ — фосфид кальция (соединения P⁻³ — фосфиды, как N⁻³ — нитриды, Cl⁻ — хлориды).
3. Ответ: фосфид кальция (вариант D).

Официальное пояснение ГЭЦ (12.07.2026)

Ca + P t→ Ca₃P₂ (X)Источник: пояснение ГЭЦ (перевод с азербайджанского) — 12.07.2026, I группа специальностей (PDF)

Анимация · гидролиз фосфида и воспламенение фосфинаФосфид кальция с водой даёт фосфин. Фосфин (PH₃) — аналог аммиака, но с очень слабыми основными свойствами; сильно ядовит. С примесью дифосфина он вспыхивает на поверхности, образуя белый дым P₂O₅.История

Вопрос болота. 2PH₃ + 4O₂ → P₂O₅ + 3H₂O: n(PH₃) = 6,8 : 34 = 0,2 моль, n(P₂O₅) = 0,1 моль, m = 0,1 · 142 = 14,2 г. «Фонари джиннов» — на самом деле химия фосфора: в PH₃ фосфор −3, в P₂O₅ +5 — каждый атом фосфора отдаёт 8 электронов.

Так спрашивают на экзаменеГЭЦ · 13.07.2025

Вычислите объём (л, н. у.) выделившегося газа X (1) и напишите уравнение реакции воспламенения газа X на воздухе (2) (с коэффициентами).

Рисунок меняется вместе с шагами.

1. Фосфид гидролизуется водой: Ca₃P₂ + 6H₂O → 3Ca(OH)₂ + 2PH₃↑; X = PH₃ (фосфин).Почему так?

   Ионы Ca²⁺ с группами OH⁻ воды дают Ca(OH)₂, а P⁻³ с H⁺ — PH₃; это реакция обмена, степени окисления не меняются.

2. 1) 1 моль Ca₃P₂ → 2 моль PH₃, V = 2 · 22,4 = 44,8 л.Почему так?

   Внимание: в пояснении ГЭЦ уравнение записано без уравнивания (коэффициент воды 3); правильно 6H₂O: слева должно быть 12 H и 6 O. Объём фосфина от этого не зависит.

3. 2) Фосфин горит на воздухе: 2PH₃ + 4O₂ → P₂O₅ + 3H₂O (P⁻³ − 8e⁻ → P⁺⁵ |×1; O₂ + 4e⁻ → 2O⁻² |×2 — на каждый PH₃).
4. Ответ: 1) 44,8 л; 2) 2PH₃ + 4O₂ → P₂O₅ + 3H₂O.

Официальное пояснение ГЭЦ (13.07.2025)

По рисунку уравнение реакции Ca₃P₂ с водой следующее. … Из уравнения реакции ясно, что газ X — PH₃ Если провести расчёт по данному уравнению реакции 1 моль Ca₃P₂ ----------------44,8 литра (н. у.) 1 моль Ca₃P₂ ------------------x литров (н. у.) получим x = 44,8 литра (н. у.). Воспламенение PH₃ на воздухе идёт по реакции 2PH₃ +4O₂ → P₂O₅ +3H₂O.Источник: пояснение ГЭЦ (перевод с азербайджанского) — 13.07.2025, I группа специальностей (PDF)

Пример 2

18,2 г Ca₃P₂ прореагировали с избытком соляной кислоты. Сколько литров (н. у.) фосфина выделится? Mr(Ca₃P₂) = 182.

1. Ca₃P₂ + 6HCl → 3CaCl₂ + 2PH₃↑; n(Ca₃P₂) = 18,2 : 182 = 0,1 моль.
2. n(PH₃) = 0,2 моль, V = 4,48 л.
3. Ответ: 4,48 л PH₃.

Проверь себя

Какова степень окисления фосфора в Ca₃P₂? (Запиши со знаком.)

3·(+2) + 2x = 0.

Глава 3

Оксид фосфора(V) и фосфорные кислоты

При горении фосфора образуется белый очень гигроскопичный порошок — оксид фосфора(V) P₂O₅ (истинная формула P₄O₁₀). Это кислотный оксид, который так сильно поглощает воду, что его используют для осушения газов и жидкостей. Что получится с водой, зависит от условий.

Анимация · P₂O₅ в холодной и горячей водеПри недостатке воды (холодная вода) на каждый P₂O₅ приходится одна H₂O — метафосфорная кислота HPO₃; в горячей воде три H₂O — ортофосфорная H₃PO₄. При нагревании ортофосфорная кислота теряет воду и образуется пирофосфорная H₄P₂O₇.Ортофосфорная кислота

Ортофосфорная кислота H₃PO₄ — белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде; трёхосновная кислота средней силы, диссоциирует ступенчато: H₃PO₄ ⇄ H⁺ + H₂PO₄⁻ ⇄ 2H⁺ + HPO₄²⁻ ⇄ 3H⁺ + PO₄³⁻. Окислительных свойств не проявляет (в отличие от азотной и конц. серной). Применяется в пищевой промышленности (E338), производстве удобрений, преобразователях ржавчины.

В лаборатории H₃PO₄ получают окислением фосфора разбавленной азотной кислотой, в промышленности — обработкой фосфорита серной кислотой: Ca₃(PO₄)₂ + 3H₂SO₄ → 3CaSO₄↓ + 2H₃PO₄.

Так спрашивают на экзаменеГЭЦ · 01.06.2025

Определите тип соли, образующейся при взаимодействии 1 моль кислоты, полученной в каждой из реакций, с 1 моль NaOH.

В вариантах столбцы: I | II.

Рисунок меняется вместе с шагами.A) средняя | средняяB) средняя | основнаяC) средняя | кислаяD) кислая | средняяE) кислая | кислая

1. I (холодная вода): P₂O₅ + H₂O → 2HPO₃ — метафосфорная кислота, одноосновная. II (горячая вода): P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄ — трёхосновная.Почему так?

   Основность кислоты — число замещаемых атомов водорода: в HPO₃ 1, в H₃PO₄ 3.

2. В отношении 1 : 1: HPO₃ + NaOH → NaPO₃ + H₂O — весь водород замещён, средняя соль. H₃PO₄ + NaOH → NaH₂PO₄ + H₂O — заменён один из трёх атомов водорода, кислая соль.Почему так?

   В кислой соли водород кислоты частично остаётся (NaH₂PO₄, Na₂HPO₄); в средней — не остаётся.

3. Ответ: средняя | кислая (вариант C).

Официальное пояснение ГЭЦ (01.06.2025)

P₂O₅ + H₂O (холодная) → 2HPO₃ [одноосновная кислота] P₂O₅ + 3H₂O (горячая) → 2H₃PO₄ [трёхосновная кислота] 1 моль NaOH + 1 моль HPO₃ → H₂O + NaPO₃ [средняя соль] 1 моль NaOH + 1 моль H₃PO₄ → H₂O + NaH₂PO₄ [кислая соль]Источник: пояснение ГЭЦ (перевод с азербайджанского) — 01.06.2025, I группа специальностей (PDF)

Так спрашивают на экзаменеГЭЦ · 07.06.2026

По таблице назовите кислоты фосфора X, Y и Z.

В вариантах столбцы: X | Y | Z.

Рисунок меняется вместе с шагами.A) пирофосфорная | метафосфорная | ортофосфорнаяB) ортофосфорная | метафосфорная | пирофосфорнаяC) метафосфорная | пирофосфорная | ортофосфорнаяD) метафосфорная | ортофосфорная | пирофосфорнаяE) ортофосфорная | пирофосфорная | метафосфорная

1. Метафосфорная HPO₃: 1 + 1 + 3 = 5 атомов. Ортофосфорная H₃PO₄: 3 + 1 + 4 = 8 атомов.
2. Пирофосфорная H₄P₂O₇: 4 + 2 + 7 = 13 атомов.Почему так?

   Пирофосфорная кислота получается из двух молекул H₃PO₄ при отщеплении воды: 2H₃PO₄ − H₂O = H₄P₂O₇.

3. X — метафосфорная, Y — ортофосфорная, Z — пирофосфорная кислота.
4. Ответ: метафосфорная | ортофосфорная | пирофосфорная (вариант D).

Официальное пояснение ГЭЦ (07.06.2026)

В молекуле метафосфорной кислоты (HPO₃) число атомов равно 5, в ортофосфорной (H₃PO₄) — 8, в пирофосфорной (H₄P₂O₇) — 13.Источник: пояснение ГЭЦ (перевод с азербайджанского) — 07.06.2026, I группа специальностей (PDF)

Пример 3

14,2 г P₂O₅ растворили в горячей воде. Сколько граммов H₃PO₄ получится?

1. n(P₂O₅) = 14,2 : 142 = 0,1 моль; P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄.
2. n(H₃PO₄) = 0,2 моль, m = 0,2 · 98 = 19,6 г.
3. Ответ: 19,6 г.

Проверь себя

28,4 г P₂O₅ растворили в холодной воде (получается HPO₃). Сколько граммов HPO₃ получено?

n(P₂O₅) = 0,2 моль → n(HPO₃) = 0,4 моль; M(HPO₃) = 80.

Глава 4

Фосфаты. Обнаружение фосфат-иона

История

В воскресенье утром бабушка на веранде чистит дедушкины ржавые садовые ножницы. Она кисточкой наносит на пятна ржавчины «преобразователь ржавчины» — на этикетке написано: «содержит ортофосфорную кислоту». Вскоре оранжевые пятна превращаются в тёмно-серый прочный слой.

Ученик спрашивает: как кислота «превращает» ржавчину? Будем считать ржавчину Fe₂O₃, превращение идёт до FePO₄. Сколько граммов Fe₂O₃ может превратить 100 г 9,8 %-ного раствора H₃PO₄?

Кисточка движется вдоль лезвия, пятна ржавчины превращаются в тёмный слой FePO₄.

Трёхосновная кислота образует три ряда солей: дигидрофосфаты (NaH₂PO₄, Ca(H₂PO₄)₂), гидрофосфаты (Na₂HPO₄, CaHPO₄) и фосфаты (Na₃PO₄, Ca₃(PO₄)₂). Все дигидрофосфаты растворимы в воде; из гидрофосфатов и фосфатов растворимы только соли щелочных металлов и аммония — Ca₃(PO₄)₂ нерастворим (поэтому растениям трудно брать фосфор из фосфорита). Какая соль образуется, зависит от мольного отношения кислоты и щёлочи.

Какая соль образуется?

n(NaOH) : n(H₃PO₄) = 1 : 1 → NaH₂PO₄; 2 : 1 → Na₂HPO₄; 3 : 1 → Na₃PO₄. При промежуточных отношениях получается смесь двух солей (например, 1,5 : 1 → NaH₂PO₄ + Na₂HPO₄ поровну).

Лаборатория · H₃PO₄ + NaOH: какая соль?n(NaOH) : n(H₃PO₄)1 : 1Пример 4

К раствору, содержащему 9,8 г H₃PO₄, добавили 12 г NaOH. Какая соль и сколько граммов её получится?

1. n(H₃PO₄) = 9,8 : 98 = 0,1 моль, n(NaOH) = 12 : 40 = 0,3 моль; отношение 3 : 1.
2. H₃PO₄ + 3NaOH → Na₃PO₄ + 3H₂O: m(Na₃PO₄) = 0,1 · 164 = 16,4 г.
3. Ответ: 16,4 г Na₃PO₄.

Обнаружение фосфат-иона. Нитрат серебра даёт с фосфат-ионом жёлтый осадок: 3Ag⁺ + PO₄³⁻ → Ag₃PO₄↓ (а с хлорид-ионом — белый AgCl). Ag₃PO₄ растворяется в азотной кислоте, а AgCl — нет; так их различают.

Анимация · белый и жёлтый осадокОдин и тот же реактив — AgNO₃ — различает два иона по цвету: AgCl белый, Ag₃PO₄ жёлтый.История

Вопрос веранды. m(H₃PO₄) = 100 · 0,098 = 9,8 г, n = 0,1 моль. Fe₂O₃ + 2H₃PO₄ → 2FePO₄ + 3H₂O: n(Fe₂O₃) = 0,05 моль, m = 0,05 · 160 = 8 г. FePO₄ — нерастворимый слой, прочно сцепленный с металлом: он защищает железо от дальнейшей коррозии, и поверх него можно красить.

Проверь себя

К раствору с 0,2 моль H₃PO₄ добавили 0,3 моль NaOH. Сколько моль Na₂HPO₄ образовалось?

Отношение 1,5 : 1 — NaH₂PO₄ и Na₂HPO₄ поровну.

Глава 5

Минеральные удобрения

Растения берут из почвы много азота, фосфора и калия — их называют макроэлементами. С урожаем эти элементы уходят с поля, и их нужно возвращать удобрениями. Растение усваивает элементы в виде ионов — NO₃⁻, NH₄⁺, H₂PO₄⁻, K⁺, поэтому удобрения должны растворяться в воде (или в почвенных кислотах).

Анимация · как удобрение попадает в кореньГранула растворяется в почвенной влаге, ионы достигают корневых волосков и поглощаются. Азот нужен для зелёной массы, фосфор — для корней и цветов, калий — для плодов и устойчивости.

Вид	Удобрение	Как выражают питательный элемент
азотные	аммиачная селитра NH₄NO₃, мочевина CO(NH₂)₂, (NH₄)₂SO₄	массовая доля N
фосфорные	простой суперфосфат Ca(H₂PO₄)₂ + 2CaSO₄, двойной суперфосфат Ca(H₂PO₄)₂, преципитат CaHPO₄·2H₂O, фосфоритная мука Ca₃(PO₄)₂	в пересчёте на P₂O₅
калийные	KCl, K₂SO₄, KNO₃	в пересчёте на K₂O
комплексные	аммофос NH₄H₂PO₄, диаммофос (NH₄)₂HPO₄, калийная селитра KNO₃	несколько элементов

Фосфорит нерастворим в воде, поэтому его кислотами переводят в растворимый дигидрофосфат: простой суперфосфат — Ca₃(PO₄)₂ + 2H₂SO₄ → Ca(H₂PO₄)₂ + 2CaSO₄ (CaSO₄ — балласт), двойной суперфосфат — Ca₃(PO₄)₂ + 4H₃PO₄ → 3Ca(H₂PO₄)₂ (балласта нет, поэтому питательного вещества примерно вдвое больше). Аммофос — с аммиаком: NH₃ + H₃PO₄ → NH₄H₂PO₄.

Выражение питательного вещества

Качество фосфорных удобрений выражают массовой долей P₂O₅: считают, что весь фосфор удобрения находится в виде P₂O₅. 2P → P₂O₅: 62 г фосфора соответствуют 142 г P₂O₅. Для калийных удобрений то же правило через K₂O: 2K → K₂O, 78 г калия соответствуют 94 г K₂O.

Пример 5

Вычислите массовую долю питательного вещества в пересчёте на P₂O₅ в двойном суперфосфате (Ca(H₂PO₄)₂) и в простом суперфосфате (Ca(H₂PO₄)₂ + 2CaSO₄).

1. M(Ca(H₂PO₄)₂) = 40 + 2·(2 + 31 + 64) = 234; в формуле 2 P → 1 P₂O₅ (142).
2. Двойной: ω(P₂O₅) = 142 : 234 ≈ 60,7 %.Почему так?

   В реальном удобрении есть примеси, поэтому на мешке обычно пишут 42–50 %.

3. Простой: M = 234 + 2 · 136 = 506, ω(P₂O₅) = 142 : 506 ≈ 28,1 % — балласт CaSO₄ снижает долю более чем вдвое.
4. Ответ: ≈ 60,7 % и ≈ 28,1 %.

История

Вопрос дедушкиного сада. M(Ca(H₂PO₄)₂) = 234, в нём 2 · 31 = 62 г фосфора. На 31 г фосфора: m = 234 · 31 : 62 = 117 г. А надпись «P₂O₅ 46 %» на мешке — другая мера: 31 г фосфора соответствуют 31 · 142 : 62 = 71 г P₂O₅ — вариант 71 г в предположении проверял эту путаницу.

Проверь себя

Какова массовая доля азота в нитрате калия (KNO₃), %? (с точностью до 0,1)

M(KNO₃) = 101; 14 : 101.

Итоги

Запомни

• Фосфор: 3s² 3p³, группа V A; за счёт 3d-орбиталей может быть пятивалентным; степени окисления −3, +3, +5.
• Аллотропия: белый фосфор P₄ (ядовит, самовоспламеняется, светится, хранят под водой), красный (полимер, пассивен), чёрный.
• Получение: Ca₃(PO₄)₂ + 3SiO₂ + 5C → 3CaSiO₃ + 2P + 5CO; восстановитель: 4P + 5O₂ → 2P₂O₅; окислитель: 3Ca + 2P → Ca₃P₂.
• Фосфиды с водой дают фосфин: Ca₃P₂ + 6H₂O → 3Ca(OH)₂ + 2PH₃; 2PH₃ + 4O₂ → P₂O₅ + 3H₂O.
• P₂O₅ + H₂O → 2HPO₃ (холодная), P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄ (горячая); 2H₃PO₄ → H₄P₂O₇ + H₂O; число атомов 5, 8, 13.
• H₃PO₄ — трёхосновная, средней силы, не окислитель; NaOH : H₃PO₄ = 1, 2, 3 → NaH₂PO₄, Na₂HPO₄, Na₃PO₄; PO₄³⁻ + Ag⁺ → жёлтый Ag₃PO₄.
• Удобрения: N, P (через P₂O₅), K (через K₂O); суперфосфат Ca(H₂PO₄)₂ + 2CaSO₄, двойной суперфосфат Ca(H₂PO₄)₂ (P₂O₅ ≈ 60,7 %).

Типичные ошибки

«Высшая валентность фосфора, как у азота, IV».

У фосфора есть 3d-орбитали, в возбуждённом состоянии 5 неспаренных электронов: валентность V (PCl₅, H₃PO₄).

«1 моль H₃PO₄ + 1 моль NaOH даёт среднюю соль».

H₃PO₄ трёхосновна: при 1 : 1 образуется кислая соль NaH₂PO₄; для средней Na₃PO₄ нужно 3 моль NaOH.

«Если на мешке написано P₂O₅ 46 %, в удобрении 46 % фосфора».

Это пересчёт на P₂O₅: самого фосфора 46 · 62/142 ≈ 20 %.

«Ортофосфорная кислота реагирует с металлами как окислитель, подобно азотной».

P⁺⁵ в H₃PO₄ окислительных свойств не проявляет; с активными металлами она, как обычная кислота, выделяет водород.

Итоги

Самостоятельная работа

Задания расположены от простых к сложным. Сначала реши сам, потом выбери вариант; пояснение откроется после ответа.

1 · Уровень 1

Какова молекулярная формула белого фосфора?

Белый фосфор состоит из тетраэдрических молекул P₄.

2 · Уровень 1

Какое удобрение фосфорное?

Ca(H₂PO₄)₂ — основное вещество суперфосфата.

3 · Уровень 2

Какая соль получается из 1 моль H₃PO₄ и 2 моль NaOH?

2 : 1 — замещаются два атома водорода: гидрофосфат.

4 · Уровень 2

Каким реактивом обнаруживают фосфат-ион?

3Ag⁺ + PO₄³⁻ → Ag₃PO₄↓ — жёлтый.

5 · Уровень ГЭЦ

6,2 г фосфора сожгли, полученный P₂O₅ растворили в горячей воде. Сколько граммов H₃PO₄ получено?

Атомы фосфора сохраняются: P → H₃PO₄; 0,2 моль · 98 = 19,6 г.

6 · Уровень ГЭЦ

Какова примерно массовая доля питательного вещества в пересчёте на P₂O₅ в Ca(H₂PO₄)₂?

142 : 234 ≈ 0,607; 26,5 % — доля самого фосфора, 28,1 % — в простом суперфосфате.

Экзаменационные задания и официальные пояснения — ГЭЦ (PDF на азербайджанском языке, в уроке — в переводе):

1. 01.06.2025, I группа специальностей (PDF) — вариант A, 68; B-71, C-69, D-65
2. 13.07.2025, I группа специальностей (PDF) — вариант A, 89; B-89, C-89, D-89
3. 07.06.2026, I группа специальностей (PDF) — вариант A, 76; B-75, C-68, D-73
4. 12.07.2026, I группа специальностей (PDF) — вариант A, 75; B-69, C-73, D-79

История, сцены, примеры, задания «Проверь себя» и «Самостоятельная работа» — наши, не из материалов ГЭЦ. Задания и пояснения ГЭЦ даны в переводе с азербайджанского; знак «…» обозначает пропущенную часть.