Съдържание

НОХ 2012, III кръг (национален), 10–12 клас, файл Problems.pdf — Задача 1

Оригинал на условието (PDF)Съобщи за грешка

Всички материали от НОХ 2012

МОМН, 44-та НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ И ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА, Варна – 2012 година. Национален кръг 24 – 25 март. X-ти - XII-ти клас – теоретичен етап · 24 март 2012 г. · 30 т.

Условие

При загряване на смес от фосфор и воден разтвор на силна основа протича химичен процес и се получават фосфин и сол на една от фосфорните киселини. Ако основата е бариев хидроксид, солта е бариев хипофосфит, който съдържа 23,29% фосфор, 23,93% кислород и 1,50% водород. При взаимодействие на тази сол с $\mathrm{H_2SO_4}$ се получава утайка от $\mathrm{BaSO_4}$ и хипофосфориста киселина, която е едноосновна. Хипофосфористата киселина е нетрайна и се превръща във фосфин и фосфориста киселина, която е двуосновна. При загряване фосфористата киселина се превръща във фосфин и фосфорна киселина.

1. Определете формулата на хипофосфористата киселина.

2. Напишете и изравнете уравненията на изброените по-горе четири химични процеса, като приложите метода на електронния баланс.

3. Изразете структурните формули на фосфина и трите фосфорни киселини. Определете степените на окисление на фосфора в четирите съединения. Какъв е типа хибридизация на фосфорния атом в тях.

Хипофосфористата киселина е силен редуктор и редуцира метални йони до свободни метали, при което се окислява до фосфорна киселина.

5. Запишете с химично уравнение взаимодействието на хипофосфориста киселина с воден разтвор на сребърен нитрат, като изравните уравнението по метода на електронния баланс.

Отговори

Решение

Задача 1 (30 т.)

$\mathrm{Ba_aH_bP_cO_d}$

a:b:c:d = \frac{51.31}{137}:\frac{1.50}{1}:\frac{23.29}{31}:\frac{23.93}{16}

= 0.37 : 1.50 : 0.75 : 1.50 = 1 : 4 : 2 : 4

2 т.

$\Rightarrow \mathrm{BaH_4P_2O_4{\equiv}Ba(H_2PO_2)_2}$ ; $\underline{\mathrm{H_3PO_2}}$ 3 т.

$\mathrm{3Ba(OH)_2 + 8P + 6H_2O \longrightarrow 2PH_3 + 3Ba(H_2PO_2)_2}$ 2 т.

\overset{0}{\mathrm{P}} \xrightarrow{-3e^-} \overset{+3}{\mathrm{P}} \quad \Big|\ 2

\mathrm{2}\overset{0}{\mathrm{P}} \xrightarrow{+2\times 1e^-} \mathrm{2}\overset{-1}{\mathrm{P}} \quad \Big|\ 3

1 т.

$\mathrm{Ba(H_2PO_2)_2 + H_2SO_4 \longrightarrow BaSO_4 + 2H_3PO_2}$ 1 т.

$\mathrm{3H_3PO_2 \longrightarrow PH_3 + 2H_3PO_3}$ 2 т.

\overset{+1}{\mathrm{P}} \xrightarrow{-2e^-} \overset{+3}{\mathrm{P}} \quad \Big|\ 2

\overset{+1}{\mathrm{P}} \xrightarrow{+4e^-} \overset{-3}{\mathrm{P}} \quad \Big|\ 1

1 т.

$\mathrm{4H_3PO_3 \longrightarrow PH_3 + 3H_3PO_4}$ 1 т.

\overset{+3}{\mathrm{P}} \xrightarrow{-2e^-} \overset{+5}{\mathrm{P}} \quad \Big|\ 3

\overset{+3}{\mathrm{P}} \xrightarrow{+6e^-} \overset{-3}{\mathrm{P}} \quad \Big|\ 1

1 т.

4 × 1 = 4 т.

$-3 \qquad +1 \qquad +3 \qquad +5$ 4 × 1 = 4 т.

$sp^3 \qquad sp^3 \qquad sp^3 \qquad sp^3$ 4 × 1 = 4 т.

$\mathrm{H_3PO_2 + 4AgNO_3 + 2H_2O \longrightarrow 4Ag + H_3PO_4 + 4HNO_3}$ 2 т.

\overset{+1}{\mathrm{P}} \xrightarrow{-4e^-} \overset{+5}{\mathrm{P}} \quad \Big|\ 1

\overset{+1}{\mathrm{Ag}} \xrightarrow{+1e^-} \overset{0}{\mathrm{Ag}} \quad \Big|\ 4

1 т.

Структурни формули на фосфина PH3 и на трите фосфорни киселини: H–O–P(=O)(H)–H, H–O–P(=O)(H)–OH и H–O–P(=O)(OH)–OH.

Оригинал в Архива: Problems.pdf · официални решения: Solutions.pdf