关于磷元素及其单质的一些问题  

作者:王笃年 刊名:《高中数理化》 上传者:赵升升

【摘要】1)红磷不易溶于水,为什么长期放置时会变为黏稠的糊状物?

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羡子磷庑素麇 其梁廪饰 粪阍 ◇ 北 京 王 笃年 1)红磷 不 易溶 于水 ,为什 么长 期放 置 时会变 为黏 稠 的糊 状物 ? 磷的单质都不易溶于水 ,但它们都非常易被氧化 为 易溶 于 水 的氧 化物 ,如 P O 、P O 。等 ,这些 氧 化物 都 容易 与水 反应 : P O 6+6H2O一4H3PO3(亚磷 酸 ), P O 。十2H2 O(冷 )一4HPO3(偏磷 酸 ), P O 。+6H O(热 )一4H。PO (磷 酸 ). 产物 H。PO。、HPO。、H PO 等都具有极强的吸水性. 白磷 的氧化非常迅速 ,暴露在空气 中很容易因氧 化积累热量导致 自燃(故实验室里少量 的白磷都是保 存在冷水 中);红磷 比白磷化学性质略稳定一些 ,但若 长期 和空 气 接 触 ,其 表 面 也 易 被 氧 化 为 氧 化 物 ,因 该 氧化 过程 不是 非常 迅速 ,氧 化 过程 中产 生 的热 量 会 散 失到周围空气里 去,所 以红磷一般不会 自燃 ,而是表 面氧化产物与水化合形成的各种含氧酸吸水潮解 ,形 成溶 液.因此 ,要 想 把 已经“潮 湿 ”的红 磷 变 干燥 ,可用 水 洗涤后 过滤 ,再在短 时 间内把 红磷表 面的水分吹干. 与红磷在空气 中的氧化一样 ,保存在冷水 中的白 磷 也 易被 水 中的溶 氧氧 化 为含 氧 酸 ,故 长 期保 存 白磷 的水 呈酸 性 ,滴 入 石蕊 溶液 时会 变红 . 2)红磷 的升 华是 物理 变化 还是 化学 变化 ? 把 红磷 隔绝 空 气加 热 到 416℃ ,它 就会 升 华 变 为 磷 的蒸气 ,该蒸气(分子式 P )凝结后得到的固体不再 是红磷本身 ,而是 白磷.同素异形体之 间的转 化属于 化学 变化 ,所 以红 磷 升 华 属 于 化 学 变 化 .红 磷 升 华 过 程 中的微 观变 化可 以用 图 1表示 . 卜< ◇ 红磷可能 的链 状结构 臼磷分子 3)白磷和红磷分别是如何制取的? 磷元素在 自然界中主要 以 POl一的形式存在 ,要 获得磷 的单 质 ,必 须 采 用 还 原 的 策 略.工 业 上 首先 用 焦炭高温还原磷矿石粉末获得白磷 : 2Ca。(PO ) + lOC+ 6SiO P 十+10CO十+6CaSiO。. 数 88 把从 反应 器 中逸 出 的蒸 气通 人 冷水 冷 凝 ,即可 获 得 固态 白磷 . 由于 白磷 太 过 活 泼 ,除 了 军 事 上 用 作 烟 幕 弹 、燃 烧弹,少量用于制造高纯度磷酸外 ,并无特别 多的用 途 ,所 以一般 把 它 隔 绝 空 气 加 热 到 260℃ ,使 它 慢 慢 转化 为用 途更 广 泛 的 红磷 .因 为 红 磷 性 质 相 对 稳 定 , 大量用作制造安全火柴 、发令枪火药等. 4)为什么生产高纯度的磷酸要用 白磷为原料? 工业上生产磷酸 的主要方法是用磷矿 石或磷灰 石与浓硫酸反应 : Ca3(PO4)2+ 3H2SO4===3CaSOt+ 2H 3PO d, Ca5(PO4)。F+5H2SO 一5CaSO +3H PO +HF十. 把矿 石粉 碎后 和浓 硫酸 混 合 搅拌 ,待其 充 分 反 应 后滤 除 CaSO 即得 粗磷 酸 ,粗磷 酸可 直接应 用 于磷 肥 (主要 是 指重 过磷 酸钙 Ca(H PO ) )的 生产 .此 法 制 造 的磷酸 中不 可 避 免地 混 有 来 自矿 石 的一 些 可 溶 性 杂质 ,提纯比较困难. 如何 获得 高纯 度 的磷 酸 ,人

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