Вопрос школьника
Смешали растворы нитрата кальция и фосфата натрия. Выпавший осадок прокалили в присутствии оксида кремния и угля. Полученное простое вещество обработали концентрированным раствором азотной кислоты. Выделившийся газ прореагировал с холодным раствором гидроксида бария.
Ответ от учителя
Изначально имеем растворы нитрата кальция Ca(NO3)2 и фосфата натрия Na3PO4. При смешивании этих растворов происходит реакция двойного обмена:
Ca(NO3)2 + Na3PO4 → Ca3(PO4)2↓ + 2NaNO3
Выпавший осадок — фосфат кальция Ca3(PO4)2 — прокаливают в присутствии оксида кремния SiO2 и угля С. Это позволяет получить простое вещество — фосфор P:
Ca3(PO4)2 + 6SiO2 + 10C → 2P + 6CaSiO3 + 10CO↑
Полученный фосфор обрабатывают концентрированным раствором азотной кислоты HNO3. При этом происходит окисление фосфора до фосфорной кислоты H3PO4 и выделение оксида азота (II) NO:
P + 5HNO3 → H3PO4 + 5NO↑ + 2H2O
Выделившийся газ — оксид азота (II) NO — реагирует с холодным раствором гидроксида бария Ba(OH)2, образуя нитрит бария Ba(NO2)2 и воду H2O:
2NO + 2Ba(OH)2 → Ba(NO2)2↓ + 2H2O
Таким образом, итоговые продукты реакции:
Ca(NO3)2 + Na3PO4 → Ca3(PO4)2↓ + 2NaNO3
Ca3(PO4)2 + 6SiO2 + 10C → 2P + 6CaSiO3 + 10CO↑
P + 5HNO3 → H3PO4 + 5NO↑ + 2H2O
2NO + 2Ba(OH)2 → Ba(NO2)2↓ + 2H2O
Важно отметить, что в данной последовательности реакций используется фосфат кальция, но в реальности могут образоваться и другие фосфаты, например, гидроксиапатит Ca5(PO4)3(OH), который является основным компонентом костной ткани.
