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磷的主要含氧酸都具有哪些重要特征?

磷有多种含氧酸,较重要的有以下几种:

名 称

正磷酸

焦磷酸

亚磷酸

次磷酸

三磷酸

偏磷酸

化学式

H3PO4

H4P2O7

H3PO3

H3PO2

H5P3O10

(HPO3)n

磷的氧化数

+ 5

+ 5

+ 3

+1

+ 5

+5

(1)正磷酸(H3PO4)

正磷酸简称磷酸。五氧化二磷溶于热水时,生成正磷酸: 

P2O5+3 H2O(热)=2 H3PO4 

纯净的磷酸为无色晶体,熔点315. 4K。加热磷酸时逐渐脱水 生成焦磷酸、偏磷酸,因此磷酸没有自身的沸点。磷酸具有吸湿 性,易溶于水,可与水以任意比相混溶。市售磷酸是黏稠的浓溶 液(含量约85%),磷酸无毒,是一种无氧化性的不挥发的三元中 强酸。在 298K 时,k1 = 7.5×10-3,k2=9. 2×10-8,k3 = 2. 2× 10-13

工业上是利用磷酸钙与硫酸进行复分解反应来制取磷酸的: Ca3(PO4)2 + 3 H2SO4 =3 CaSO4 +2 H3PO4

(2) 焦磷酸(H4P2O7)

将固体正磷酸加热到473K〜573K时,2个分子正磷酸即脱 去1分子水而成焦磷酸:

磷的主要含氧酸都具有哪些重要特征?

焦磷酸是无色玻璃状固体,易^于水,在冷水中会慢慢转变 为正磷酸。焦磷酸是一个四元酸(291K时,K1=1.4×101K2 = 3. 2×10-2K3 = 1. 7×10-5K4 = 6. 0×10-9),酸性强于正 磷酸。

(3) 偏磷酸[(HPO3)n](n = 3或4比较常见)

五氧化二磷溶于冷水时,生成偏磷酸:P2O5+H2O(冷)=2 HPO3

偏磷酸是硬而透明的玻璃物质,易溶于水,水溶液显强酸性, 在溶液中它能缓慢转变为正磷酸,偏磷酸有剧毒。

常见的偏磷酸有三偏磷酸和四偏磷酸。将磷酸二氢钠加热,在 673〜773K间可得到三聚偏磷酸盐:

磷的主要含氧酸都具有哪些重要特征?

将磷酸二氢钠加热到673K,然后骤然冷却则得到一个长链的 聚合物(格氏盐):

磷的主要含氧酸都具有哪些重要特征?

链长约达20—100个PO3单位。这种盐易溶于水,能配合钙、 镁等离子,常用作软水剂和锅炉、管道的去垢剂。

将正磷酸加热至573K以上可生成三磷酸和四偏磷酸:


磷的主要含氧酸都具有哪些重要特征?磷的主要含氧酸都具有哪些重要特征?

磷的主要含氧酸都具有哪些重要特征?磷的主要含氧酸都具有哪些重要特征?

三磷酸和四偏磷酸等都是由若干个磷酸分子通过氧原子连接 起来的多磷酸,多磷酸有两种:一种分子是链状的,另一种是环 状的。

正磷酸、焦磷酸和偏磷酸可以用硝酸银溶液加以鉴别。正磷酸与硝酸银产生黄色沉淀,焦磷酸和偏磷酸都产生白色沉淀,但偏磷酸能使蛋白质沉淀(所以偏磷酸有毒)。

(4)亚磷酸(H3PO3)和次磷酸(H3PO2)

三氧化二磷溶于冷水形成亚磷酸:

P4O6 + 6 H2O(冷)=4 H3PO3

在热水中即起强烈的歧化反应

P4O6 + 6 H2O(热)=3 H3PO4+PH3

纯的亚磷酸是无色固体,熔点346K,易溶于水。亚磷酸是一个中强的二元酸,它的分子中有一个与P原子直接共用电子的氢 H原子,即磷的主要含氧酸都具有哪些重要特征?,所以它不能被取代。它的电离常数:磷的主要含氧酸都具有哪些重要特征?


纯亚磷酸或其浓溶液被强热时,发生歧化反应:4 H3PO3 磷的主要含氧酸都具有哪些重要特征?3 H3PO4+PH3


亚磷酸和亚磷酸盐在水溶液中都是强还原剂。

次磷酸是一个中强一元酸,它的分子中有两个与P原子直接 H键合的氢原子,即磷的主要含氧酸都具有哪些重要特征?。在298K时,Ka = 1.0×10-2

次磷酸及其盐也是强还原剂。

(责任编辑:化学自习室)
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