3) Соединение А, являющееся продуктом сжигания тетраэдрического простого вещества А′ на воздухе, при контакте с воздухом практически мгновенно образует Б (w(H) = 3.061%). Полученное вещество при кипячении его концентрированного раствора образует В (w(H) = 2.247%), являющееся «димером» Б, за вычетом одной молекулы воды. Определите все зашифрованные вещества, приведите их структурные формулы.

Question

Вопрос:

Accepted Answer

В условии, по-видимому, имеется опечатка: для получения вещества Б соединение А должно взаимодействовать с водой, а не с воздухом.

Тетраэдрическое простое вещество — белый фосфор, молекула которого имеет состав А′ = P₄.

При сжигании фосфора образуется оксид фосфора(V):

\(\mathrm{P_4 + 5O_2 \rightarrow P_4O_{10}}\).

Следовательно, А = P₄O₁₀.

При взаимодействии с водой образуется ортофосфорная кислота:

\(\mathrm{P_4O_{10} + 6H_2O \rightarrow 4H_3PO_4}\).

Проверим массовую долю водорода:

\(w(\mathrm{H})=\frac{3}{98}\cdot100\%=3.061\%\).

Значит, Б = H₃PO₄, ортофосфорная кислота.

При кипячении концентрированного раствора две молекулы ортофосфорной кислоты отщепляют одну молекулу воды:

\(\mathrm{2H_3PO_4 \rightarrow H_4P_2O_7 + H_2O}\).

Проверим массовую долю водорода:

\(w(\mathrm{H})=\frac{4}{178}\cdot100\%=2.247\%\).

Следовательно, В = H₄P₂O₇, пирофосфорная кислота.

Структурные формулы:

А′: P₄ — четыре атома фосфора образуют тетраэдр, в его вершинах находятся атомы P.
А: P₄O₁₀ — молекулярная клетка из четырёх атомов P; каждый атом P связан с тремя мостиковыми атомами O и одним концевым атомом O: P₄(O)₄(μ-O)₆.
Б: O=P(OH)₃.
В: HO−P(=O)(OH)−O−P(=O)(OH)−OH.

Ответ: А′ — P₄; А — P₄O₁₀; Б — H₃PO₄; В — H₄P₂O₇.