高中化学-磷及其化合物知识详解

1、单质磷（1）磷在自然界中是以磷酸盐的形式存在，磷也是重要的生命元素之一，存在于细胞、蛋白质、骨骼和牙齿中。在骨骼和牙齿中主要以羟基磷灰石形式存在。含磷的矿物有磷酸钙Ca3(PO4)2、氟磷灰石Ca5(PO4)3F、羟基磷灰石Ca5(PO4)3(OH)等。磷有至少10种同素异形体，常见的有白磷、红磷和黑磷，它们结构各异。白磷（P4）结构为正四面体，结构如图键角为60°，1mol白磷中有6molP—P化学键，不溶于水，易溶于CS2。白磷有剧毒、易自燃，一般要存放在水中以隔绝空气。白磷几乎可与所有金属反应，形成磷化物，如：6Mg+P42Mg3P2红磷白磷隔绝空气加热会得到无定型红磷，可能结构如图：黑鳞白磷在极高的压强下加热才可以得到黑鳞，结构类似于石墨的片状结构，能导电“金属磷”，结构如图（2）磷与O2或Cl2在点燃条件下反应，反应物的量不同，生成的产物就不同，如：4P+3O22P2O3，

4P+5O22P2O5；2P+3Cl22PCl3（液体），

2P+5Cl22PCl5（固体），所以这个反应能同时看到烟雾。（3）白磷与热的浓NaOH反应可歧化生成膦（磷化氢）和次磷酸盐：P4+3OH－+3H2OPH3↑+3H2PO2－。（4）白磷还能将Au、Ag、Cu等从它们的盐溶液中还原出来，如白磷中毒后可用硫酸铜溶液解毒：11P+15CuSO4+24H2O5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4。（5）白磷可以用以下反应来制备：2Ca(PO4)2+10C+6SiO26CaSiO3+10CO+P4，将生成的磷蒸气通入水中冷却就得到白磷。反应中加入石英砂可大大降低反应温度。2、磷化氢（PH3）（1）PH3又叫膦，为无色气体、有类似大蒜臭味的气味、剧毒。在一定温度下，能在氧气中燃烧，生成磷酸：PH3+2O2H3PO4。（2）平常制得的磷化氢在空气中能自燃，这一点和同族的氨气相比更活泼，是因为气体中含有联膦（P2H4），它与联氨是类似物，也是强还原剂：2P2H4+7O22P2O3+4H2O。PH3中P－H键长为142pm，N－H键长为99pm，由此可见，结构稳定性PH3不如NH3。（3）磷化氢是强还原剂，能从某些金属盐（Cu2+、Ag+、Au3+、Hg2+）溶液中将金属置换出来：PH3+6Ag++3H2O6Ag+6H++H3PO3（4）PH3的制备可用如下三种方法：①磷化钙的水解：Ca3P2+6H2O3Ca(OH)2+2PH3；②PH4I与碱反应：PH4I+NaOHNaI+PH3+H2O，因此水溶液中不存在PH4+，这一点要与NH4+区分开；③白磷溶于碱：P4+3NaOH+3H2OPH3+3NaH2PO23、三氧化二磷（P2O3）和五氧化二磷（P2O5）三氧化二磷（P2O3）五氧化二磷（P2O5）磷在不充分的空气中燃烧，生成的氧化物为P4O6，常叫做三氧化二磷。P2O3是亚磷酸（H3PO3）的酸酐。

P4O6是以P为基础形成的，P分子中的P－P键因有张力而不稳定，氧分子进攻时断裂，在每两个P原子间嵌入一个氧原子，于是形成了P4O6分子。与冷水反应生成亚磷酸：P2O3+3H2O2H3PO3。P2O3与热水发生歧化反应：2P2O3+6H2OPH3+3H3PO4白磷在充分的氧气中燃烧可生成P4O10，简称为五氧化二磷。

P4O10是白色粉末状固体，有很强的吸水性，在空气中很快就潮解，它是干燥能力最强的一种干燥剂。P2O5是磷酸的酸酐，与水反应，当水少时生成偏磷酸，水多时生成磷酸：P2O5+H2O2HPO3，P2O5+3H2O2H2PO44、磷元素对应的酸次磷酸（H3PO2）（1）纯H3PO2是白色固体，易溶于水，是一元中强酸，其结构式为有腐蚀性，受热分解生成磷酸和剧毒的磷化氢气体：2H3PO2PH3↑+H3PO4。（2）H3PO2及其盐都是强还原剂，主要是因为分子中含有两个P－H键。常温下在空气中可逐渐被氧化，也能把Cu2+、Ag+、Ni2+、Hg2+还原成为金属单质：H3PO2+4Ag++2H2O4Ag+H3PO4+4H+。次磷酸还原能力强，氧化能力弱，容易发生歧化反应。亚磷酸（H3PO3）（1）H3PO3是白色、易潮解的固体，极易溶于水，是二元中强酸，其结构式为（2）H3PO3是强还原剂，能还原Ag+、Cu2+、Hg2+，也能被卤素、二氧化氮、浓硫酸氧化：H3PO3+2Ag++H2O2Ag+H3PO4+2H+。磷酸（H3PO4）（1）磷酸有正磷酸（H3PO4）、偏磷酸（HPO3）和焦磷酸（H4P2O7）。（2）H3PO4是无挥发性的三元中强酸，其结构式为，具有弱氧化性，磷酸溶液的黏度较大，这是因为溶液中存在着较多氢键。（3）不论在酸中还是在碱中，磷酸几乎都没有氧化性。磷酸根离子能与某些金属离子形成可溶性配位化合物，基于这种性质，分析测定中常用磷酸掩蔽Fe3+。（4）磷酸二氢盐均能溶于水，磷酸一氢盐和磷酸盐除碱金属盐与铵盐外，均难溶于水。任何一种磷酸盐（正盐或酸式盐）溶液中加入硝酸银溶液，皆生成黄色的Ag3PO4沉淀。（5）磷酸盐（主要是钙盐和铵盐）是重要的无机肥料。5、卤化磷（PCl3、PCl5）（1）磷与氯气反应，当氯气不足时生成的三氯化磷是液体，当氯气足量时生成的五氯化磷是固体。2P+3Cl22PCl3（液体），2P+5Cl22PCl