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  1. 磷是怎么提炼?

磷是怎么提炼?

白磷

将磷酸钙、石英砂(SiO2)和炭粉的混合物放在电弧炉中熔烧还原:

2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C=1373——1713k=6CaSiO3+P4+10CO

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(图片来源网络,侵删)

把生成的磷蒸气P4通过水面下冷却,就得到凝固的白色固体──白磷。

该反应的本质是碳把高氧化态的磷还原成单质磷,单纯的碳还原磷酸钙的反应需要很高的温度,加入石英砂后可大大降低反应温度。

红磷

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将白磷隔绝空气加热到533K就转变为无定形红磷。它是一种暗红色的粉末,不溶于水、碱和CS2中,基本无毒,其化学性质也比较稳定,虽然可与各种氧化剂反应,但不如白磷那样猛烈,在空气中也不自燃,加热到673K以上才着火。若与空气长期接触也会极其缓慢的氧化,形成易吸水的氧化物,所以红磷保存在未密闭的容器中会逐渐潮解,使用前应小心用水洗涤、过滤和烘干。

黑磷

黑磷是磷的一种最稳定的变体,但因形成它所需的活化能很高,故在一般条件下,其他变体不容易转变为黑磷,只有在1200MPa(12000atm的压力下,将白磷加热到473K方能转化类似石墨片状结构的黑磷)。黑磷能导电,在磷的主要三种同素异形体中,黑磷的密度最大(2.7克每立方厘米),不溶于有机溶剂,一般不易发生化学反应。

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可以用置换反应, 工业上可用磷酸盐矿石来制取磷单质以及一系列磷的化合物。一些反应如下: 2Ca3(PO4)2+6SiO2==6CaSiO3+P4O10(g) P4O10 +10C==P4(g)+10CO