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:[4]
2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C=1373——1713k=6CaSiO3+P4+10CO[4]
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。[4]
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。[4]
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。[4]
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。[4]
工业上用白磷来制备高纯度的磷酸,生产有机磷杀虫剂、烟幕d等。含有少量磷青铜叫做磷青铜,它富有d性、耐磨、抗腐蚀,用于制作轴承、阀门等。大量红磷用于火柴生产,火柴盒侧面所涂物质就是红磷与三硫化二锑等的混合物。磷还用于制备发光二极管的半导体材料如GaASxP1-x等。[4]
红磷1、用于制造火柴、农药,及用于有机合成。[1] 2、磷有黄磷和赤磷之分。农药生产上采用黄磷(亦称白磷),它是制备一切含磷农药中间体的起始原料,与硫反应得到五硫化二磷,与氯反应得到三氯化磷,进而可得一系列其他含磷中间体。此外,黄磷主要用于生产磷酸,少量用于生产赤磷和五氧化二磷,军事上用于制造燃烧d、信号d等,也用于生产磷铁合金以及医药、有机原料等行业。[1] 3、用于制备半导体化合物及用作半导体材料掺杂剂。本品可用于阻燃聚烃类、聚苯乙烯、聚酯、尼龙、聚碳酸酯、聚甲醛、环氧树脂、不饱和树脂、橡胶、纺织品等。而对聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯以及酚醛树脂等含氧高聚物的阻燃尤为有效。与其他磷系阻燃剂相比,相同质量的红磷能产生更多的磷酸,磷酸即可覆盖于被阻燃材料表面,又可在材料表面加速脱水碳化,形成液膜和碳层可将外部的氧,挥发性可燃物和热与内部的高聚物基质隔开而使燃烧中断。由于红磷在达到同样的阻燃要求时用量较小,而且红磷的熔点高,溶解性差,因而以红磷阻燃的高聚物的某些物理性能比用一般阻燃剂制得的同类高聚物要好。红磷与卤系阻燃剂并用,可提高阻燃效率。[1] 4、用于制造烟火,以及磷化铝、五氧化二磷、三氯化磷等。是生产有机磷农药的原料。冶金工业用于制造磷青铜片。还用于轻金属的脱酸及制药。[1] 白磷白磷虽然危险,但也有很多用途。在工业上用白磷制备高纯度的磷酸。利用白磷易燃产生烟(P4O10)和雾(P4O10与水蒸气形成H3PO4等雾状物质),在军事上常用来制烟幕d、燃烧d。还可用白磷制造赤磷(红磷)、三硫化四磷(P4S3)、有机磷酸酯、燃烧d、杀鼠剂等。[3] 黄磷又叫白磷为白色至浅黄色脆蜡状固体,熔点44.1°C,沸点280°C,密度1.82克/cm3。白磷非常活泼,必须储存在水里,人吸入0.1克白磷就会中毒死亡。白磷在没有空气的条件下,加热到260°C或在光照下就会转变成红磷。红磷无毒,加热到240°C以上才着火。在高压下,白磷可转变为黑磷,它具有层状网络结构,能导电,是磷的同素异形体中最稳定的。[3] 如果氧气不足,在潮湿情况下,白磷氧化很慢,并伴随有磷光现象。白磷可溶于热的浓碱溶液,生成磷化氢和亚磷酸二氢盐;干燥的氯气与过量的磷反应生成三氯化磷,过量的氯气与磷反应生成五氯化磷。磷在充足的空气中燃烧可生成五氧化二磷,如果空气不足则生成三氧化二磷。[3] 白磷与热浓碱液反应化学式:[3] P4 + 3KOH(浓) + 3H2O→ PH3↑ + 3KH2PO2.[3] 老式白炽灯灯泡的感柱上涂一点赤磷。红磷受热会变成白磷,白磷很容易同氧气反应,生成固态的五氧化二磷(化学方程式:4P+5O2==2P2O5),把氧气“吃掉”,这样,玻璃壳里残留的氧气也被消除了。 防止钨丝通电以后温度升高到2000℃以上导致很快被烧断。[3]1、可以用做化肥。磷是生物细胞质的重要组成元素,也是植物生长必不可少的一种元素。
世界上84%~90%的磷矿用于生产各种磷肥,3.3%生产饲料添加剂,4%生产洗涤剂,其余用于化工、轻工、国防等工业。中国的磷矿消费结构中磷肥占71%,黄磷占7%,磷酸盐占6%,磷化物占16%。磷肥对农作物的增产起着重要作用。
2、磷矿可以用做化工矿物原料。
部分磷矿用于制取纯磷(黄磷、赤磷)和化工原料,少量用作动物饲料。赤磷用于制造火柴和磷化物。黄磷有剧毒,可制农药,还可以制燃烧d、曳光d、信号d、烟幕d、发火剂;磷与硼、铟、镓的磷化物用于半导体工业。
扩展资料:
从全球范围看,磷矿资源主要分布在非洲、北美、南美、亚洲及中东,其中80%以上的磷矿资源集中分布在摩洛哥和西撒哈拉、南非、美国、中国、约旦和俄罗斯。目前我国每年的磷矿石产量在6000万吨以上,远高于美国、摩洛哥和西撒哈拉等国家或地区的产量。
我国磷矿资源储量丰富,但高品位磷矿储量低。我国磷矿储量居世界第2位,仅次于摩洛哥和西撒哈拉。我国磷矿已查明资源储量矿石量176亿吨,折算成标矿105亿吨。
P2O5含量大于等于30%的富磷矿资源储量矿石量16.6亿吨(标矿17.6亿吨)如果仍按照目前“采富弃贫”的开采模式进行下降,20年后我国磷矿石开采殆尽。
参考资料来源:百度百科-磷矿
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