【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』，此版叢書是“數(shù)理化自學(xué)叢書編委會”于1963-1966年陸續(xù)出版，并于1977年正式再版的基礎(chǔ)自學(xué)教材，本系列叢書共包含17本，層次大致相當(dāng)于如今的初高中水平，其最大特點就是可用于“自學(xué)”。當(dāng)然由于本書是大半個世紀(jì)前的教材，很多概念已經(jīng)與如今迥異，因此不建議零基礎(chǔ)學(xué)生直接拿來自學(xué)。不過這套叢書卻很適合像我這樣已接受過基礎(chǔ)教育但卻很不扎實的學(xué)酥重新自修以查漏補缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我寫的備注。

【山話嵓語】『數(shù)理化自學(xué)叢書』其實還有新版，即80年代的改開版，改開版內(nèi)容較新而且還又增添了25本大學(xué)基礎(chǔ)自學(xué)內(nèi)容，直接搞出了一套從初中到大學(xué)的一條龍數(shù)理化自學(xué)教材大系列。不過我依然選擇6677版，首先是因為6677版保留了很多古早知識，讓我終于搞明白了和老工程師交流時遇到的奇特專業(yè)術(shù)語和計算模式的來由。另外就是6677版的版權(quán)風(fēng)險極小，即使出版社再版也只會再版80年代改開版。我認(rèn)為6677版不失為一套不錯的自學(xué)教材，不該被埋沒在故紙堆中，是故才打算利用業(yè)余時間，將『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』上傳成文字版。??

第五章氮和磷，氮族元素?

§5-10：磷酸和磷酸鹽，磷肥

磷酸

【01】磷酸是無色透明的晶體，易溶于水。通常所用的磷酸是一種含磷酸70~80%的糖漿狀溶液。工業(yè)上制取磷酸是用磷酸鈣（象纖核磷灰石）跟硫酸共熱，反應(yīng)如下：

【02】濾去微溶于水的硫酸鈣沉淀，所得濾液就是磷酸溶液。

【03】磷酸是一種三價酸，它的分子里含有三個可電離的氫離子，在水溶液里將分步電離出氫離子，同時生成三種不同的陰離子：帶1個負(fù)電荷的（或負(fù)1價的）磷酸二氫根離子H?PO??，帶2個負(fù)電荷的（負(fù)2價的）磷酸氫根離子HPO???和帶3個負(fù)電荷的（負(fù)3價的）磷酸根離子PO????（參見并復(fù)習(xí)§4-4）【山注，化2-4-04第18段，傳送門CV21610710】。第一步電離比較容易，電離度較大，所以磷酸是一種中等強度的無機酸。工業(yè)上、農(nóng)業(yè)上，除硫酸、鹽酸、硝酸外，磷酸也是常用而有價值的酸類。主要用途是制造各種磷酸鹽和磷肥。

磷酸鹽

【04】由于磷酸是一種三價酸，能生成三種不同的陰離子，因此也有三種和它們相對應(yīng)的不同鹽類。以鈉鹽為例，它們的組成是：NaH?PO?、Na?HPO?、Na?PO?。前二種是酸式鹽，后一種是正鹽。

【05】磷酸的鹽類，除鉀鹽、鈉鹽和銨鹽能溶于水外，其他金屬的磷酸鹽的溶解度大都很小。以同一種金屬的鹽來說，磷酸二氫鹽的溶解度比較最大，依次減少，正鹽幾乎都不溶于水。堿金屬的正鹽在水中強烈水解而成酸式鹽，并使溶液呈強堿性。所以磷酸鈉可用作洗滌劑。

【06】磷酸銀Ag?PO?是一種黃色固體，不溶于水而能溶于稀酸，因此在可溶性的磷酸溶液中加入銀鹽溶液時，就會產(chǎn)生黃色沉淀：

【07】溶液加酸后沉淀又將溶解。這個現(xiàn)象，有時可利用它作為檢驗磷酸鹽的方法，但結(jié)果不一定可靠，因為另外還有一些鹽，如砷酸鹽、硅酸鹽等也有類似的反應(yīng)。

【08】在磷酸鹽中，鈣鹽是有重要實際意義的。前面曾提過，它們是制造磷酸、各種磷酸鹽，特別是農(nóng)業(yè)上所必需的磷肥的原料。

磷肥

【09】磷元素和氮元素一樣，是植物需要的一種重要養(yǎng)分，它能促進植物發(fā)育和成熟，并使果實結(jié)得更為飽滿。所以缺乏磷元素對種子植物，如谷物和果樹的收獲量都有很大影響。在土壤里雖有少量的磷酸鹽存在，但即使是肥沃的土壤，能被植物攝取的可溶性磷酸鹽的含量還是不多的。所以施用磷肥和施用氮肥一樣，是提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要措施之一。

【10】過去農(nóng)民常用動物骨粉、鳥糞等作為磷肥的主要來源，但這些東西的數(shù)量有限，對現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)來說，顯然是不夠的。因此，化學(xué)磷肥的生產(chǎn)，也是重要化學(xué)工業(yè)之一。

【山注，世界倒數(shù)第三的小國瑙魯，面積雖只有約21平方公里，但其卻曾經(jīng)十分富有，因為其國土曾經(jīng)有80%的區(qū)域都有富含磷酸鹽的磷礦，而這些磷礦的來源就來自于鳥糞，由于瑙魯國位于太平洋上，四周都是大海，因此經(jīng)過這片區(qū)域的海鳥就必須在瑙魯國歇腳拉撒，久而久之瑙魯國中就積累了大量的磷礦。不過如今瑙魯國的磷礦早已枯竭，瑙魯人無比豪奢的生活也就因此而一去不復(fù)返了。更多關(guān)于瑙魯國的故事可參見華朝通遼可汗所著的《世界“通”史卷五·瑙魯本紀(jì)·如何靠撿屎成為世界首富？》BV1yU4y1x7xq】

【11】制法最簡便的化學(xué)磷肥是磷礦粉，就是把天然產(chǎn)的磷礦石磨成細(xì)粉即成。由于磷礦粉的主要成分是不溶于水的磷酸鈣，不能為植物直接攝取，只有在酸性土壤里，和那里存在的有機酸反應(yīng)后，生成了能溶于水的酸式鹽，才有可能被攝取。因此作用較慢，肥效不高。所以現(xiàn)在已把磷礦石經(jīng)過化學(xué)加工，做成可溶性的磷酸鹽，使植物容易攝取。

【12】應(yīng)用最廣泛的可溶性磷肥是過磷酸鈣。它是用適量的硫酸跟纖核磷灰石起反應(yīng)而制得的磷酸二氫鈣和硫酸鈣的混和物：

【13】把反應(yīng)的生成物經(jīng)過破碎、干燥、篩析，制成顆粒狀的物質(zhì)即成過磷酸鈣磷肥。使用時，可以單獨施用，也可以和天然肥料混和使用。但應(yīng)注意，過磷酸鈣也不能與消石灰混和使用，因為它們會發(fā)生反應(yīng)，生成不溶性的磷酸鈣而失去肥效：

【14】由于過磷酸鈣中存在著大量的沒有肥效的硫酸鈣，所以肥效不高。工業(yè)上又制成一種成分比較純粹的磷酸二氫鈣，叫做重過磷酸鈣的磷肥，它的肥效較高。也有制成成分為磷酸氫鈣CaHPO?的磷肥，叫做沉淀磷酸鈣。但這種磷肥只能應(yīng)用于酸性土壤中。當(dāng)然，這些磷肥的制造過程比較繁復(fù)，一般先制成磷酸溶液后，再中和制得。

【15】此外，還有一種既含有磷，又含有氮的肥料，叫做磷酸銨肥料（通常叫做安福粉）。它是用氨來中和磷酸而制得的磷酸二氫銨NH?H?PO?和磷酸氫二銨(NH?)?HPO?的混和物，是一種肥效很高的氮磷混合肥；如果再加些鉀鹽進去，就成一種完全肥料。

【16】磷肥的種類很多，計算它的有效成分含量，習(xí)慣上總是折算成含P?O?的量的百分率來表示。例如純凈磷酸鈣肥料和純凈沉淀磷酸鈣肥料的有效成分，用P?O?含量表示，分別為：

【17】如果把它們折算起來，那末，1斤純凈沉淀磷酸鈣肥料的有效成分，相等于1.14斤純凈磷酸鈣肥料的有效成分。計算如下：

1斤×52.2%=x斤×45.76%；∴ x=52.2%/45.76%=1.14斤。

習(xí)題5-10

1、下列各種物質(zhì)是怎樣依次變化的？寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式：

P→P?O?→H?PO?→Ca?(PO?)?

2、把NH?通入磷酸溶液，可以生成哪些物質(zhì)？寫出有關(guān)的化學(xué)方程式，并注明生成物的名稱。

3、寫出下列各化合物的分子式：

磷酸二氫鉀，磷酸氫二鉀，磷酸氫鎂，磷酸鈣，偏磷酸鈣。

4、寫出下列各化合物的名稱，并注明能否溶解于水：

KHPO?、NH?H?PO?、CaHPO?、Na?PO?

5、用計算回答下列磷肥中，哪一種含磷的百分率最高？

(1)過磷酸鈣；(2)重過磷酸鈣；(3)沉淀磷酸鈣?！局剡^磷酸鈣，26.5%】

6、過磷酸鈣與磷酸銨肥料為什么不能和消石灰混和使用？分別說明理由，并寫出有關(guān)化學(xué)方程式。

7、用Ca?(PO?)?含量為60%的纖核磷灰石1噸，可以制得過磷酸鈣多少噸？并需98%的硫酸多少噸？【0.98噸，0.39噸】

8、含30%P?O?的纖核磷灰石100斤，相等于使用多少斤過磷酸鈣肥料？[提示：先算出過磷酸鈣折合成P?O?含量的百分率]【106.15斤】