Question

第五主族的磷單質(zhì)及其化合物在工業(yè)上有廣泛應用。

（1）同磷灰石在高溫下制備黃磷的熱化學方程式為：

4Ca₅(PO₄)₃F(s)+21SiO₂(s)+30C(s)=3P₄(g)+20CaSiO₃(s)+30CO(g)+SiF₄(g)H

已知相同條件下：

4Ca₃(PO₄)₂F(s)+3SiO₂(s)=6Ca₃(PO₄)₂(s)+2CaSiO₃(s)+SiF₄(g)  △H₁

2Ca₃(PO₄)₂(s)+10C(s)=P₄(g)+6CaO(s)+10CO(g)  △H₂

SiO₂(s)+CaO(s)=CaSiO₃(s)  △H₃

用△H₁、△H₂和△H₃表示H，則H=____________________；

（2）三聚磷酸可視為三個磷酸分子（磷酸結構式如圖）之間脫去兩個水分子產(chǎn)物，其結構式為________________________________，三聚磷酸鈉（俗稱“五鈉”）是常用的水處理劑，其化學式為____________；

（3）次磷酸鈉（NaH₂PO₂）可用于工業(yè)上的化學鍍鎳。

①化學鍍鎳的溶液中含有Ni²⁺和H₂PO₂^－，在酸性等條件下發(fā)生下述反應：

（a）_____  Ni²⁺ + ____ H₂PO₂^－+ _____ → ___Ni⁺+______ H₂PO₃^－+ ____

（b）6H₂PO^-₂ +2H⁺ =2P+4H₂PO₃+3H₂↑

請在答題卡上寫出并配平反應式（a）；

②利用①中反應可在塑料鍍件表面沉積鎳—磷合金，從而達到化學鍍鎳的目的，這是一種常見的化學鍍。請從以下方面比較化學鍍與電鍍。

方法上的不同點：______________________________________________________；

原理上的不同點：______________________________________________________；

化學鍍的優(yōu)點：________________________________________________________。

Answer 1

【知識點】熱化學方程式、氧化還原反應方程式的配平、電解原理

【答案解析】 （1）  △H₁—3△H₂+18△H₃  （2分）

（2）        （2分）  ，Na₅P₃O₁₀（2分） 

（3）2Ni²⁺ + 1H₂PO₂^－+ 1H₂O →2Ni⁺ +1H₂PO₃^－+ 2H⁺（3分） 

（4）化學鍍中鍍件直接與電解質(zhì)溶液接觸反應；（2分） 

電鍍通過外加電流，在鍍件外形成鍍層  ；化學鍍是利用化學腐蝕反應；電鍍是利用電解池，外加電流進行氧化還原反應  ； （2分） 

裝置簡便，節(jié)約能源，操作簡便  （2分）

解析：（1）熱化學方程式4Ca₅（PO₄）₃F（s）+2lSiO₂（s）+30C（s）=3P₄（g）+20CaSiO₃（s）+30CO（g）+SiF₄可以將下列三個反應相加得到：4Ca₅（PO₄）₃F（s）+3SiO₂（s）=6Ca₃（PO₄）₂（s）+2CaSiO₃（s）+SiF₄（g）△H₁；6Ca₃（PO₄）₂（s）+30C（s）=3P₄（g）+18CaO（s）+30CO（g）3△H₂；18SiO₂（s）+18CaO（s）=18CaSiO₃（s）18△H₃；根據(jù)蓋斯定律可得△H=△H₁+3△H₂+18△H₃；
（2）一個磷酸中的羥基與另一個磷酸的H之間可以脫水．結構式則為，“五鈉”即五個鈉原子，所以三聚磷酸鈉的化學式為Na₅P₃O₁₀，故答案為：Na₅P₃O₁₀；
（3）①（a）根據(jù)得失電子守恒：鎳元素的化合價降低了1價，磷元素的化合價升高的2價，所以根據(jù)原子守恒結合電荷守恒可得配平的方程式為：2Ni²⁺ + 1H₂PO₂^－+ 1H₂O →2Ni⁺ +1H₂PO₃^－+ 2H⁺；
②從方法上分析，電鍍是利用電解原理通過外加直流電源，在鍍件表面形成的鍍層，鍍層一般只有鎳，而化學鍍是利用氧化還原反應鍍件直接與電解質(zhì)溶液接觸，在塑料鍍件表面沉積鎳-磷合金，這是兩者的不同；從原理上分析，無論電鍍還是化學鍍均有電子的轉(zhuǎn)移，均是利用了氧化還原反應，這是兩者的相同點，
故答案為：化學鍍中鍍件直接與電解質(zhì)溶液接觸反應化學鍍無需通電，而電鍍需要通電；電鍍通過外加電流，在鍍件外形成鍍層；化學鍍是利用化學腐蝕反應；電鍍是利用電解池，外加電流進行氧化還原反應；裝置簡便，節(jié)約能源，操作簡便化學鍍對鍍件的導電性無特殊要求。

【思路點撥】本題考查學生對熱化學方程式含義及對氧化還原反應本質(zhì)的理解，綜合性較強，難度較大。