Question

第五主族的磷單質及其化合物在工業(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的理解，綜合性較強，難度較大。