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(jié)構(gòu)式如圖）之間脫去兩個水分子產(chǎn)物，其結(jié)構(gòu)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

考點：熱化學方程式,氧化還原反應方程式的配平,電解原理

專題：化學反應中的能量變化,電化學專題

分析：（1）可以運用蓋斯定律來計算化學反應的焓變；
（2）一個磷酸中的羥基與另一個磷酸的氫之間可以脫水，據(jù)此來書寫三聚磷酸的結(jié)構(gòu)式，三聚磷酸鈉（俗稱“五鈉”）即把三聚磷酸中的羥基氫原子均被鈉原子代替的產(chǎn)物；
（3）①由化合價代數(shù)為零可求算化合物中元素的化合價；
②殘缺離子方程式的配平，注意得失電子守恒，配平后一定要檢查電荷是否守恒．否則容易出錯；
③比較化學鍍與電鍍應該從反應環(huán)境和條件以及反應實質(zhì)和產(chǎn)物方面去分析歸納問題．

解答： 解：（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，
故答案為：△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(jié)構(gòu)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2價，磷元素的化合價升高的2價，所以根據(jù)原子守恒結(jié)合電荷守恒可得配平的方程式為：H₂O+Ni²⁺+H₂PO₂^-+═Ni+H₂PO₃^-+2H⁺，故答案為：1，1，H₂O，1，1，2H⁺；
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．

點評：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．