Question

磷单质及其化合物的、有广泛应用

（1）同磷灰石[主要成分]在高温下制备黄磷（P₄）的热化学方程式为：

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

①上述反应中，副产物矿渣可用来         。

②已知相同条件下：

4Ca₃(PO₄)₂F(s)+3SiO₂(s)=6Cas₃(PO₄)₂(s)+2CaSio₃(s)+SiF₄(g) ；△H₁

2Ca₃(PO₄)₂(s)+12C(s)=P₄(g)+6CaO(s)+12CO(g)；△H₂

SiO₂(s)+CaO(s)=CaSiO₃(s) ；△H₃

用△H₁、△H₂和△H₃表示H，H=           。

（2）三聚磷酸可视为三个磷酸分子（磷酸结构式见右图）之间脱去两个水分子产物，其结构式为            。三聚磷酸钠（俗称“五钠”）是常用的水处理剂，其化学式为         。

（3）次磷酸钠（NaH₂PO₂）可用于化学镀镍。

①NaH₂PO₂中P元素的化合价为             。

②化学镀镍的溶液中含有Ni²⁺和H₂PO₂^－，在酸性等条件下发生下述反应：

（a）       Ni²⁺ +      H₂PO₂^－+       →    Ni⁺+       H₂PO₃^－+     

（b）6H₂PO^-₂ +2H⁺ =2P+4H₂PO₃+3H₂↑

请在答题卡上写出并配平反应式（a）。

③利用②中反应可在塑料镀件表面沉积镍—磷合金，从而达到化学镀镍的目的，这是一种常见的化学镀。请从以下方面比较化学镀与电镀。

方法上的不同点：                    ；原理上的不同点：          ；化学镀的优点：                    。

Answer 1

【答案】（1）水泥；△H₁—3△H₂+18△H₃（2），Na₅P₃O₁₂，（3）+1；2Ni²⁺ + 1H₂PO₂^－+ 1H₂O → 2 Ni⁺  +1H₂PO₃^－+ 2 H⁺（4）化学镀中镀件直接与电解质溶液接触反应；电镀通过外加电流，在镀件外形成镀层  ；化学镀是利用化学腐蚀反应；电镀是利用电解池，外加电流进行氧化还原反应  ； 装置简便，节约能源，操作简便  。

【解析】（1）①由方程式可以看出副产物矿渣应该是CaSiO₃(s)，结合炼铁我们不难得出答案是制水泥

②运用盖斯定律，反应1—反应2×3+反应3×18=总反应，则△H=△H₁—3△H₂+18△H₃

（2）结合题意三聚磷酸钠（俗称“五钠”）可知产物三聚磷酸应含有五个羟基，即三个

磷酸分子之间有三个羟基相互反应脱去两个水分子，所以三聚磷酸的结构式为

，三聚磷酸钠的化学式为Na₅P₃O₁₂。

（3）①因为Na、H的化合价为+1，O为—2，所以由化合价代数和为0可得P的化合价为：+1。

②由得失电子数目守恒（2—1）×2=（3—1）×1，可知Ni²⁺ 和Ni⁺的化学计量数为2，H₂PO₂^－和H₂PO₃^－的化学计量数为1，再由电荷守恒2×2—1=2×1—1+2×1，可知H⁺在方程式的右边，H₂O在方程式的左边，化学计量数分别为2和1。即总方程式为：2Ni²⁺ +1H₂PO₂^－+ 1H₂O → 2 Ni⁺  +1H₂PO₃^－+ 2 H⁺

①     比较化学镀与电镀应该从反应环境和条件以及反应实质和产物方面去分析归纳问题，从方法上分析，电镀是利用电解原理通过外加直流电源，在镀件表面形成的镀层，镀层一般只有镍，而化学镀是利用氧化还原反应镀件直接与电解质溶液接触，在塑料镀件表面沉积镍—磷合金，这是两者的不同；从原理上分析，无论电镀还是化学镀均有电子的转移，均是利用了氧化还原反应，这是两者的相同点，不同点是化学镀用的是化学反应，而电镀用的是电化学；很明显化学镀装置简单，而且不需要消耗电能，装置简单、耗能少、操作简便应该是化学镀优于电镀的。

【考点分析】氧化还原反应综合应用