Question

第五主族的磷单质及其化合物在工业上有广泛应用。

（1）同磷灰石在高温下制备黄磷的热化学方程式为：

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

已知相同条件下：

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，则H=____________________；

（2）三聚磷酸可视为三个磷酸分子（磷酸结构式如图）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）可用于工业上的化学镀镍。

①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）；

②利用①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

【知识点】热化学方程式、氧化还原反应方程式的配平、电解原理

【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）化学镀中镀件直接与电解质溶液接触反应；（2分） 

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  ； （2分） 

装置简便，节约能源，操作简便  （2分）

解析：（1）热化学方程式4Ca₅（PO₄）₃F（s）+2lSiO₂（s）+30C（s）=3P₄（g）+20CaSiO₃（s）+30CO（g）+SiF₄可以将下列三个反应相加得到：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；根据盖斯定律可得△H=△H₁+3△H₂+18△H₃；
（2）一个磷酸中的羟基与另一个磷酸的H之间可以脱水．结构式则为，“五钠”即五个钠原子，所以三聚磷酸钠的化学式为Na₅P₃O₁₀，故答案为：Na₅P₃O₁₀；
（3）①（a）根据得失电子守恒：镍元素的化合价降低了1价，磷元素的化合价升高的2价，所以根据原子守恒结合电荷守恒可得配平的方程式为：2Ni²⁺ + 1H₂PO₂^－+ 1H₂O →2Ni⁺ +1H₂PO₃^－+ 2H⁺；
②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，
故答案为：化学镀中镀件直接与电解质溶液接触反应化学镀无需通电，而电镀需要通电；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，操作简便化学镀对镀件的导电性无特殊要求。

【思路点拨】本题考查学生对热化学方程式含义及对氧化还原反应本质的理解，综合性较强，难度较大。