Question

磷單質及其化合物在工業有廣泛應用．
（1）用磷灰石[主要成分Ca₅（PO₄）₃F]在高溫下制備黃磷（P₄）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
①上述反應中，副產物礦渣可用來

 

．
②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，△H=

 

（2）三聚磷酸可視為三個磷酸分子（磷酸結構式見圖）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：

 

；
化學鍍的優點：

 

．

Answer 1

考點：用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,氧化還原反應方程式的配平

專題：氧化還原反應專題,化學反應中的能量變化

分析：（1）①硅酸鈣可用于制水泥；
②據已知熱化學方程式，構建目標方程式即（1）中的熱化學方程式，再據蓋斯定律解答；
（2）一個磷酸中的羥基與另一個磷酸的氫之間可以脫水，據此來書寫三聚磷酸的結構式，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物；
（3）①由化合價代數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境和條件以及反應實質和產物方面去分析歸納問題．

解答： 解：（1）①硅酸鈣可用于制造水泥，故答案為：水泥；
②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，所以根據原子守恒結合電荷守恒可得配平的方程式為：H₂O+Ni²⁺+H₂PO₂^-+═Ni+H₂PO₃^-+2H⁺，故答案為：2；1；H₂O；2；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：本題考查了熱化學方程式含義及反應熱的計算、離子方程式的配平、電化學等方面的知識，綜合性較強，難度較大，掌握物質的性質和化學反應原理是關鍵．