Question

【化學——選修2：化學與技術】（15分）
第五主族的磷單質及其化合物在工業上有廣泛應用。
（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

（1） △H₁—3△H₂+18△H₃ （2分）
（2）       （2分） ，Na₅P₃O₁₀（2分） 
（3）①2Ni²⁺ + 1H₂PO₂^－+ 1H₂O →2Ni⁺ +1H₂PO₃^－+ 2H⁺（3分） 
②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，節約能源，操作簡便  （2分） 

解析試題分析：（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。
（3）①（a）根據得失電子守恒：鎳元素的化合價降低了1價，磷元素的化合價升高的2價，所以根據原子守恒結合電荷守恒可得配平的方程式為：H₂O+2Ni²⁺+H₂PO₂^-+═2Ni⁺+H₂PO₃^-+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，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；化學鍍的優點為：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。
考點：本題考查蓋斯定律、產物的判斷、氧化還原反應原理及應用、電鍍原理。