Question

【化学——选修2：化学与技术】（15分）

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） △H1—3△H2+18△H3 （2分）

（2） （2分） ，Na5P3O10（2分）

（3）①2Ni2+ + 1H2PO2－+ 1H2O →2Ni+ +1H2PO3－+ 2H+（3分）

②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】

试题分析：（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。

（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：H2O+2Ni2++H2PO2-+═2Ni++H2PO3-+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，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；化学镀的优点为：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。

考点：本题考查盖斯定律、产物的判断、氧化还原反应原理及应用、电镀原理。