Question

【題目】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

【答案】（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（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。