Question

【化學(xué)——選修2：化學(xué)與技術(shù)】（15分）
第五主族的磷單質(zhì)及其化合物在工業(yè)上有廣泛應(yīng)用。
（1）同磷灰石在高溫下制備黃磷的熱化學(xué)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(gè)磷酸分子（磷酸結(jié)構(gòu)式如圖）之間脫去兩
個(gè)水分子產(chǎn)物，其結(jié)構(gòu)式為                               ，三聚
磷酸鈉（俗稱(chēng)“五鈉”）是常用的水處理劑，其化學(xué)式為           ；

（3）次磷酸鈉（NaH₂PO₂）可用于工業(yè)上的化學(xué)鍍鎳。
①化學(xué)鍍鎳的溶液中含有Ni²⁺和H₂PO₂^－，在酸性等條件下發(fā)生下述反應(yīng)：
（a）      Ni²⁺ +      H₂PO₂^－+       →    Ni⁺+      H₂PO₃^－+     
（b）6H₂PO^-₂ +2H⁺ =2P+4H₂PO₃+3H₂↑     請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上寫(xiě)出并配平反應(yīng)式（a）；
②利用①中反應(yīng)可在塑料鍍件表面沉積鎳—磷合金，從而達(dá)到化學(xué)鍍鎳的目的，這是一種常見(jiàn)的化學(xué)鍍。請(qǐng)從以下方面比較化學(xué)鍍與電鍍。
方法上的不同點(diǎn)：                                                     ；
原理上的不同點(diǎn)：                                                     ；
化學(xué)鍍的優(yōu)點(diǎn)：                                                       。

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(xué)鍍中鍍件直接與電解質(zhì)溶液接觸反應(yīng)；（2分） 
電鍍通過(guò)外加電流，在鍍件外形成鍍層；化學(xué)鍍是利用化學(xué)腐蝕反應(yīng)；電鍍是利用電解池，外加電流進(jìn)行氧化還原反應(yīng)； （2分） 
裝置簡(jiǎn)便，節(jié)約能源，操作簡(jiǎn)便  （2分） 

試題分析：（1）熱化學(xué)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(gè)反應(yīng)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(jù)蓋斯定律可得△H=△H₁+3△H₂+18△H₃。
（2）一個(gè)磷酸中的羥基與另一個(gè)磷酸的H之間可以脫水．結(jié)構(gòu)式則為；“五鈉”即五個(gè)鈉原子，所以三聚磷酸鈉的化學(xué)式為Na₅P₃O₁₀。
（3）①（a）根據(jù)得失電子守恒：鎳元素的化合價(jià)降低了1價(jià)，磷元素的化合價(jià)升高的2價(jià)，所以根據(jù)原子守恒結(jié)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(guò)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(xué)鍍是利用氧化還原反應(yīng)鍍件直接與電解質(zhì)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(guò)外加電流，在鍍件外形成鍍層，化學(xué)鍍是利用化學(xué)腐蝕反應(yīng)，電鍍是利用電解池，外加電流進(jìn)行氧化還原反應(yīng)；化學(xué)鍍的優(yōu)點(diǎn)為：裝置簡(jiǎn)便，節(jié)約能源，操作簡(jiǎn)便，化學(xué)鍍對(duì)鍍件的導(dǎo)電性無(wú)特殊要求。