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

（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） 

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。