Question

第五主族的磷單質及其化合物在工業(yè)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：4Ca₅（PO₄）₃F（s）+3SiO₂（s）=6Ca₃（PO₄）₂（s）+2CaSiO₃（s）+SiF₄（g）△H₁2Ca₃（PO₄）₂（s）+10C（s）=P₄（g）+6CaO（s）+10CO（g）△H₂SiO₂（s）+CaO（s）=CaSiO₃（s）△H₃用△H₁、△H₂和△H₃表示△H，則△H=

 

；
（2）白磷與氧氣反應生成P₄O₁₀固體．已知斷裂下列化學鍵需要吸收的能量分別為：P-P a kJ?mol^-1、P-O b kJ?mol^-1、P═O c kJ?mol^-1、O═O d kJ?mol^-1．根據圖1的分子結構和有關數據通過計算寫出該反應的熱化學方程式為

 

．
（3）三聚磷酸可視為三個磷酸分子（磷酸結構式如圖2）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

 

．
（4）次磷酸（H₃PO₂）為一元酸，分子中含一個羥基，其鈉鹽的正鹽的化學式為

 

，該鹽可用于工業(yè)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(fā)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．原理上的不同點：

 

；化學鍍的優(yōu)點：

 

．

Answer 1

考點：用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,氧化還原反應方程式的配平,熱化學方程式

專題：

分析：（1）根據已知熱化學方程式，利用加合法構造目標熱化學方程式，然后計算焓變；
（2）反應熱△H=反應物總鍵能-生成物總鍵能，據此計算判斷．注意每摩爾P₄中含有6molP-P鍵；
（3）一個磷酸中的羥基與另一個磷酸的氫之間可以脫水，據此來書寫三聚磷酸的結構式，三聚磷酸鈉（俗稱“五鈉”）即把三聚磷酸中的羥基氫原子均被鈉原子代替的產物；
（4）次磷酸（H₃PO₂）為一元酸，因此其鈉鹽的正鹽為NaH₂PO₂，殘缺離子方程式的配平，注意得失電子守恒，配平后一定要檢查電荷是否守恒；
（5）電鍍是利用電解原理，化學鍍是利用化學腐蝕反應；化學鍍裝置簡單，不需要電源，操作方便．

解答： 解：（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，
故答案為：△H₁+3△H₂+18△H₃；
（2）各化學鍵鍵能為P-P  a kJ?mol^-1、P-O b kJ?mol^-1、P=O c kJ?mol^-1、O=O  d kJ?mol^-1．
反應熱△H=反應物總鍵能-生成物總鍵能，
所以反應P_4（s）+5O_2（g）=P₄O_10（s）的反應熱△H=6akJ?mol^-1+5dkJ?mol^-1-（4ckJ?mol^-1+12bkJ?mol^-1）=（6a+5d-4c-12b）kJ?mol^-1，
故答案為：P_4（s）+5O_2（g）=P₄O_10（s） △H=（6a+5d-4c-12b）kJ?mol^-1；
（3）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，故答案為：；Na₅P₃O₁₀；
（4）次磷酸（H₃PO₂）為一元酸，因此其鈉鹽的正鹽為NaH₂PO₂；
根據得失電子守恒：鎳元素的化合價降低了2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+Ni²⁺+H₂PO₂^-+═Ni+H₂PO₃^-+2H⁺，
故答案為：NaH₂PO₂；1，1，H₂O，1，1，2H⁺；
（5）電鍍是利用電解原理，在鍍件表面形成鍍層，化學鍍是利用化學腐蝕反應，在鍍件表面形成鍍層；化學鍍相對于電鍍而言，裝置簡單，不需要電源，操作方便，
故答案為：電鍍是利用電解原理，化學鍍是利用化學腐蝕反應，在鍍件表面形成鍍層；裝置簡單，節(jié)約能源，操作方便．

點評：本題考查了熱化學方程式含義及反應熱的計算、離子方程式的配平、電化學等方面的知識，綜合性較強，難度較大，掌握物質的性質和化學反應原理是關鍵．