Question

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：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(yīng)生成P₄O₁₀固體．已知斷裂下列化學(xué)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(jù)圖1的分子結(jié)構(gòu)和有關(guān)數(shù)據(jù)通過計(jì)算寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為

 

．
（3）三聚磷酸可視為三個(gè)磷酸分子（磷酸結(jié)構(gòu)式如圖2）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“五鈉”）是常用的水處理劑，其化學(xué)式為

 

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

 

，該鹽可用于工業(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，這是一種常見的化學(xué)鍍．請(qǐng)從以下方面比較化學(xué)鍍與電鍍．原理上的不同點(diǎn)：

 

；化學(xué)鍍的優(yōu)點(diǎn)：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,氧化還原反應(yīng)方程式的配平,熱化學(xué)方程式

專題：

分析：（1）根據(jù)已知熱化學(xué)方程式，利用加合法構(gòu)造目標(biāo)熱化學(xué)方程式，然后計(jì)算焓變；
（2）反應(yīng)熱△H=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能，據(jù)此計(jì)算判斷．注意每摩爾P₄中含有6molP-P鍵；
（3）一個(gè)磷酸中的羥基與另一個(gè)磷酸的氫之間可以脫水，據(jù)此來書寫三聚磷酸的結(jié)構(gòu)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(chǎn)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(xué)鍍是利用化學(xué)腐蝕反應(yīng)；化學(xué)鍍裝置簡(jiǎn)單，不需要電源，操作方便．

解答： 解：（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，
故答案為：△H₁+3△H₂+18△H₃；
（2）各化學(xué)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(yīng)熱△H=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能，
所以反應(yīng)P_4（s）+5O_2（g）=P₄O_10（s）的反應(yīng)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(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，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(jù)得失電子守恒：鎳元素的化合價(jià)降低了2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+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(xué)鍍是利用化學(xué)腐蝕反應(yīng)，在鍍件表面形成鍍層；化學(xué)鍍相對(duì)于電鍍而言，裝置簡(jiǎn)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(xué)鍍是利用化學(xué)腐蝕反應(yīng)，在鍍件表面形成鍍層；裝置簡(jiǎn)單，節(jié)約能源，操作方便．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了熱化學(xué)方程式含義及反應(yīng)熱的計(jì)算、離子方程式的配平、電化學(xué)等方面的知識(shí)，綜合性較強(qiáng)，難度較大，掌握物質(zhì)的性質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)原理是關(guān)鍵．