Question

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：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，则△H=

 

；
（2）白磷与氧气反应生成P₄O₁₀固体．已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P-P a kJ?mol^-1、P-O b kJ?mol^-1、P═O c kJ?mol^-1、O═O d kJ?mol^-1．根据图1的分子结构和有关数据通过计算写出该反应的热化学方程式为

 

．
（3）三聚磷酸可视为三个磷酸分子（磷酸结构式如图2）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

 

．
（4）次磷酸（H₃PO₂）为一元酸，分子中含一个羟基，其钠盐的正盐的化学式为

 

，该盐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．原理上的不同点：

 

；化学镀的优点：

 

．

Answer 1

考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,氧化还原反应方程式的配平,热化学方程式

专题：

分析：（1）根据已知热化学方程式，利用加合法构造目标热化学方程式，然后计算焓变；
（2）反应热△H=反应物总键能-生成物总键能，据此计算判断．注意每摩尔P₄中含有6molP-P键；
（3）一个磷酸中的羟基与另一个磷酸的氢之间可以脱水，据此来书写三聚磷酸的结构式，三聚磷酸钠（俗称“五钠”）即把三聚磷酸中的羟基氢原子均被钠原子代替的产物；
（4）次磷酸（H₃PO₂）为一元酸，因此其钠盐的正盐为NaH₂PO₂，残缺离子方程式的配平，注意得失电子守恒，配平后一定要检查电荷是否守恒；
（5）电镀是利用电解原理，化学镀是利用化学腐蚀反应；化学镀装置简单，不需要电源，操作方便．

解答： 解：（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，
故答案为：△H₁+3△H₂+18△H₃；
（2）各化学键键能为P-P  a kJ?mol^-1、P-O b kJ?mol^-1、P=O c kJ?mol^-1、O=O  d kJ?mol^-1．
反应热△H=反应物总键能-生成物总键能，
所以反应P_4（s）+5O_2（g）=P₄O_10（s）的反应热△H=6akJ?mol^-1+5dkJ?mol^-1-（4ckJ?mol^-1+12bkJ?mol^-1）=（6a+5d-4c-12b）kJ?mol^-1，
故答案为：P_4（s）+5O_2（g）=P₄O_10（s） △H=（6a+5d-4c-12b）kJ?mol^-1；
（3）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，故答案为：；Na₅P₃O₁₀；
（4）次磷酸（H₃PO₂）为一元酸，因此其钠盐的正盐为NaH₂PO₂；
根据得失电子守恒：镍元素的化合价降低了2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+Ni²⁺+H₂PO₂^-+═Ni+H₂PO₃^-+2H⁺，
故答案为：NaH₂PO₂；1，1，H₂O，1，1，2H⁺；
（5）电镀是利用电解原理，在镀件表面形成镀层，化学镀是利用化学腐蚀反应，在镀件表面形成镀层；化学镀相对于电镀而言，装置简单，不需要电源，操作方便，
故答案为：电镀是利用电解原理，化学镀是利用化学腐蚀反应，在镀件表面形成镀层；装置简单，节约能源，操作方便．

点评：本题考查了热化学方程式含义及反应热的计算、离子方程式的配平、电化学等方面的知识，综合性较强，难度较大，掌握物质的性质和化学反应原理是关键．