磷单质及其化合物的、有广泛应用（1）同磷灰石[主要成分]在高温下制备黄磷（P4）的热化学方程式为：4Ca5(PO4)3F(s)+21SiO2(s)+30C(s)=3P4(g)+20CaSiO3(s)+30CO(g)+S

Question

磷单质及其化合物的、有广泛应用

（ 1 ）同磷灰石 [ 主要成分 ] 在高温下制备黄磷（ P ₄ ）的热化学方程式为：

4Ca ₅ (PO ₄ ) ₃ F(s)+21SiO ₂ (s)+30C(s)=3P ₄ (g)+20CaSiO ₃ (s)+30CO(g)+SiF ₄ (g) ； H

① 上述反应中，副产物矿渣可用来          。

② 已知相同条件下：

4Ca ₃ (PO ₄ ) ₂ F(s)+3SiO ₂ (s)=6Cas ₃ (PO ₄ ) ₂ (s)+2CaSio ₃ (s)+SiF ₄ (g) ； △ H ₁

2Ca ₃ (PO ₄ ) ₂ (s)+12C(s)=P ₄ (g)+6CaO(s)+12CO(g) ； △ H ₂

SiO ₂ (s)+CaO(s)=CaSiO ₃ (s) ； △ H ₃

用 △ H ₁ 、 △ H ₂ 和 △ H ₃ 表示 H ， H =            。

（ 2 ）三聚磷酸可视为三个磷酸分子（磷酸结构式见右图）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（ NaH ₂ PO ₂ ）可用于化学镀镍。

①NaH ₂ PO ₂ 中 P 元素的化合价为              。

② 化学镀镍的溶液中含有 Ni ²⁺ 和 H ₂ PO ₂ ^－ ，在酸性等条件下发生下述反应：

（ a ）        Ni ²⁺ +       H ₂ PO ₂ ^－ +        →     Ni ⁺ +        H ₂ PO ₃ ^－ +     

（ b ） 6H ₂ PO ^- ₂ +2H ⁺ =2P+4H ₂ PO ₃ +3H ₂ ↑

请在 答题卡 上写出并配平反应式（ a ）。

③ 利用 ② 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

【答案】（ 1 ）水泥； △H ₁ —3△H ₂ +18△H ₃ （ 2 ） ， Na ₅ P ₃ O ₁₂ ，（ 3 ） +1 ； 2 Ni ²⁺ + 1 H ₂ PO ₂ ^－ + 1H ₂ O → 2 Ni ⁺   + 1 H ₂ PO ₃ ^－ + 2 H ⁺ （ 4 ）化学镀中镀件直接与电解质溶液接触反应；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    ； 装置简便，节约能源，操作简便    。

【解析】 （ 1 ） ① 由方程式可以看出副产物矿渣应该是 CaSiO ₃ (s) ，结合炼铁我们不难得出答案是制水泥

② 运用盖斯定律，反应 1— 反应 2×3+ 反应 3×18= 总反应，则 △H=△H ₁ —3△H ₂ +18△H ₃

（ 2 ）结合题意 三聚磷酸钠（俗称 “ 五钠 ” ）可知产物三聚磷酸应含有五个羟基，即三个

磷酸分子之间有三个羟基相互反应脱去两个水分子，所以三聚磷酸的结构式为

，三聚磷酸钠的化学式为 Na ₅ P ₃ O ₁₂ 。

（ 3 ） ① 因为 Na 、 H 的化合价为 +1 ， O 为 —2 ，所以由化合价代数和为 0 可得 P 的化合价为： +1 。

② 由得失电子数目守恒（ 2—1 ） ×2= （ 3—1 ） ×1 ，可知 Ni ²⁺ 和 Ni ⁺ 的化学计量数为 2 ， H ₂ PO ₂ ^－ 和 H ₂ PO ₃ ^－ 的化学计量数为 1 ，再由电荷守恒 2×2—1=2×1—1+2×1 ，可知 H ⁺ 在方程式的右边， H ₂ O 在方程式的左边，化学计量数分别为 2 和 1 。即总方程式为： 2 Ni ²⁺ +1H ₂ PO ₂ ^－ + 1H ₂ O → 2 Ni ⁺   +1H ₂ PO ₃ ^－ + 2 H ⁺

①      比较 化学镀与电镀 应该从反应环境和条件以及反应实质和产物方面去分析归纳问题，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，无论电镀还是化学镀均有电子的转移，均是利用了氧化还原反应，这是两者的相同点，不同点是化学镀用的是化学反应，而电镀用的是电化学；很明显化学镀装置简单，而且不需要消耗电能，装置简单、耗能少、操作简便应该是化学镀优于电镀的。

【考点分析】氧化还原反应综合应用