关于红磷转化为白磷的实验改进,本文主要内容关键词为:白磷论文,红磷论文,转化为论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
白磷和红磷是磷单质中最常见的两种同素异形体,它们在一定条件下可以相互转化。高中化学(必修加选修)第二册中,在第一章《氮族元素》里讲到了磷。其中有一个演示实验为:红磷加热至416℃时升华冷凝转化为白磷。
按照教材中的实验步骤:在长玻璃管的中部放少量红磷,玻璃管的一端用软木塞或湿纸团塞紧,另一端敞开(如图1)。先均匀加热红磷周围的玻璃管,然后在放红磷的地方加强热。可以看到,加热后,玻璃管内有黄色蒸气产生,并且在玻璃管内壁冷的地方有黄色固体附着,此固体即为白磷。
开始加热红磷周围的玻璃管,目的是赶尽玻璃管中的空气,使空气尽可能少的与磷反应,但是玻璃管内毕竟还残留一点空气。因为红磷和白磷都能和氧气起反应生成白色的五氧化二磷,所以实验中生成的白(黄)色固体无法肯定是白磷,也有可能是生成的五氧化二磷,对此,实验中没有另加解释。
针对这个问题,可以将实验做一些改进。
第一种方法。
a.实验步骤。
①在小试管(15×150)中装1/3试管水,在距试管口1/4处扎上橡皮筋,备用。
②另取一大试管(20×200),在试管内放入少许红磷(约0.2g)。将小试管套入大试管中(如图2所示)。
③加热红磷,马上会看见试管中升起浅黄色的蒸气,蒸气遇到装冷水的小试管即凝华为黄色固体(白磷)。
为了证明生成的白(黄)色固体确实为白磷,可以继续试验。
继续加热几分钟,目的是使小试管底部的温度升高,然后将小试管拔出,可以看见附着在试管底部的物质燃烧,火焰明亮,生成白烟。
b.结论及说明。
当小试管被拔出时,试管内的水并没有因加热而沸腾,也就是说小试管的温度低于100℃,而小试管上所附着的物质在温度低于100℃时燃烧了。虽然小试管底部所附着的物质可能是五氧化二磷或是红磷颗粒,但是五氧化二磷不会燃烧,红磷的着火点比较高(240℃),燃烧的只能是生成的白磷。所以这个改进的实验可以证明红磷转化成了白磷而并非只生成氧化物。
第二种方法。
a.实验步骤。
①把长滴管(15cm)的胶帽取下,放入少量红磷(0.1g),用玻璃棒将红磷送至滴管中部,套上胶帽(如图3所示)。
②用试管夹夹住靠近胶帽的一端,用酒精灯加热。加热的方法和教材所描述的相同:先加热红磷周围的玻璃管,再集中加热红磷,可以看见有黄色的蒸气(白磷)出现。待加热0.5~1min后,滴管内充满黄色蒸气。
为了证明黄色蒸气为白磷,可做如下操作:撤去酒精灯,捏挤胶头,在滴管尖嘴处有火焰喷出,约为6~7cm长。
b.结论及说明。
滴管内的温度虽然不是很高,但已经超过白磷的着火点(40℃),将蒸气挤出滴管后,遇空气马上就会燃烧,从而证明了生成物中含有白磷。
以上两种方法都是在原有实验的基础上稍加改进的,其红磷转化为白磷的实验操作与原实验类似,只是反应后又使生成物在低温下燃烧,从而证明生成了白磷,而且方法简单,现象明显。
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