正文 第16章 關於磷的實驗操作和改進(1 / 2)

紅磷與白磷著火點比較實驗的改進

對於紅磷與白磷著火點比較的演示實驗,如果按中學課本上介紹的方法去做,因大量白煙散發到空氣中造成環境汙染,有損師生健康。為此,四川省萬縣師範學校覃文秋老師對該實驗作了如下改進。

[主要儀器及藥品名稱]①玻璃燈罩;②燃燒匙;③鐵片;④紅磷;⑤白磷;⑥氫氧化鈉溶液;⑦水流抽氣管。

[實驗步驟及實驗原理]首先,將裝置連接好,把抽氣管上端套在水龍頭上。然後,降低鐵圈;取約少半藥匙紅磷置於鐵片上,並稍稍壓緊;另取一顆約豌豆大小的白磷,擦幹水,放在燃燒匙中。再將鐵圈回升到原來的位置,立即用酒精燈對鐵片加熱。不一會,白磷首先燃燒起來。這時,開啟水龍頭,讓水從抽氣管中快速流下。通過這樣的抽氣,會造成中間玻璃燈罩內的氣體壓強小於外界,使空氣能不斷地從玻璃燈罩下口邊緣與鐵片間的縫隙進入其內而助燃,也使得磷燃燒產生的白煙能不斷地被吸入試劑瓶內,被氫氧化鈉溶液吸收。待紅磷燃燒時,又可流水抽氣,使白煙再次被吸收處理。

[實驗分析]紅磷在下,白磷懸空;紅磷受熱於高溫鐵片,白磷則受熱於鐵片周圍上升的熱空氣。因此,上述現象同樣說明紅磷著火點高於白磷。又由於磷燃燒產生的白煙被氫氧化鈉溶液吸收後,餘下的還可被吸入抽氣管,被水吸收,這使得白煙能全部被處理掉,保護了環境,也保護了師生健康。

[注意事項]①取藥品應先紅磷,後白磷,以防白磷因緩慢氧化,未加熱而先自燃;②將紅磷稍稍壓緊於鐵片上,可加快傳熱速度,使紅磷溫度較快達到著火點;③玻璃燈罩下口邊緣與鐵片之間應稍留縫隙,以便空氣順利進入燈罩內助燃,也便於白煙被吸收。

磷化氫的簡易製法

用白磷跟堿液反應製磷化氫較繁,所用藥品較多,適合製多量的磷化氫。用Ca3P2製磷化氫的實驗簡便安全,可作學生科技活動內容,安徽省阜陽市紅旗中學方子忠老師介紹的具體過程如下。

Ca3P2的製取(1)取紅磷1-15克放入一支15150mm的硬質試管裏,上麵加層砂子,砂層高1-15cm。

(2)把紅磷和砂子一起加熱,以去其中所含水分,同時加熱整個試管,使管內全部幹燥。

(3)把經過灼熱過的生石灰粉末裝入上述試管裏,至大半試管。

(4)斜執試管,用噴燈加強熱,並使火焰集中在砂子附近一段石灰上,此時由於氣體膨脹,可能會有石灰向上推移現象,可用鐵絲把它壓下去,將試管一麵慢慢旋轉,一麵加熱,到管壁發紅時,另用酒精燈加熱試管底部,使紅磷升華,磷蒸氣通過灼熱的砂層跟石灰反應,反應物會突然紅熱,而後變為褐色。此時可能會有少量磷蒸氣逸出在管口燃燒,切勿吸入。將噴燈火焰慢慢上移,灼熱未反應物質,一方麵將紅磷加熱,到紅磷完全升華為止。

(5)反應結束後停火冷卻,用鐵絲把上層石灰逐層弄鬆,先行倒出,最後倒出黃色物質,具有烈蒜臭,這是Ca3P2和Ca2P2O7的混合物,把它保存在幹燥器裏備用,主要反應為:

2CaO+16P高溫5Ca3P2+3Ca2P2O7磷化氫的製取

在燒杯裏盛大半杯水(以浸沒整個漏鬥為準),向水中投入幾塊Ca3P2,立即用過濾漏鬥罩住Ca3P2,Ca3P2立即跟水反應,生成的PH3通過水冒出來,在空氣中燃燒,可觀察到一圈一圈白煙從水中升起。如在暗處,可看到PH3燃燒的淡藍色火光。上述反應可表示為:Ca3P2+6H2O3Ca(OH)2+2PH3↑2PH3+4O2P2O5+3H2O用Ca3P2製PH3時,冬天宜用溫水,以加速反應,並減少PH3在水中溶解量及PH3的液化,水中滴些酸更好。