王胤琪 陳棟梁 徐曉明
空氣里氧氣含量的測(cè)定是人教版化學(xué)課程教材中一個(gè)非常經(jīng)典的探究實(shí)驗(yàn),教材雖然經(jīng)過(guò)了多次的修訂和改版,但始終都是使用紅磷作為測(cè)定空氣里氧氣含量的實(shí)驗(yàn)藥品。筆者在實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn),紅磷在儲(chǔ)存過(guò)程中容易潮解,從試劑瓶里取出的紅磷往往都是潮濕的,若要把紅磷引燃則要花很長(zhǎng)的時(shí)間,在把燃燒匙中燃著的紅磷伸入集氣瓶的過(guò)程中,產(chǎn)生的P2O5不可避免地?cái)U(kuò)散到空氣中。本文對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行了改進(jìn),縮短了反應(yīng)時(shí)間,杜絕了P2O5的擴(kuò)散。
1改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置
改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1、圖2所示。
2實(shí)驗(yàn)儀器和試劑
(1)實(shí)驗(yàn)儀器:燒杯,具支試管,試管夾,玻璃管,乳膠管,止水夾,玻璃棒,橡膠塞,酒精燈。
(2)實(shí)驗(yàn)試劑:白磷,CuSO4溶液。
3實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象
(1)按圖1所示的裝置連接實(shí)驗(yàn)儀器,取一粒黃豆大小的白磷,用濾紙吸干表面的水放進(jìn)具支試管里,取出帶橡膠塞的玻璃棒,調(diào)整塞進(jìn)試管內(nèi)的長(zhǎng)度能夠剛好接觸到試管底部的白磷。將玻璃棒置于酒精燈外焰上灼燒,把灼熱的玻璃棒深入具支試管內(nèi)觸碰白磷并塞緊膠塞,待燃燒結(jié)束試管冷卻到室溫打開止水夾,藍(lán)色CuSO4溶液倒吸進(jìn)入的量約占試管容積的1/5。剩余的白磷則與CuSO4溶液反應(yīng),消除其毒性。
相關(guān)化學(xué)方程式為:
4P+O2點(diǎn)燃2P2O5;
[JP4]11P+15CuSO4+24H2O =5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4。[JP]
(2)按圖2所示的裝置連接實(shí)驗(yàn)儀器,橡膠塞上的玻璃管一端扎緊一個(gè)小氣球,取一粒黃豆大小的白磷,用濾紙吸干表面的水放進(jìn)具支試管里,塞緊膠塞。將試管放在熱水中引燃白磷,待燃燒停止試管恢復(fù)室溫后打開止水夾,CuSO4溶液倒吸入試管。
4改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)
(1)使用本改進(jìn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)所消耗藥品(白磷)的量少,且白磷著火點(diǎn)低,比紅磷更易燃燒,縮短了實(shí)驗(yàn)時(shí)間。
(2)裝置的連接處少,可有效防止因連接處漏氣而導(dǎo)致的測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。
(3)使用有色的CuSO4溶液代替清水,不僅可以清晰顯示容器內(nèi)氣壓的改變,而且CuSO4溶液還可以與過(guò)量的白磷反應(yīng),起到消除白磷毒性的作用。