為什么在測定空氣中氧氣體積百分比時,選擇紅磷而非白磷?
1. 紅磷與白磷的化學成分相同,但選擇紅磷主要是為了實驗操作的便利性。
2. 紅磷燃燒后的產物為固體,這保證了在測定氧氣體積時的實驗結果的可靠性,若使用木炭等物質,其燃燒產物可能為氣體,從而干擾實驗結果,在類似實驗中,紅磷是更為合適的選擇,值得一提的是,盡管白磷也可用于測定氧氣體積,其產物同樣為固體。
3. 白磷具有極高的危險性,接觸皮膚后可能導致嚴重的急性溶血性貧血,甚至因急性腎功能衰竭而死亡,長期吸入磷蒸氣,可能引發氣管炎、肺炎及嚴重的骨骼損害,白磷的儲存需特別注意,不能將其暴露在空氣中。
在利用紅磷測定空氣中氧氣體積的實驗中,白磷能否替代紅磷?
不可以,紅磷的燃燒速度較慢,而白磷極易自燃,在實際生產中,白磷(又稱黃磷)的儲存需采用水封,防止其暴露于空氣中。
紅磷燃燒法:通過磷燃燒消耗空氣中的氧氣,使容器內形成負壓,隨后打開止水夾,水進入容器,進入容器的水的體積可以粗略地視為空氣中氧氣的體積。
雖然白磷的著火點較低,燃燒更為迅速,但白磷具有毒性,使用時需特別注意安全,在瓶外引燃白磷,可以準確測定空氣中氧氣體積分數。
由于木炭在瓶中燃燒可能產生一氧化碳氣體,而氫氧化鈉溶液無法吸收一氧化碳,因此無法準確測定空氣中氧氣體積分數,點評:理解和熟練掌握用紅磷測定空氣組成的實驗原理、操作、現象、結論和注意事項,是正確解答本題的關鍵。
紅磷與白磷測定氧氣含量,結果為何不同?
可能是實驗過程中紅磷燃燒不充分,或者氧氣未完全消耗,實驗存在誤差,多次實驗可提高準確性。
理論上,測定氧氣含量的原理是:使用燃燒匙盛過量的紅磷,點燃后放入密封的鐘罩內,紅磷燃燒消耗氧氣后,通過比較水上升的液面來估算氧氣的含量。
紅磷燃燒生成的五氧化二磷為固體,這使得實驗結果更加穩定和可靠,相較于白磷,紅磷不僅無毒,且燃燒所需的溫度較高,安全性更高,在測定氧氣體積時,紅磷是更理想的選擇,從生成物和安全性考慮,紅磷是測定氧氣體積的理想選擇。