31克磷与32克氧气充分反应,反应物耗尽,求产物组成

这是一个非选择题的第1小题:31克磷与32克氧气充分反应,反应物耗尽,求产物组成及相应的质量:

分析:31克磷刚好是1mol,32克氧气也刚好为1mol,题目说充分反应后反应物耗尽。证明磷和氧气都消耗掉了。如果产物是PO2,反应物配比是适合的,相应的质量也可以根据质量守恒得到是63克。当然,那些说没有PO2这种氧化物的就算了,PO2(即P4O8)是一种混合化合价的复杂氧化物,同时含有III价磷和V价磷,可表示为P2O3和P2O5,可以作为灭火剂。相当于Fe3O4,可表示为Fe2O3和FeO。但这样的思路明显忽略了一个问题,磷在氧气中烯烧,只能生成P2O3或P2O5,PO2只能通过分解等反应制取。

因为从得失电子守恒分析,单独是P2O3或P2O5都不成 立,那么产物肯定是P2O3和P2O5的混合物了。这时可以设P2O3的物质的量为X、P2O5的物质的量为Y,然后根据磷是1mol、氧气也为1mol,联立方程组得:2X + 2Y = 1 和 3X + 5Y = 1*2 ,则解得X=0.25mol   Y= 0.25mol,再根据两者的摩尔质量求出两者的质量分别为:27.5、35.5g。

特别注意,在做磷的有关题目时,31克磷的物质的量是1mol,但31克白磷的物质的量则为0.25mol。因为白磷分子式为P4,摩尔质量是P的4倍:124g/mol

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