Question

火柴是一种取火工具，它利用某些物质的剧烈氧化还原反应，产生高温而发火燃烧的。火柴的组成，是由火柴头和火柴梗两部分。中国很早就出现了火柴，南北朝时期，将硫黄沾在小木棒上，借助于火种或火刀火石，能很方便地把阴火引发为阳火，这可视为最原始的火柴。1845年，化学家施勒特尔发明了安全火柴，采用红磷作为火柴头。19世纪末，发现利用白磷做火柴的工厂工人，易罹患一种磷毒性颌疽症的疾病，1898年，法国政府火柴专卖公司提出了三硫化二磷用于火柴制作的专利后，白磷火柴被视为一种违法的产品。1830年，法国的索利亚和德国的坎默洛对火柴进行了革新，用红磷、硫磺和氯酸钾混合原料制成现代的火柴。二十世纪初，现代火柴传入中国，被称为洋火、番火等。火柴头中主要含有氯酸钾、二氧化锰、硫黄等化学物质，火柴盒的侧面涂有红磷、三硫化二锑（Sb₂S₃）和玻璃粉等。当火柴头划过涂有药粉的火柴盒侧面，因摩擦发热。试回答有关问题：

（1）首先着火的物质是              ，火柴划燃后时会产生白烟，白烟的主要成分的化学式为         ；反应的化学方程式是                               ，反应的基本类型是         。

（2）由此引发的化学反应有（用化学方程式表示）：①                                                                            ；

②（Sb₂S₃燃烧生成Sb₂O₅和SO₂）                                                ；

③                                                                            。

Answer 1

（1）红磷   P₂O₅   4P +5O₂2P₂O₅   化合反应 

（2）①2KClO₃2KCl+3O₂↑  ② 2Sb₂S₃ + 11O₂2Sb₂O₅ + 6SO₂   ③ S +O₂SO₂

解析：由题给信息可知，当火柴头在火柴盒侧面摩擦时，产生大量热（火柴盒侧面的玻璃粉起到增大摩擦作用），又因红磷的着火点（大约250℃左右）相对其他物质来说比较低，故而摩擦产生的热量先将红磷引燃，红磷与氧气发生剧烈的氧化反应，产生白烟是生成的五氧化二磷固体小颗粒；红磷燃烧放出的热量达到氯酸钾的分解温度，氯酸钾在二氧化锰催化作用下分解产生氧气和氯化钾；生成的氧气又与三硫化二锑作用生成Sb₂O₅和SO₂；再联系实际划火柴时总会闻到一股刺激性气味，结合火柴头的成分可知，硫黄与氧气反应生成了刺激性气味气体二氧化硫。问题（2）中三硫化二锑燃烧的方程式书写是难点，一般采用“奇偶配平法”或“设1法”，这里说说“奇偶配平法”先找短线两侧同种原子出现次数最多的原子，且有奇有偶的，将最大的奇数配成偶数，该反应中氧原子出现次数最多共3次，最大奇数是Sb₂O₅中氧为5，先在Sb₂O₅前配上化学计量数2，然后在Sb₂S₃前配上化学计量数2，将Sb 原子配平，在SO₂前配上化学计量数6，将S原子配平，最后用观察法配平O原子，并注明条件。