Question

3．某興趣小組活動中，同學(xué)們按圖1裝置對“可燃物燃燒的條件”進(jìn)行探究．在探究過程中，大家對磷燃燒生成的大量白煙是否危害人體健康提出疑問：

[查閱資料]
可燃物燃燒的條件是：（1）必須是可燃物；（2）燃燒必須要有氧氣；（3）溫度必須達(dá)到燃燒所需要的最低溫度（達(dá)到著火點）．白磷的著火點是40℃，紅磷的著火點是240℃，磷的燃燒產(chǎn)物五氧化二磷是白色固體，會刺激人體呼吸道，可能與空氣中水蒸氣反應(yīng)，生成有毒的偏磷酸（HPO₃）．
[交流與討論]
白煙對人體健康有害，該實驗裝置必須改進(jìn)．
[改進(jìn)與實驗]
同學(xué)們按改進(jìn)后的圖2裝置進(jìn)行實驗．請你參與他們的實驗討論并將下表補充完整．

實現(xiàn)現(xiàn)象	結(jié)論與解釋
a．試管中白磷燃燒，熱水中的白磷沒有燃燒 b．試管中紅磷沒有燃燒．	熱水中的白磷沒有燃燒的原因是熱水中的白磷沒有與氧氣（或空氣）接觸 b試管中紅磷沒有燃燒的原因是溫度未達(dá)到紅磷的著火點

實驗過程中，a試管中氣球的變化為氣球先膨脹，后又變�。�
[反思與評價]
（1）改進(jìn)后的圖2裝置與圖1裝置比較，優(yōu)點是能防止白磷燃燒產(chǎn)生的五氧化二磷逸散，危害人體健康．
（2）小林同學(xué)指出圖2裝置仍有不足之處，他重新設(shè)計了圖3裝置，你認(rèn)為圖中氣球的作用是避免橡皮塞因試管內(nèi)氣體熱膨脹而松動．
[拓展與遷移]
按圖2裝置實驗結(jié)束后，小朱同學(xué)說：“待a試管冷卻后，如果將試管口略浸入水面下（室溫下）．并取下橡皮塞，將看到液體進(jìn)入試管．”這一說法得到大家的一致認(rèn)同．小晶問：“進(jìn)入a試管內(nèi)液體的體積約占試管內(nèi)空氣體積的多少呢？”
你預(yù)測大約為$\frac{1}{5}$，理由是空氣中氧氣的體積約占空氣體積的$\frac{1}{5}$．

Answer 1

分析 改進(jìn)與實驗：根據(jù)燃燒的條件分析可得到實驗現(xiàn)象的原理；根據(jù)白磷燃燒發(fā)出熱量以及壓強的有關(guān)知識進(jìn)行分析；
【思與評價】（1）可從資料中查閱的五氧化二磷的性質(zhì)得知，它有毒，所以要從防止污染的角度來分析，根據(jù)氣球的彈性較大；
（2）在反應(yīng)過程中試管內(nèi)的壓強會變化，分析可得出裝置中氣球的作用．
【拓展與遷移】根據(jù)空氣中氧氣的體積約占空氣體積的$\frac{1}{5}$分析．

解答 解：【改進(jìn)與實驗】燃燒必須達(dá)到三個條件：①物質(zhì)本身具有可燃性，②可燃物與助燃物充分地接觸，③達(dá)到可燃物的著火點．所以投入水中的白磷雖然溫度達(dá)到著火點，但是在水中與空氣隔絕，所以不會燃燒；試管中的白磷會燃燒，它的溫度即達(dá)到著火點又與空氣接觸，滿足燃燒的條件；試管中的紅磷盡管與空氣接觸，但是溫度沒有達(dá)到它的著火點，所以不會燃燒．白磷燃燒放出大量的熱，錐形瓶內(nèi)的壓強增大，氣球膨脹；裝置冷卻后由于消耗氧氣，氣球又變小．
【反思與評價】（1）改進(jìn)后的圖Ⅱ裝置與圖Ⅰ裝置比較燃燒后的產(chǎn)物在試管中不會散發(fā)到空氣里，所以優(yōu)點是能防止白磷燃燒產(chǎn)生的五氧化二磷逸散，危害人體健康；
（2）圖Ⅲ裝置中氣球的作用是：避免橡皮塞因試管內(nèi)氣體熱膨脹而松動；
（3）空氣中氧氣的體積約占空氣體積的$\frac{1}{5}$，且上述實驗白磷足量、氣密性良好，所以進(jìn)入a試管內(nèi)液體的體積能接近試管容積的$\frac{1}{5}$；
故答案為：【改進(jìn)與實驗】熱水中的白磷沒有與氧氣（或空氣）接觸；溫度未達(dá)到紅磷的著火點；先膨脹，后又變��；
【反思與評價】（1）能防止白磷燃燒產(chǎn)生的五氧化二磷逸散，危害人體健康；
（2）避免橡皮塞因試管內(nèi)氣體熱膨脹而松動；
【拓展與遷移】$\frac{1}{5}$；$\frac{1}{5}$．

點評 熟練掌握物質(zhì)燃燒的條件，即是：①物質(zhì)本身具有可燃性，②可燃物與助燃物充分地接觸，③達(dá)到可燃物的著火點．這三個條件缺一不可，只要同時滿足上述三個條件，物質(zhì)就可以燃燒；同時對于裝置優(yōu)越性的改進(jìn)一般要考慮到操作的簡便性，氣密性良好，反應(yīng)易操控，環(huán)境保護(hù)等方面．