Question

10．某興趣小組話動中，同學們按圖1裝置對“可燃物燃燒的條件”進行探究．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】白磷的著火點是40℃，紅磷的著火點是240℃，…燃燒產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，生成有毒的偏磷酸（HPO₃）．
【變流與討論】白煙對人體健康有害，該實驗裝置必須改進．
【改進與實驗】同學們按改進后的圖2裝置進行實驗．

請你幫助他們將下表補充完整．

現(xiàn)象	解釋
a試管中白磷燃燒，熱水中白磷沒有燃燒． b試管中紅磷沒有燃燒．	b試管中紅磷、熱水中白磷都沒有燃燒的原因是①溫度未達到紅磷的著火點；②熱水中的白磷沒有與氧氣（空氣）接觸．

【反思與評價】
（1）改進后的圖2裝置與圖1裝置比較，優(yōu)點是能防止白磷燃燒產生的五氧化二磷逸散，危害人體健康．
（2）小林同學指出圖2裝置仍有不足之處，并設計了圖3裝置，其中氣球的作用是避免橡皮塞因試管內氣體熱膨脹而松動．
【拓展與遷移】
實驗小結時，小朱同學說：“待a試管冷卻后，如果將試管口緊貼水面（室溫下）．并取下橡皮塞，將看到液體進入試管．”這一說法得到大家的一致認同．小晶問：“如果不考慮橡皮塞占試管的容積，進入a試管內液體的體積會是多少呢？大家爭論后，出現(xiàn)兩種預測．甲：接近試管容積的$\frac{1}{5}$；乙：不一定接近試管容積的$\frac{1}{5}$．
你贊同的預測是甲（填“甲”或“乙”），理由是氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$，且上述實驗白磷足量、氣密性良好，所以進入a試管內液體的體積能接近試管容積的$\frac{1}{5}$（或乙，裝置漏氣等）．

Answer 1

分析 根據(jù)燃燒的條件分析可得到實驗現(xiàn)象的原理；可從資料中查閱的五氧化二磷的性質得知，它有毒，所以要從防止污染的角度來分析（1）．根據(jù)氣球的彈性較大，而在反應過程中試管內的壓強會變化，分析可得出圖13裝置中氣球的作用．根據(jù)氧氣約占空氣體積的三分之一，從完全燃燒，不完全燃燒或氣密性方面來分析原因．

解答 解：燃燒必須達到三個條件：①物質本身具有可燃性，②可燃物與助燃物充分地接觸，③達到可燃物的著火點．所以投入水中的白磷雖然溫度達到著火點，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，但是溫度沒有達到它的著火點，所以不會燃燒．
（1）改進后的圖12裝置與圖11裝置比較燃燒后的產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生的五氧化二磷逸散，危害人體健康．
（2）圖13裝置中氣球的作用是 避免橡皮塞因試管內氣體熱膨脹而松動．
①由于空氣總氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$，如果白磷足量、氣密性良好，試管中的氧氣能消耗完，所以進入a試管內液體的體積能接近試管容積的$\frac{1}{5}$．
②若裝置的氣密性不嚴，即裝置漏氣的情況下，進入a試管內液體的體積不一定接近試管容積的$\frac{1}{5}$．
故答案為：

現(xiàn) 象	解 釋
a試管中白磷燃燒，熱水中白磷沒有燃燒． b試管中紅磷沒有燃燒．	b試管中紅磷、熱水中白磷都沒有燃燒的原因是： ①溫度未達到紅磷的著火點； ②熱水中的白磷沒有與氧氣（空氣）接觸．

（1）能防止白磷燃燒產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氣體熱膨脹而松動．
甲，氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$，且上述實驗白磷足量、氣密性良好，所以進入a試管內液體的體積能接近試管容積的$\frac{1}{5}$（或乙，裝置漏氣等）．

點評 主要考查了可燃物燃燒的條件以及利用實驗的方法探究物質的性質或變化規(guī)律的能力．物質燃燒的條件是：①物質本身具有可燃性，②可燃物與助燃物充分地接觸，③達到可燃物的著火點．這三個條件缺一不可，只要同時滿足上述三個條件，物質就可以燃燒．對于裝置優(yōu)越性的改進一般要考慮到操作的簡便性，氣密性良好，反應易操控，環(huán)境保護等方面．