Question

6．某興趣小組活動中，同學們按圖1裝置對“可燃物燃燒的條件”進行探究，在實驗過程中，同學們觀察到只有銅片上的白磷燃燒，并產(chǎn)生大量白煙；而銅片上的紅磷和水中的白磷都沒有燃燒．據(jù)此，你能總結(jié)出可燃物燃燒的條件是：①溫度達到著火點，②與氧氣接觸．大家還對磷燃燒產(chǎn)生的大量白煙是否危害人體健康提出疑問，繼續(xù)進行了如下探究：

【查閱資料】白磷的著火點是40℃，紅磷的著火點是240℃，…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，生成有毒的偏磷酸（HPO₃）．請寫出五氧化二磷與水反應的化學方程式：P₂O₅+H₂O═2HPO₃．
【交流與討論】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．

實驗現(xiàn)象	對實驗現(xiàn)象的解釋
（1）a試管中白磷燃燒，熱水中白磷沒有燃燒 （2）b試管中紅磷沒有燃燒	（1）熱水中白磷沒有燃燒的原因是沒有與氧氣接觸 （2）b試管中紅磷沒有燃燒的原因是溫度沒有達到它的著火點

【反思與評價】
（1）改進后的圖2裝置與圖1裝置比較的優(yōu)點是能防止有害物質(zhì)污染空氣；
（2）小岑同學指出圖2裝置仍有不足之處，并設計了圖3裝置．你認為圖3裝置與圖2裝置對比，其優(yōu)點是可以調(diào)節(jié)試管內(nèi)的氣體壓強，避免橡皮塞因試管內(nèi)氣體熱膨脹而松動．
【拓展與遷移】實驗結(jié)束時，小茜同學說：“待a試管冷卻后，如果將試管口朝下垂直伸入水面下（室溫），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．你認為如果不考慮橡皮塞占試管的容積，且實驗所用白磷足量，裝置氣密性良好，進入a試管內(nèi)液體的體積約占試管容積的$\frac{1}{5}$，理由是足量的白磷燃燒，消耗了約占試管內(nèi)空氣體積的$\frac{1}{5}$的氧氣．

Answer 1

分析 根據(jù)物質(zhì)燃燒的條件：物質(zhì)具有可燃性、與氧氣接觸、達到著火點，進行分析；
【查閱資料】根據(jù)反應物和生成物寫出化學方程式；
【改進與實驗】根據(jù)燃燒的條件分析可得到實驗現(xiàn)象的原理；
【反思與評價】
（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)氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$，可以完成該題的解答．

解答 解：根據(jù)物質(zhì)燃燒的條件：物質(zhì)具有可燃性、與氧氣接觸、達到著火點，銅片上的紅磷不能燃燒，是因為沒有達到著火點；銅片上的白磷能夠燃燒，是因為白磷與氧氣接觸，并達到著火點，所以燃燒；水中的白磷因為不與氧氣接觸，所以雖然達到著火點，但不能燃燒．
故答案為：溫度必須滿足達到著火點，與氧氣接觸這兩個條件．
【查閱資料】五氧化二磷水蒸氣反應，生成有毒的偏磷酸（HPO₃），該反應的化學方程式為：P₂O₅+H₂O═2HPO₃；
【改進與實驗】燃燒必須達到三個條件：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．
【反思與評價】（1）改進后的圖2裝置與圖1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3裝置與圖2裝置對比，其優(yōu)點是圖3裝置中氣球的作用：可以調(diào)節(jié)試管內(nèi)的氣體壓強，避免橡皮塞因試管內(nèi)氣體熱膨脹而松動；
【拓展與遷移】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(nèi)液體的體積能接近試管容積的$\frac{1}{5}$．
故答案為：
①溫度達到著火點，②與氧氣接觸．
【查閱資料】P₂O₅+H₂O═2HPO₃．
【改進與實驗】

實驗現(xiàn)象	對實驗現(xiàn)象的解釋
	（1）沒有與氧氣接觸 （2）溫度沒有達到它的著火點

【反思與評價】（1）能防止有害物質(zhì)污染空氣；
（2）可以調(diào)節(jié)試管內(nèi)的氣體壓強，避免橡皮塞因試管內(nèi)氣體熱膨脹而松動．
【拓展與遷移】$\frac{1}{5}$，足量的白磷燃燒，消耗了約占試管內(nèi)空氣體積的$\frac{1}{5}$的氧氣．

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．