Question

6．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，在實(shí)驗(yàn)過程中，同學(xué)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(dá)到著火點(diǎn)，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(jìn)行了如下探究：

【查閱資料】白磷的著火點(diǎn)是40℃，紅磷的著火點(diǎn)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(yīng)，生成有毒的偏磷酸（HPO₃）．請寫出五氧化二磷與水反應(yīng)的化學(xué)方程式：P₂O₅+H₂O═2HPO₃．
【交流與討論】白煙對人體健康有害，該實(shí)驗(yàn)裝置必須改進(jìn)．
【改進(jìn)與實(shí)驗(yàn)】同學(xué)們按改進(jìn)后的圖2裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
請你幫助他們將下表補(bǔ)充完整．

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	對實(shí)驗(yàn)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(dá)到它的著火點(diǎn)

【反思與評價(jià)】
（1）改進(jìn)后的圖2裝置與圖1裝置比較的優(yōu)點(diǎn)是能防止有害物質(zhì)污染空氣；
（2）小岑同學(xué)指出圖2裝置仍有不足之處，并設(shè)計(jì)了圖3裝置．你認(rèn)為圖3裝置與圖2裝置對比，其優(yōu)點(diǎn)是可以調(diào)節(jié)試管內(nèi)的氣體壓強(qiáng)，避免橡皮塞因試管內(nèi)氣體熱膨脹而松動．
【拓展與遷移】實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，小茜同學(xué)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(jìn)入試管．“這一說法得到大家的一致認(rèn)同．你認(rèn)為如果不考慮橡皮塞占試管的容積，且實(shí)驗(yàn)所用白磷足量，裝置氣密性良好，進(jìn)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(dá)到著火點(diǎn)，進(jìn)行分析；
【查閱資料】根據(jù)反應(yīng)物和生成物寫出化學(xué)方程式；
【改進(jìn)與實(shí)驗(yàn)】根據(jù)燃燒的條件分析可得到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的原理；
【反思與評價(jià)】
（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(qiáng)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(dá)到著火點(diǎn)，銅片上的紅磷不能燃燒，是因?yàn)闆]有達(dá)到著火點(diǎn)；銅片上的白磷能夠燃燒，是因?yàn)榘琢着c氧氣接觸，并達(dá)到著火點(diǎn)，所以燃燒；水中的白磷因?yàn)椴慌c氧氣接觸，所以雖然達(dá)到著火點(diǎn)，但不能燃燒．
故答案為：溫度必須滿足達(dá)到著火點(diǎn)，與氧氣接觸這兩個(gè)條件．
【查閱資料】五氧化二磷水蒸氣反應(yīng)，生成有毒的偏磷酸（HPO₃），該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：P₂O₅+H₂O═2HPO₃；
【改進(jìn)與實(shí)驗(yàn)】燃燒必須達(dá)到三個(gè)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(diǎn)．所以投入水中的白磷雖然溫度達(dá)到著火點(diǎn)，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(diǎn)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(diǎn)，所以不會燃燒．
【反思與評價(jià)】（1）改進(jìn)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(diǎn)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(diǎn)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(qiáng)，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(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：
①溫度達(dá)到著火點(diǎn)，②與氧氣接觸．
【查閱資料】P₂O₅+H₂O═2HPO₃．
【改進(jìn)與實(shí)驗(yàn)】

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋
	（1）沒有與氧氣接觸 （2）溫度沒有達(dá)到它的著火點(diǎn)

【反思與評價(jià)】（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(qiáng)，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(diǎn)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(diǎn)．這三個(gè)條件缺一不可，只要同時(shí)滿足上述三個(gè)條件，物質(zhì)就可以燃燒；同時(shí)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．