Question

11．某兴趣小组话动中，同学们按图1装置对“可燃物燃烧的条件”进行探究．探究过程中，大家对磷燃烧生成的大量白烟是否危害人体健康提出疑问．
【查阅资料】白磷的着火点是40℃，红磷的着火点是240℃，…燃烧产物五氧化二磷是白色固体，会刺激人体呼吸道，并能与空气中的水蒸气反应，生成有毒的偏磷酸（HPO₃）．
【变流与讨论】白烟对人体健康有害，该实验装置必须改进．
【改进与实验】同学们按改进后的图2装置进行实验．

请你帮助他们将下表补充完整．

实验现象	对实验现象的解释
（1）a试管中白磷燃烧，热水中白磷没有燃烧 （2）b试管中红磷没有燃烧	（1）热水中白磷没有燃烧的原因是达到着火点但没有和氧气接触 （2）b试管中红磷没有燃烧的原因是和氧气接触但没有达到着火点

【反思与评价】
（1）改进后的图2装置与图1装置比较的优点是防止白磷燃烧生成的五氧化二磷逸散到空气中，造成污染．
（2）小林同学指出图2装置仍有不足之处，并设计了图3装置，其中气球的作用是B、C
（填字母）．
A．收集生成的气体
B．防止有害物质污染空气
C．调节试管内的气体压强，避免橡皮塞因试管内气体热膨胀而松动
【拓展与迁移】
实验小结时，小朱同学说：“待a试管冷却后，如果将试管口朝下垂直伸入水面下（室温），并取下橡皮塞，将看到液体进入试管．”这一说法得到大家的一致认同．
你认为如果不考虑橡皮塞占试管的容积，且实验所用白磷足量，装置气密性良好，进入a试管内液体的体积约占试管容积的$\frac{1}{5}$，理由是空气中氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$．

Answer 1

分析 【改进与实验】根据燃烧的条件分析可得到实验现象的原理；
【反思与评价】（1）可从资料中查阅的五氧化二磷的性质得知，它有毒，所以要从防止污染的角度来分析根据气球的弹性较大；
（2）根据在反应过程中试管内的压强会变化及生成物的特点，分析装置中气球的作用．
【拓展与迁移】根据空气中氧气的体积分数分析回答．

解答 解：【改进与实验】燃烧必须达到三个条件：①物质本身具有可燃性，②可燃物与助燃物充分地接触，③达到可燃物的着火点．所以投入水中的白磷虽然温度达到着火点，但是在水中与空气隔绝，所以不会燃烧；试管中的白磷会燃烧，它的温度即达到着火点又与空气接触，满足燃烧的条件；试管中的红磷尽管与空气接触，但是温度没有达到它的着火点，所以不会燃烧．
【反思与评价】（1）改进后的图2装置与图1装置比较燃烧后的产物在试管中不会散发到空气里，所以优点是能防止白磷燃烧产生的五氧化二磷逸散，危害人体健康．
（2）由于在反应过程中生成了有害物质，试管内的压强会变化，所以图3装置中气球的作用是避免橡皮塞因试管内气体热膨胀而被冲开，同时可以收集有害物质；
【拓展与迁移】
如果不考虑橡皮塞占试管的容积，且实验所用白磷足量，装置气密性良好，进入a试管内液体的体积约占试管容积的$\frac{1}{5}$，理由是空气中氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$．
故答案为：
【改进与实验】

现象	解释
（1）a试管中白磷燃烧热水中白磷没有燃烧 （2）b试管中红磷没有燃烧	（1）热水中白磷没有燃烧的原因是 达到着火点但没有和氧气接触， （2）b试管中红磷没有燃烧的原因是 和氧气接触但没有达到着火点

【反思与评价】（1）防止白磷燃烧生成的五氧化二磷逸散到空气中，造成污染；（2）B、C；
【拓展与迁移】$\frac{1}{5}$，空气中氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$．

点评 熟练掌握物质燃烧的条件，即是：①物质本身具有可燃性，②可燃物与助燃物充分地接触，③达到可燃物的着火点．这三个条件缺一不可，只要同时满足上述三个条件，物质就可以燃烧；同时对于装置优越性的改进一般要考虑到操作的简便性，气密性良好，反应易操控，环境保护等方面．