Question

9．某科學(xué)社團(tuán)活動(dòng)中，同學(xué)們按圖1裝置對(duì)“可燃物燃燒的條件”進(jìn)行探究．探究過(guò)程中，查閱資料得到以下信息：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(huì)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）．同學(xué)們交流后決定對(duì)該實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)．
（1）改進(jìn)后的裝置如圖2所示．與圖1裝置比較，圖2裝置的優(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）小毛同學(xué)指出圖2裝置仍有不足之處，并設(shè)計(jì)了圖3裝置，其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(dòng)
（3）實(shí)驗(yàn)小結(jié)時(shí)，小朱同學(xué)說(shuō)：“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(jìn)入試管．”這一說(shuō)法得到大家的一致認(rèn)同．小丁問(wèn)：“如果不考慮橡皮塞占試管的容積，進(jìn)入a試管內(nèi)液體的體積會(huì)是多少呢？大家爭(zhēng)論后，出現(xiàn)兩種預(yù)測(cè)．
甲：接近試管容積的五分之一．乙：不一定接近試管容積的五分之一．
你贊同的預(yù)測(cè)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(shí)驗(yàn)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$\frac{1}{5}$（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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的原理；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(lái)分析（1）．根據(jù)氣球的彈性較大，而在反應(yīng)過(guò)程中試管內(nèi)的壓強(qiáng)會(huì)變化，分析可得出圖3裝置中氣球的作用．根據(jù)氧氣約占空氣體積的五分之一，從完全燃燒，不完全燃燒或氣密性方面來(lái)分析原因．

解答 解：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(huì)燃燒；試管中的白磷會(huì)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(méi)有達(dá)到它的著火點(diǎn)，所以不會(huì)燃燒．
（1）改進(jìn)后的圖12裝置與圖11裝置比較燃燒后的產(chǎn)物在試管中不會(huì)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13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(dòng)．
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(jìn)入a試管內(nèi)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(yán)，即裝置漏氣的情況下，進(jìn)入a試管內(nèi)液體的體積不一定接近試管容積的$\frac{1}{5}$．
故答案為：（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(dòng)；
（3）甲；氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$，且上述實(shí)驗(yàn)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$\frac{1}{5}$（或乙，裝置漏氣等）．

點(diǎn)評(píng) 主要考查了可燃物燃燒的條件以及利用實(shí)驗(yàn)的方法探究物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律的能力．
物質(zhì)燃燒的條件是：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．
對(duì)于裝置優(yōu)越性的改進(jìn)一般要考慮到操作的簡(jiǎn)便性，氣密性良好，反應(yīng)易操控，環(huán)境保護(hù)等方面．