Question

9．某科學(xué)社團活動中，同學(xué)們按圖1裝置對“可燃物燃燒的條件”進行探究．探究過程中，查閱資料得到以下信息：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(yīng)，生成有毒的偏磷酸（HPO₃）．同學(xué)們交流后決定對該實驗裝置進行改進．
（1）改進后的裝置如圖2所示．與圖1裝置比較，圖2裝置的優(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）小毛同學(xué)指出圖2裝置仍有不足之處，并設(shè)計了圖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
（3）實驗小結(jié)時，小朱同學(xué)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．小丁問：“如果不考慮橡皮塞占試管的容積，進入a試管內(nèi)液體的體積會是多少呢？大家爭論后，出現(xiàn)兩種預(yù)測．
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(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驗現(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分析（1）．根據(jù)氣球的彈性較大，而在反應(yīng)過程中試管內(nèi)的壓強會變化，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分析原因．

解答 解：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．
（1）改進后的圖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．
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(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，即裝置漏氣的情況下，進入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；
（3）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(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(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．
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(yīng)易操控，環(huán)境保護等方面．