Question

（8分）為了探究燃燒的條件，某興趣小組話動中，同學們按圖1裝置對“可燃物燃燒的條件”進行探究。探究過程中，大家對磷燃燒生成的大量白煙是否危害人體健康提出疑問。

【查閱資料】白磷的著火點是40℃，紅磷的著火點是240℃，……燃燒產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)。

【變流與討論】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。

現  象	解        釋
a試管中白磷燃燒,熱水中白磷沒有燃燒。 b試管中紅磷沒有燃燒。	①a試管中白磷燃燒的化學方程式是 ：                 ； ②熱水中白磷沒有燃燒的原因是：                     ； ③b試管中紅磷沒有燃燒的原因是：                                                             。

【反思與評價】

(1)改進后的圖2裝置與圖1裝置比較，優點是                                。

(2)王澤同學指出圖2裝置仍有不足之處，并設計了圖3裝置，其中氣球的作用是： 

                                                                        。

【拓展與遷移】

實驗小結時，李穎同學說：“待a試管冷卻恢復原溫度后，如果將試管倒置水中，并在水中取下橡皮塞，將看到試管中液面升高。”這一說法得到大家的一致認同。

韓晶問：“如果不考慮橡皮塞占試管的容積，進入a試管內液體的體積會是多少呢?大家爭論后，出現兩種預測：甲：接近試管容積的1／5；乙：小于試管容積的1／5。

你贊同的預測是        (填“甲”或“乙”)，理由是：                        

                                                                           。

 

Answer 1

【答案】

【改進與實驗】①4P  +  5O₂   2P₂O₅；   ②沒有氧氣；③溫度沒有達到紅磷的著火點。

【反思與評價】

(1) 阻止了磷燃燒生成的大量五氧化二磷向空氣中擴散，避免了危害人體健康；（表述合理即可）

(2) 燃燒溫度升高，氣球膨脹，避免了試管塞的噴出。（表述合理即可）

【拓展與遷移】

甲；試管中的物質除了白磷，還有空氣，白磷充足，燃燒結束，消耗完了空氣中的氧氣，所以是甲。

或乙：試管中的物質除了白磷，還有空氣，白磷不充足，燃燒結束，沒有消耗完空氣中的氧氣，所以是乙。

（表述合理即可）

【解析】

試題分析：【改進與實驗】根據燃燒的條件分析，燃燒必須同時滿足三個條件：①要有可燃物，②可燃物要與氧氣充分接觸，③溫度達到可燃物的著火點及以上；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，沒有氧氣不會燃燒；試管中的白磷能燃燒生成五氧化二磷，即4P+5O₂2P₂O₅，是因為它的溫度達到了其著火點，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，燃燒反應可以在較密閉的空間內完成，所以燃燒后的產物會留在試管中，不會散發到空氣里，也就是說能防止白磷燃燒產生的五氧化二磷逸散，危害人體健康；

（2）由于燃燒反應會放出大量的熱，而使試管內的氣體膨脹，導致壓強增大，圖2裝置中的橡皮塞會因此而松動，甚至沖出；圖3裝置中氣球可隨氣體的膨脹而變大，避免了橡皮塞因試管內氣體熱膨脹而松動。

【拓展與遷移】由于空氣中氧氣約占空氣體積的1/5，如果白磷足量、氣密性良好，試管中的氧氣能消耗完，則進入a試管內液體的體積能接近試管容積的1/5；若裝置的氣密性不嚴，即裝置漏氣的情況下，或白磷的量不足，不能完全反應掉空氣中的氧氣時，那么進入a試管內液體的體積要小于試管容積的1/5，所以要保證進入試管的水接近試管容積的1/5的前提條件是要保證裝置的氣密性良好，白磷足量等因素。

考點：燃燒的條件與滅火原理探究，化學實驗方案設計與評價

點評：解答本題的關鍵是，理解和熟練掌握可燃物燃燒的條件，而且要明確，只有同時滿足三個條件，物質才可以燃燒；另外對于裝置優越性的改進，一般要考慮到操作的簡便性，氣密性良好，反應易操控，環境保護等方面。