题目内容

3.某兴趣小组活动中,同学们按图1装置对“可燃物燃烧的条件”进行探究.在探究过程中,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]
可燃物燃烧的条件是:(1)必须是可燃物;(2)燃烧必须要有氧气;(3)温度必须达到燃烧所需要的最低温度(达到着火点).白磷的着火点是40℃,红磷的着火点是240℃,磷的燃烧产物五氧化二磷是白色固体,会刺激人体呼吸道,可能与空气中水蒸气反应,生成有毒的偏磷酸(HPO3).
[交流与讨论]
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.请你参与他们的实验讨论并将下表补充完整.
实现现象结论与解释
a.试管中白磷燃烧,热水中的白磷没有燃烧
b.试管中红磷没有燃烧.
热水中的白磷没有燃烧的原因是热水中的白磷没有与氧气(或空气)接触
b试管中红磷没有燃烧的原因是温度未达到红磷的着火点
实验过程中,a试管中气球的变化为气球先膨胀,后又变小.
[反思与评价]
(1)改进后的图2装置与图1装置比较,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)小林同学指出图2装置仍有不足之处,他重新设计了图3装置,你认为图中气球的作用是避免橡皮塞因试管内气体热膨胀而松动.
[拓展与迁移]
按图2装置实验结束后,小朱同学说:“待a试管冷却后,如果将试管口略浸入水面下(室温下).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.小晶问:“进入a试管内液体的体积约占试管内空气体积的多少呢?”
你预测大约为$\frac{1}{5}$,理由是空气中氧气的体积约占空气体积的$\frac{1}{5}$.

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;根据白磷燃烧发出热量以及压强的有关知识进行分析;
【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)在反应过程中试管内的压强会变化,分析可得出装置中气球的作用.
【拓展与迁移】根据空气中氧气的体积约占空气体积的$\frac{1}{5}$分析.

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.白磷燃烧放出大量的热,锥形瓶内的压强增大,气球膨胀;装置冷却后由于消耗氧气,气球又变小.
【反思与评价】(1)改进后的图Ⅱ装置与图Ⅰ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)图Ⅲ装置中气球的作用是:避免橡皮塞因试管内气体热膨胀而松动;
(3)空气中氧气的体积约占空气体积的$\frac{1}{5}$,且上述实验白磷足量、气密性良好,所以进入a试管内液体的体积能接近试管容积的$\frac{1}{5}$;
故答案为:【改进与实验】热水中的白磷没有与氧气(或空气)接触;温度未达到红磷的着火点;先膨胀,后又变小;
【反思与评价】(1)能防止白磷燃烧产生的五氧化二磷逸散,危害人体健康;
(2)避免橡皮塞因试管内气体热膨胀而松动;
【拓展与迁移】$\frac{1}{5}$;$\frac{1}{5}$.

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.

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