实验07 探究分子运动现象-中考化学实验精讲精练（解析版）

人教版2024上册/第三单元物质构成的奥秘/课题1分子和原子实验07探究分子运动现象【实验目的】1．认识分子在不停地运动。2．知道酚酞遇碱性溶液（氨水）会变红。【实验仪器】烧杯、玻璃棒、试管、胶头滴管【实验试剂】蒸馏水、酚酞溶液、浓氨水【实验过程】操作步骤实验图示实验现象（1）向盛有约20mL蒸馏水的小烧杯A中加入5~6滴酚酞溶液，搅拌均匀，观察溶液的颜色。溶液呈无色（2）从烧杯A中取少量溶液置于试管中，向其中慢慢滴加浓氨水，观察溶液颜色的变化。溶液由无色变为红色（3）另取一个小烧杯B，加入约5mL浓氨水。用一个大烧杯罩住烧杯A和烧杯。观察几分钟。烧杯A溶液由无色变为红色，烧杯B溶液无变化【实验分析】（1）水不能使酚酞变色；（2）氨水能使酚酞变红；（3）浓氨水具有挥发性，浓氨水挥发出的氨分子运动到烧杯A中，与水结合生成氨水，氨水使酚酞变红。【实验结论】分子在不断地运动1.实验评价（1）装置比较开放而浓氨水易挥发，会污染空气。（2）试剂用量较大造成浪费，且仪器数量较多，步骤繁琐。（3）实验耗时偏长，约需要4～5分钟才能观察到明显现象。不利于学生随堂实验或分组实验。2.实验改进改进思路改进优点改进实验图示改变药品用量或装置大小使用更小的装置或更少药品，优点是节约药品、污染更小(或环保等)，出现现象的时间更短使用封闭装置使用封闭的装置，优点是污染更小(或环保等)增加实验功能，比较分子运动快慢改进后的实验装置，根据出现现象的位置和出现时间的长短，不但证明分子在不断运动，还可以证明温度影响分子运动的速率，实验现象对比明显增加装置可移动性，便于学生观察改进后的实验装置，装置可移动，便于教室各处学生观察现象增加实验趣味性或功能性探究分子间隔、分子运动。实验现象对比明显，直观性和趣味性强【典例1】某同学在化学课上观察老师演示分子运动现象的实验过程中闻到了浓氨水的气味，其原因是A．分子的体积很小 B．分子之间存在间隔C．分子总是在不断运动 D．分子的质量很小【答案】C【解析】能闻到了浓氨水的气味说明分故子在不断运动，氨气分子运动到空气中，进入人们的鼻孔，使人闻到了氨水味，说明分子总是在不断运动；故选：C。【典例2】使用如图装置探究分子的运动，下列叙述不正确的是A．甲烧杯中溶液变红色 B．乙烧杯中酚酞溶液变红色C．丙烧杯中酚酞溶液不变红 D．此实验说明分子在不断运动【答案】A【解析】A．甲中装的是浓氨水，具有挥发性，使乙中的酚酞变红，而甲不变红，A错误；B．甲中的氨水挥发到乙中，使乙中的酚酞变红，B正确；C．丙烧杯被大烧杯隔离在外，氨气不能进入，则丙不能变红，C正确；D．,因为分子不断的运动，所以才会出现扩散现象，D错误；故选A。【典例3】下图是利用Y型管进行“探究分子运动”的创新实验。下列有关说法错误的是A．Y型管中无色酚酞变红色B．Y型管中，“浓氨水”换成“浓盐酸”也可以C．该创新实验节约药品，环保D．该装置还可以制氧气【答案】B【解析】A、浓氨水挥发出的NH3分子运动到无色酚酞试液处，与水反应生成一水合氨，使溶液呈碱性，无色酚酞遇碱会变为红色，故A正确；B、将“浓氨水”换成“浓盐酸”，浓盐酸挥发出的HCl分子运动到无色酚酞试液处，溶于水形成盐酸，无色酚酞遇酸不变色，无法探究分子运动，故B错误；C、该创新实验在Y型管中进行，节约药品，Y型管口橡胶塞的使用可以防止药品挥发出的气体逸散到空气中，避免造成环境污染，故C正确；D、将本创新实验中Y型管一端装入二氧化锰，另一端装入过氧化氢溶液，倾斜Y型管使过氧化氢溶液进入二氧化锰一端即可制取氧气，故D正确。故选B。1．小明的湿衣服在阳光下晒干了。下列用分子的观点解释这一变化错误的是A．水分子的质量变小了 B．水分子的间隔变大了C．水分子在不断运动 D．温度越高，水分子运动越快【答案】A【解析】A、湿衣服在阳光下晒干了，水分子质量不变，分子的观点解释错误；B、水变成水蒸气这一过程，分子之间间隔变大了，分子的观点解释正确；C、湿衣服在阳光下晒干了，水分子在不断运动，分子的观点解释正确；D、湿衣服在阳光下晒干了，水分子在不断运动，温度越高，水分子运动越快，分子的观点解释正确；故选A。2．同学们学习了分子的性质后，设计并利用下图中的装置探究分子的运动，下列说法正确的是A．该实验中的浓氨水变红B．该实验中的无色酚酞溶液同时变红C．该实验证明无色酚酞溶液有挥发性D．该实验证明分子运动速率与温度有关【答案】D【解析】A、浓氨水具有挥发性，则无色酚酞试液变红，而不是浓氨水变红，该选项说法不正确；B、由于温度越高，分子运动越剧烈，则B中酚酞试液先变红，该选项说法不正确；C、该实验无法证明无色酚酞溶液有挥发性，该选项说法不正确；D、对比现象，可证明分子运动速率与温度有关，该选项说法正确。故选D。3．某化学小组在做探究分子性质的实验时发现课本实验（图1）会污染环境，改为在球形管中进行实验（如图2所示）。球形管中b、c处放置的是无色酚酞试液浸泡后晾干的白色滤纸条。（已知：氧化钙与水反应会放出大量热）具体操作步骤如下：Ⅰ．在球形管中放入各药品，连接仪器；Ⅱ．挤压c处胶头滴管，放置一段时间，观察到b、c处滤纸条都不变色；Ⅲ．挤压a处胶头滴管，放置一段时间，观察到b处滤纸条不变色，c处滤纸条变红。关于该实验有下列说法，完全正确的一组是①图2实验能够说明空气不能使酚酞变色；②图2实验可得出结论：氨气与水能够发生反应；③图2实验比图1实验具有环保、节省药品的优点；④从图1、图2实验可知氨气分子能使无色酚酞变色；⑤操作Ⅱ中c处滤纸不变色，说明水不能使酚酞变色；⑥图1实验证明：在相同条件下，氨分子比酚酞分子运动快；⑦图2实验中，若在a处先装一些氧化钙，滤纸条从无色开始变红所需时间会延长。A．①②③④⑤ B．①②③⑤⑥ C．③④⑤⑦ D．①③⑥⑦【答案】B【解析】根据分子在不断运动的性质和碱性溶液能使酚酞溶液变红进行分析。①挤压a处胶头滴管前，滤纸条不变红，而装置内充满空气，因此图2实验能够说明空气不能够使酚酞变色，故①正确；②从图2实验得出结论是：氨气与水能够发生反应生成溶液呈碱性的物质，故②正确；③图2实验比图1实验具有环保、节省药品的优点，故③正确；④由于b处滤纸条不变红，所以从图1、图2实验可知是氨水使无色酚酞变色，故④错误；⑤操作Ⅱ时c处滤纸不变色，说明水不能够使酚酞变色，故⑤正确；⑥图1中酚酞变成红色，氨水没有变成红色，所以该实验证明：在相同条件下，氨分子比酚酞分子运动快，故⑥正确；⑦氧化钙能与氨水中的水反应，同时放出大量的热，使氨分子运动加快，滤纸条变色的时间会缩短，故⑦错误。故选：B。4．用如图装置进行实验，实验材料和实验现象如图中所示。下列说法中，不正确的是A．该实验能证明分子在不断运动B．浓盐酸与浓氨水都具有挥发性C．氯化氢分子比氨分子运动得快D．实验过程中发生了化学变化【答案】C【解析】A、A处产生白烟，白烟是氨气和氯化氢气体反应生成的氯化铵固体，故可以证明分子在不断地运动，故A正确；B、浓盐酸和浓氨水都具有挥发性，挥发出来的氨气和氯化氢气体反应生成氯化铵，故B正确；C、A处产生白烟，说明氨分子运动得快，氯化氢分子运动得慢，故C错误；D、在该过程有新的物质氯化铵生成，属于化学变化，故D正确；故选C。5．如图所示，分别同时在双连试管中滴入2~3滴浓氨水和浓盐酸，2~3秒钟后即观察到滴入浓盐酸的试管中产生白烟。下列叙述错误的是A．氨气和氯化氢接触后有新物质生成B．分子在不断地运动C．氯化氢分子运动速率比氨气分子运动速率快D．浓盐酸和浓氨水都具有挥发性【答案】C【详解】A、2~3秒钟后即观察到滴入浓盐酸的试管中产生白烟，说明氨气和氯化氢接触后有新物质氯化铵生成，不符合题意；B、浓氨水和浓盐酸没有直接接触，一定时间后，产生白烟，说明浓氨水和浓盐酸均具有挥发性，挥发出的氨分子和氯化氢分子不断运动，不符合题意；C、滴入浓盐酸的试管中产生白烟，说明氨分子的运动速率比氯化氢分子的运动速率快，符合题意；D、浓氨水和浓盐酸没有直接接触，一定时间后，产生白烟，说明浓氨水和浓盐酸均具有挥发性，不符合题意。故选C。6．同学们为研究分子运动，做了如下三个实验。（1）实验1：从微观角度解释品红在热水中扩散速度快，其原因是。（2）实验2：实验现象是，实验结论是。（3）实验3：放置一段时间后，电子秤示数变化是，从微观角度解释其原因是。【答案】（1）在其他条件相同的情况下，温度升高，品红分子运动速率加快B烧杯溶液无明显变化，A烧杯溶液由无色变红色，氨分子是不断运动的变小烧杯中的水分子运动到空气中，烧杯中水分子数目减少，水的质量减少【解析】（1）实验1中水的温度不同加入相同大小的品红时，品红在热水中扩散速度快，是因为在其他条件相同的情况下，温度升高，品红分子运动速率加快；（2）浓氨水中氨分子在不断运动，运动到酚酞试液中，使酚酞试液变红色，所以实验现象是：B烧杯溶液无明显变化，A烧杯溶液由无色变红色；（3）水分子在不断运动，不断向空气中扩散，所以从微粒的角度解释其原因是水分子运动到空气中。7．老师在课堂上给大家做关于分子运动的演示实验(如图1)。小组同学经过讨论设计了如图2所示的实验。（1）一段时间后，可观察到图2中的现象是。图2与图1相比优点是(写一条即可)。小组同学还想探究分子运动速率与哪些因素有关，设计了图3微型实验。资料：浓氨水易挥发出氨气，浓盐酸易挥发出氯化氢气体，二者接触反应会产生白烟(氯化铵固体)。氨分子的质量比氯化氢分子小。实验一：如上图所示，用长柄V形玻璃管进行实验，向左、右两端的V形玻璃管口分别同时滴入等量的浓氨水和浓盐酸，塞紧橡皮塞。（2）根据白烟的位置可推论：分子质量越(填“大”或“小”)，分子运动速率越大。实验二：准备两套(甲、乙)如图3所示的装置，将甲装置放在室温环境中，乙装置放在比室温高30℃的环境中。（3）乙出现白烟现象比甲(填“快”或“慢”)，原因是。【答案】（1）蘸酚酞溶液的纸条变红色在密闭容器进行，不污染空气（2）小（3）快温度升高，分子运动加快【解析】（1）浓氨水具有挥发性，能使酚酞试液变红色，一段时间后，图2中的现象是蘸酚酞溶液的纸条变红色。图2与图1相比优点是在密闭容器进行，不污染空气。（2）白烟的位置更接近浓盐酸一侧，说明氨气分子运动速率比氯化氢分子运动速率快，氨气、氯化氢的相对分子质量分别为17、36.5，可推论：分子质量越小，分子运动速率越大。（3）乙出现白烟现象比甲快，原因是温度升高，分子运动加快。8．某课外兴趣小组对分子运动现象的实验非常感兴趣，于是在老师的指导下，设计了如图1、图2装置进行实验。请回答下列问题：（1）图1挤入浓氨水一段时间后，观察到湿润的紫色石蕊试纸变蓝色，无色酚酞变；（2）图2中先滴入浓氨水，观察到棉花团(填“自下而上”或“自上而下”)依次变红，再滴入浓盐酸，观察到瓶内产生大量白烟，白烟是氨气和氯化氢发生化合反应生成的氯化铵，试写出该反应的文字表达式：。（3）上述实验均证明了分子具有的性质是。【答案】（1）红（色）（2）自下而上氨气+氯化氢⟶氯化铵（3）分子在不断运动【解析】（1）氨水显碱性，酚酞遇碱性物质变红色，图1挤入浓氨水一段时间后，氨分子运动到酚酞溶液中形成呈碱性的氨水，观察到湿润的紫色石蕊试纸变蓝色，无色酚酞变红色；（2）图2中先滴入浓氨水，微粒由下而上运动，观察到棉花团自下而上依次变红，再滴入浓盐酸，观察到瓶内产生大量白烟，白烟是氨气和氯化氢发生化合反应生成的氯化铵，该反应的文字表达式：氨气+氯化氢⟶氯化铵；（3）上述实验均证明了分子具有的性质是分子在不断运动。9．小南同学对探究分子性质的实验（图1）进行了改进，如图2所示，在T形三通管的粗玻璃管里，固定一根湿润的酚酞纱布条，将少许浓氨水滴入T形三通管的细弯管处，然后用橡皮帽封闭管口。（注：在通常状态下，氨气是一种无色，有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，溶于水后可得到氨水。）请回答下列问题：（1）图1实验中可观察到的现象是。根据上述实验现象判断下列说法中正确的是。A．氨分子在不断运动

B．浓氨水具有挥发性C．酚酞分子不运动

D．酚酞分子运动慢（2）图2实验中可观察到（填“ba”或“bc”）段纱布条先变色。（3）图1和图2的实验均能证明分子。与图1实验相比，改进后图2实验的优点是。（4）若将图2中装有浓氨水的细弯管处浸入冰水中，可观察到纱布条变红的速率变（填“快”或“慢”）。【答案】（1）A烧杯中的溶液没有明显变化，B烧杯中的溶液变红ABD（2）ba（3）是不断运动的节约药品，不污染环境（4）慢【解析】（1）浓氨水具有挥发性，挥发出的氨分子在不断的运动，运动到B烧杯中，与水反应生成氨水，氨水呈碱性，使酚酞溶液变红，所以图1实验中可观察到的现象是A烧杯中的溶液没有明显变化，B烧杯中的溶液变红；根据上述实验现象可知，浓氨水具有挥发性，氨分子在不断运动，酚酞分子也在不断运动，只是比氨分子运动慢，因此盛有酚酞溶液的烧杯变红，故选ABD。（2）浓氨水具有挥发性，挥发出的氨分子在不断的运动，由于氨气的密度比空气的密度小，所以氨分子运动到b点时向上运动，遇到湿润的酚酞纱布条时，先与水反应生成氨水，氨水呈碱性，使酚酞溶液变红，所以图2实验中可观察到ba段纱布条先变色。（3）图1和图2的实验都是浓氨水挥发出的氨分子在不断的运动产生的现象，所以图1和图2的实验均能证明分子是不断运动的。与图1实验相比，图2实验所用的药品更少，且挥发出的氨气不会扩散到空气中污染环境，所以改进后图2实验的优点是节约药品，不污染环境。（4）由分子的特性可知，温度越高，分子运动的速率越快。所以若将图2中装有浓氨水的细弯管处浸入冰水中，温度降低，氨气分子运动速度变慢，则可观察到纱布条变红的速率变慢。10．兴趣小组对教材中的分子运动实验进行了再探究。【实验一】如图甲所示，向盛有20mL蒸馏水的小烧杯A中加入5滴酚酞溶液，搅拌均匀，观察到烧杯A中溶液呈色。【实验二】另取一个小烧杯B，加入约5mL浓氨水，用一大烧杯把A、B两个烧杯罩在一起(如图乙)，过一段时间，观察到烧杯A中溶液变红色，该实验说明分子具有的性质是。【提出问题】是什么物质使A烧杯中酚酞变红色？【作出猜想】猜想Ⅰ：B烧杯中挥发出的蒸馏水使酚酞溶液变红。猜想Ⅱ：B烧杯中浓氨水挥发出氨气使酚酞溶液变红。猜想Ⅲ：B烧杯中浓氨水挥发出的氨气与A烧杯中水反应的生成物使酚酞溶液变红。【实验探究】（1）经过讨论，同学们认为猜想肯定不成立，理由是。（2）限选试剂：氨气(收集在带橡胶塞的试管中)、浓氨水、蒸馏水。小红取一张滤纸，用酚酞溶液全部润湿，待晾干后制成若干条条状酚酞试纸备用。小明利用小红的“条状滤纸”和“限选试剂”继续如下实验：步骤实验操作实验现象实验结论1试纸不变色猜想不成立2猜想Ⅲ成立【交流讨论】请举一个能说明分子具有题中性质的生活事例。【答案】无不断运动Ⅰ溶液中含有水且溶液显无色将干燥条状酚酞试纸放入盛放氨气的试管中Ⅱ将干燥条状酚酞试纸用蒸馏水润湿后放入盛放氨气的试管中试纸变红色很远就能闻到花香【解析】实验一：酚酞遇碱性溶液变红色、遇中性酸性溶液不变色；故A中溶液呈无色；实验二：浓氨水具有挥发性，挥发出的氨气分子不断运动，运动到烧杯A中溶于水，使溶液显碱性；观察到烧杯A中溶液变红色，该实验说明分子具有的性质是分子不断运动的；实验探究：（1）烧杯A溶液中含有水，故猜想Ⅰ肯定不成立，理由是溶液中含有水且溶液显无色；（2）限选试剂：氨气(收集在带橡胶塞的试管中)、浓氨水、蒸馏水。小红取一张滤纸，用酚酞溶液全部润湿，待晾干后制成若干条条状酚酞试纸备用。小明利用小红的“条状滤纸”和“限选试剂”继续如下实验：实验结论为猜想Ⅲ成立，说明氨气不能使干燥的酚酞试纸变色；故：实验1为将干燥条状酚酞试纸放入盛放氨气的试管中，试纸不变色，说明氨气不能使酚酞变色，猜想Ⅱ不成立；实验2为将干燥条状酚酞试纸用蒸馏水润湿后放入盛放氨气的试管中，试纸变红色，说明氨气与水反应的生成物使酚酞溶液变红，猜想Ⅲ成立；交流讨论：题中实验说明分子是不断运动的，很远就能闻到花香也能说明分子不断运动的性质。11．探究分子运动及与影响分子运动速率的因素，同学们积极参与实验。Ⅰ.小华设计了如图两种实验方案。（1）实验一（图1），观察到的现象是，据此可得出的结论。实验二中图2、图3中无色透明塑料瓶的材质、大小、形状完全相同，瓶内用细线固定有用滤纸折叠成的大小和形状相同的小纸花，小纸花上都均匀喷有酚酞溶液，按照图4的操作方式分别用注射器向图2和图3的塑料瓶中同时注入1mL浓氨水，然后将针孔处密封，再将两个塑料瓶分别同时放入等体积的冷水和50℃的热水中。（2）实验二观察到的现象是。（3）在实验二中浓氨水被封入密闭塑料瓶中，和实验一相比较其突出优点是。Ⅱ.小王同学借助氧气传感器探究微粒的运动（图5），用数据处理软件实时输出氧气体积分数随时间变化的曲线。现收集一塑料瓶氧气用以下三步实验：①敞口放置；②双手贴在塑料瓶外壁上；③将塑料瓶的瓶口朝下。三步实验中，测得氧气的体积分数随时间变化的曲线依次为图6中的MN段、NP段和PQ段。（4）能够说明氧气密度比空气大的曲线是（填字母序号）。a.MN段

b.NP段

c.PQ段（5）MN段和NP段相比较，说明。（6）随着实验的进行，传感器测出氧气的体积分数约为时几乎不再变。（7）Ⅲ.探究分子的运动速率与分子质量的关系：浓氨水能挥发出氨气，浓盐酸能挥发出氯化氢气体，二者接触反应会产生白烟；氨气分子质量小于氯化氢分子质量。如图7所示，在玻璃管两端分别放入蘸有浓氨水和浓盐酸的棉花团，实验时观察到C处产生的烟较多，由此可知，分子质量越（“大”或“小”），分子的运动速率越快。【答案】（1）酚酞溶液变为红色分子在不断运动（2）小纸花从下而上依次变红，并且图3比图2变色快（3）不会污染空气（4）c（5）温度越高，分子运动的越快（6）21%（7）小【解析】（1）浓氨水具有挥发性，挥发出的氨气分子运动到酚酞溶液中，和水结合生成氨水，氨水显碱性，能使酚酞溶液变红色，能观察到酚酞溶液变为红色；据此可得出：微粒在不断运动；（2）观察到的现象是小纸花从下而上依次变红，并且图3比图2变色快，此实验说明分子是不断运动的，温度越高，分子运动越快；（3）在实验二中浓氨水被封入密闭塑料瓶中，和实验一相比较其突出优点是氨气分子不会逸散到空气中，污染空气；（4）敞口放置，氧气体积分数不断减小，是因为氧分子是不断运动的；双手贴在塑料瓶外壁上，瓶内温度升高，分子之间间隔变大，会导致部分气体膨胀逸出；将塑料瓶的瓶口朝下，在重力作用下，部分氧气会由于重力作用而下降，说明氧气的密度大于空气；故选c；（5）MN段和NP段相比较，NP段氧气体积分数减小的较快，说明温度越高，分子运动的越快；（6）随着实验的进行，传感器测出氧气的体积分数约为21%时几乎不再变，这是因为空气中氧气的体积分数约为21%；（7）C处产生的烟较多，说明氨气分子比氯化氢分子运动的快，由此可知，分子质量越小，分子的运动速率越快。12．某化学兴趣小组同学为了研究影响分子运动速率的因素设计了以下实验。如图所示，玻璃管左、右两端分别放有脱脂棉，注射器中分别装有浓盐酸和浓氨水。浓氨水挥发出来的氨气(NH3)和浓盐酸挥发出来的氯化氢(HCl)能发生如下反应：NH3＋HCl＝NH4Cl。两个注射器同时向脱脂棉靠近里边的部位注入等体积的液体，过一会儿，先在A处产生大量白烟，然后白烟逐渐充满整个试管。根据现象回答问题：（1）生成物NH4Cl常温下的状态是（填“固体”、“液体”或“气体”）。（2）有同学认为先在A处产生白烟是因为HCl分子比NH3分子运动速率慢，请你分析影响分子运动速率的因素可能是。（3）影响分子运动速率的因素还有温度，请举出生活中的一个实例：。（4）该实验中的注射器也可改用胶头滴管直接滴入液体，相比较用注射器的优点是。【答案】（1）固体分子的质量大小（或相对分子质量大小）阳光下或者温度高衣