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13. 小王同学借助氧气传感器探究微观粒子的运动(如图1),用数据处理软件实时绘出氧气体积分数随时间变化的曲线。现收集一塑料瓶氧气进行以下三步实验: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2中的MN段、NP段和PQ段。
(1)能够说明氧分子不断运动的曲线是
a. MN段
b. NP段
c. PQ段
(2)MN段和NP段相比较,说明
(3)随着实验的进行,传感器测出氧气的体积分数约为
(1)能够说明氧分子不断运动的曲线是
a
(填字母)。a. MN段
b. NP段
c. PQ段
(2)MN段和NP段相比较,说明
温度越高,分子运动的速率越快
。(3)随着实验的进行,传感器测出氧气的体积分数约为
21%
时几乎不再变化。答案
13.(1)a (2)温度越高,分子运动的速率越快 (3)21%
解析:(1)敞口放置盛满氧气的塑料瓶,由于氧分子不断地运动,会使部分氧分子运动至瓶外,使瓶内氧气体积分数减少,对应的曲线是MN段。(2)NP段比MN段氧气体积分数降幅大,结合题干信息分析,NP段对应的操作为双手贴在塑料瓶的外壁上,手心温度高于瓶内温度,相当于给气体加热,气体温度升高,导致瓶内氧气体积分数明显减小,据此可知温度越高,分子运动速率越快。(3)氧气约占空气总体积的21%,因此传感器测出氧气的体积分数约为21%时几乎不再变化。
解析:(1)敞口放置盛满氧气的塑料瓶,由于氧分子不断地运动,会使部分氧分子运动至瓶外,使瓶内氧气体积分数减少,对应的曲线是MN段。(2)NP段比MN段氧气体积分数降幅大,结合题干信息分析,NP段对应的操作为双手贴在塑料瓶的外壁上,手心温度高于瓶内温度,相当于给气体加热,气体温度升高,导致瓶内氧气体积分数明显减小,据此可知温度越高,分子运动速率越快。(3)氧气约占空气总体积的21%,因此传感器测出氧气的体积分数约为21%时几乎不再变化。
解析
【分析】
解题时需先明确各段曲线对应的实验操作，再结合分子的性质、温度对分子运动的影响、空气的组成分析问题：(1)敞口放置时氧分子因不断运动扩散到瓶外，对应MN段，可说明分子不断运动；(2)MN段为常温操作，NP段为加热操作，对比两段曲线变化可得出温度对分子运动速率的影响；(3)最终瓶内充满空气，结合空气的氧气体积分数确定稳定值。
【解析】
(1) 实验①为敞口放置，氧分子不断运动，会扩散到瓶外，使瓶内氧气体积分数减小，对应曲线MN段，因此选a；
(2) MN段对应常温下的敞口放置，NP段对应双手贴塑料瓶外壁（温度升高），NP段氧气体积分数下降幅度比MN段大，说明温度越高，分子运动的速率越快；
(3) 最终瓶内充满空气，空气中氧气的体积分数约为21%，因此传感器测出氧气体积分数约为21%时几乎不再变化。
【答案】
13.(1)a (2)温度越高,分子运动的速率越快 (3)21%
【知识点】
分子的运动、温度对分子运动的影响、空气的组成
【点评】
本题结合实验曲线考查分子的基本性质与空气组成，需准确对应实验操作与曲线变化，注重知识的理解与应用，属于基础题型。
【难度系数】
0.6
解题时需先明确各段曲线对应的实验操作，再结合分子的性质、温度对分子运动的影响、空气的组成分析问题：(1)敞口放置时氧分子因不断运动扩散到瓶外，对应MN段，可说明分子不断运动；(2)MN段为常温操作，NP段为加热操作，对比两段曲线变化可得出温度对分子运动速率的影响；(3)最终瓶内充满空气，结合空气的氧气体积分数确定稳定值。
【解析】
(1) 实验①为敞口放置，氧分子不断运动，会扩散到瓶外，使瓶内氧气体积分数减小，对应曲线MN段，因此选a；
(2) MN段对应常温下的敞口放置，NP段对应双手贴塑料瓶外壁（温度升高），NP段氧气体积分数下降幅度比MN段大，说明温度越高，分子运动的速率越快；
(3) 最终瓶内充满空气，空气中氧气的体积分数约为21%，因此传感器测出氧气体积分数约为21%时几乎不再变化。
【答案】
13.(1)a (2)温度越高,分子运动的速率越快 (3)21%
【知识点】
分子的运动、温度对分子运动的影响、空气的组成
【点评】
本题结合实验曲线考查分子的基本性质与空气组成，需准确对应实验操作与曲线变化，注重知识的理解与应用，属于基础题型。
【难度系数】
0.6
14. 微观粒子性质的再探究。
【资料】①氨气的密度比空气小，
②氨气溶于水形成氨水，氨水能够电离出带电的粒子。
【传统实验】同学们用如图1装置进行实验。
棉线事先用酚酞溶液浸泡并干燥。一段时间后，干棉线没有明显变化，湿棉线fe段逐渐变红，fg段变色不明显。
(1)干棉线没有变红，说明
(2)湿棉线fe段和fg段现象不同的原因可能是
【数字化实验】已知:电导率传感器用于测量溶液的导电性强弱。一定条件下，电导率的大小能反映带电粒子浓度的大小。兴趣小组用图2所示装置研究微观粒子运动现象。控制浓氨水的温度在$t_1°\mathrm{C}$、$t_2°\mathrm{C}$时分别采集数据，得到图3所示图像。
(3)图2中能说明微观粒子在不断运动的现象是
(4)曲线1对应的浓氨水的温度
【资料】①氨气的密度比空气小，
②氨气溶于水形成氨水，氨水能够电离出带电的粒子。
【传统实验】同学们用如图1装置进行实验。
棉线事先用酚酞溶液浸泡并干燥。一段时间后，干棉线没有明显变化，湿棉线fe段逐渐变红，fg段变色不明显。
(1)干棉线没有变红，说明
氨分子
(填微粒名称)不能使酚酞变红。(2)湿棉线fe段和fg段现象不同的原因可能是
氨气的密度比空气的密度小
。【数字化实验】已知:电导率传感器用于测量溶液的导电性强弱。一定条件下，电导率的大小能反映带电粒子浓度的大小。兴趣小组用图2所示装置研究微观粒子运动现象。控制浓氨水的温度在$t_1°\mathrm{C}$、$t_2°\mathrm{C}$时分别采集数据，得到图3所示图像。
(3)图2中能说明微观粒子在不断运动的现象是
滴有酚酞的蒸馏水变红
。(4)曲线1对应的浓氨水的温度
高于
(填“低于”“等于”或“高于”)曲线2。答案
14.(1)氨分子 (2)氨气的密度比空气的密度小 (3)滴有酚酞的蒸馏水变红 (4)高于
解析:(1)干棉线没有变红,说明氨分子不能使酚酞变红。(2)湿棉线fe段和fg段现象不同的原因可能是氨气密度比空气小。(3)图2中能说明微粒在不断运动的现象是滴有酚酞溶液的蒸馏水变红色,是因为氨分子是不断运动的,运动到蒸馏水中时,与水结合生成氨水,氨水能够使酚酞溶液变红。(4)温度越高微观粒子运动得越快,曲线1对应的浓氨水的温度高于曲线2。
解析:(1)干棉线没有变红,说明氨分子不能使酚酞变红。(2)湿棉线fe段和fg段现象不同的原因可能是氨气密度比空气小。(3)图2中能说明微粒在不断运动的现象是滴有酚酞溶液的蒸馏水变红色,是因为氨分子是不断运动的,运动到蒸馏水中时,与水结合生成氨水,氨水能够使酚酞溶液变红。(4)温度越高微观粒子运动得越快,曲线1对应的浓氨水的温度高于曲线2。
解析
【分析】
本题围绕微观粒子的性质，结合传统实验和数字化实验展开探究。解题思路如下：
1. 第(1)问：干棉线无水分，氨气挥发产生氨分子，干棉线未变红，需结合“干棉线”的状态，分析微粒能否使酚酞变色；
2. 第(2)问：湿棉线fe段和fg段现象不同，结合资料中“氨气密度比空气小”的信息，分析氨气扩散方向对不同段棉线接触氨气量的影响；
3. 第(3)问：数字化实验中，氨分子不断运动，扩散到滴有酚酞的蒸馏水中形成氨水使酚酞变红，该现象可证明微粒的运动性；
4. 第(4)问：温度越高分子运动速率越快，曲线1电导率上升更快，说明对应温度更高，需结合温度对分子运动速率的影响分析。
【解析】
(1) 干棉线为干燥状态，氨气挥发产生氨分子，干棉线未变红，说明氨分子不能使酚酞溶液变红；
(2) 氨气的密度比空气小，会向上扩散，湿棉线的fe段更易接触到氨气，形成的氨水更多，故fe段逐渐变红，而fg段接触氨气较少，变色不明显；
(3) 浓氨水挥发的氨分子不断运动，运动到滴有酚酞的蒸馏水中时，与水结合生成氨水，氨水使酚酞溶液变红，该现象说明微观粒子在不断运动；
(4) 温度越高，微观粒子运动速率越快，相同时间内氨分子运动到蒸馏水中的数量越多，溶液中带电粒子浓度越高，电导率上升越快。曲线1的电导率上升速率比曲线2快，故曲线1对应的浓氨水温度高于曲线2。
【答案】
14.(1)氨分子 (2)氨气的密度比空气的密度小 (3)滴有酚酞的蒸馏水变红 (4)高于
【知识点】
分子的性质、氨气的性质、温度对分子运动的影响
【点评】
本题通过传统实验与数字化实验结合的方式，考查微观粒子的核心性质，要求学生结合实验现象和给定资料分析问题，注重实验与知识点的关联，是初中化学的基础探究题。
【难度系数】
0.5
本题围绕微观粒子的性质，结合传统实验和数字化实验展开探究。解题思路如下：
1. 第(1)问：干棉线无水分，氨气挥发产生氨分子，干棉线未变红，需结合“干棉线”的状态，分析微粒能否使酚酞变色；
2. 第(2)问：湿棉线fe段和fg段现象不同，结合资料中“氨气密度比空气小”的信息，分析氨气扩散方向对不同段棉线接触氨气量的影响；
3. 第(3)问：数字化实验中，氨分子不断运动，扩散到滴有酚酞的蒸馏水中形成氨水使酚酞变红，该现象可证明微粒的运动性；
4. 第(4)问：温度越高分子运动速率越快，曲线1电导率上升更快，说明对应温度更高，需结合温度对分子运动速率的影响分析。
【解析】
(1) 干棉线为干燥状态，氨气挥发产生氨分子，干棉线未变红，说明氨分子不能使酚酞溶液变红；
(2) 氨气的密度比空气小，会向上扩散，湿棉线的fe段更易接触到氨气，形成的氨水更多，故fe段逐渐变红，而fg段接触氨气较少，变色不明显；
(3) 浓氨水挥发的氨分子不断运动，运动到滴有酚酞的蒸馏水中时，与水结合生成氨水，氨水使酚酞溶液变红，该现象说明微观粒子在不断运动；
(4) 温度越高，微观粒子运动速率越快，相同时间内氨分子运动到蒸馏水中的数量越多，溶液中带电粒子浓度越高，电导率上升越快。曲线1的电导率上升速率比曲线2快，故曲线1对应的浓氨水温度高于曲线2。
【答案】
14.(1)氨分子 (2)氨气的密度比空气的密度小 (3)滴有酚酞的蒸馏水变红 (4)高于
【知识点】
分子的性质、氨气的性质、温度对分子运动的影响
【点评】
本题通过传统实验与数字化实验结合的方式，考查微观粒子的核心性质，要求学生结合实验现象和给定资料分析问题，注重实验与知识点的关联，是初中化学的基础探究题。
【难度系数】
0.5
