三、实验与探究题(16分)
20 为探究分子的运动,小红和小明两名同学进行了下列化学实验。
【实验步骤】① 向盛有 20 mL 蒸馏水的烧杯中滴入 3～4 滴无色酚酞溶液,搅拌均匀,观察溶液颜色。
② 取少量上述溶液于试管中,向其中慢慢滴加浓氨水,观察到酚酞溶液由无色变为
红
色。
③ 接着小红同学仿照教材进行了如图(a)所示的实验,观察到颜色改变的烧杯为
甲
(填“甲”“乙”或“丙”)。
④ 小明同学按如图(b)所示装置进行实验,用胶头滴管将适量浓氨水滴在棉花上,一段时间后,观察到滤纸条上出现的现象是
滤纸条从试管口到底部逐渐变红
。实验中,往往在试管下方放一张白纸,白纸的作用是
对比,便于观察酚酞颜色的变化
。
【分析讨论】(1) 进行操作①的实验目的是
证明蒸馏水不能使无色酚酞溶液变红
。
(2) 两名同学再次做图(b)所示实验时,发现滤纸条上没什么变化,而试管口所塞的棉花却变成了红色。产生这种现象的错误操作可能是
浓氨水与酚酞溶液滴反了
。
【实验结论】分子具有
不断运动
的性质,同时实验还说明了两种试剂中
浓氨水
具有挥发性。
答案：20.【实验步骤】② 红 ③ 甲 ④ 滤纸条从试管口到底部逐渐变红 对比,便于观察酚酞颜色的变化 【分析讨论】(1) 证明蒸馏水不能使无色酚酞溶液变红 (2) 浓氨水与酚酞溶液滴反了 【实验结论】不断运动 浓氨水
解析：
【分析】
首先明确实验原理：无色酚酞溶液遇碱性溶液变红，浓氨水呈碱性且具有挥发性，挥发的氨分子在不断运动。逐个分析实验：操作①验证蒸馏水不能使酚酞变色，作为对照；操作②验证氨水能使酚酞变红；图(a)中丙的浓氨水挥发，氨分子运动到甲烧杯使酚酞变红；图(b)中氨分子从试管口棉花向滤纸条扩散，使酚酞从试管口到底部依次变红；分析讨论部分结合实验异常现象的原因推导，最终得出分子性质和试剂挥发性的结论。
【解析】
【实验步骤】
② 浓氨水呈碱性，能使无色酚酞溶液变红，故填“红”；
③ 图(a)中，丙的浓氨水挥发，氨分子运动到甲烧杯，使甲中酚酞溶液变红，乙烧杯无变化，故填“甲”；
④ 图(b)中，氨分子从试管口的棉花（浓氨水）不断运动，扩散到滤纸条，使滤纸条上的酚酞从试管口到底部逐渐变红；试管下方白纸的作用是对比，便于观察酚酞颜色的变化；
【分析讨论】
(1) 操作①中，蒸馏水不能使无色酚酞溶液变色，实验目的是证明蒸馏水不能使无色酚酞溶液变红，作为对照实验；
(2) 正常图(b)实验中，浓氨水滴在棉花，酚酞在滤纸条，若试管口棉花变红，说明浓氨水与酚酞溶液滴反了；
【实验结论】 整个实验说明分子具有不断运动的性质，同时体现浓氨水具有挥发性。
【答案】
【实验步骤】② 红 ③ 甲 ④ 滤纸条从试管口到底部逐渐变红；对比，便于观察酚酞颜色的变化 【分析讨论】(1) 证明蒸馏水不能使无色酚酞溶液变红 (2) 浓氨水与酚酞溶液滴反了 【实验结论】不断运动；浓氨水
【知识点】
分子的性质、酸碱指示剂、浓氨水的挥发性
【点评】
本题是初中化学经典的分子运动探究实验，通过对比实验设计，清晰验证了分子不断运动的性质，结合酚酞变色特性考查实验分析能力，实验现象直观，属于基础实验题。
【难度系数】
0.6
四、分析与计算题(5分)
21 已知铁元素位于元素周期表的第四周期,其一个原子中有26 个质子,一个铁原子的质量约为$9.288×10^{-26}\ \mathrm{kg}$,碳元素的一个原子中有 6 个质子,一个碳-12 原子的质量约为$1.993×10^{-26}\ \mathrm{kg}$。请回答下列问题:
(1) 在地壳各种元素的含量排序中,铁元素位于第
四
位。
(2) 铁原子的原子核外有
4
个电子层。
(3) 求这种铁原子的相对原子质量。(结果保留整数)
答案：21.（1）四 （2）4
（3）解:这种铁原子的相对原子质量为$\dfrac{9.288× 10^{-26}\ \mathrm{kg}}{1.993× 10^{-26}\ \mathrm{kg}× \dfrac{1}{12}}\approx 56$。
答:这种铁原子的相对原子质量约为56。
【解析】（1）地壳中元素的含量位居前四位的是氧、硅、铝、铁。（2）在原子中,质子数=电子数,故铁原子的原子核外有26个电子,有4个电子层。
解析：
【分析】
本题分为三小问，（1）需回忆地壳中元素含量的排序，前四位为氧、硅、铝、铁，据此确定铁的位次；（2）根据原子中质子数等于核外电子数，且元素周期表中周期数等于原子核外电子层数，结合铁在第四周期，即可得出电子层数；（3）利用相对原子质量的计算公式：某原子的相对原子质量=该原子的实际质量÷（碳-12原子质量×1/12），代入数值计算并保留整数即可。
【解析】
（1）地壳中元素含量位居前四位的是氧、硅、铝、铁，因此铁元素位于第四位；
（2）原子中，质子数=核外电子数，铁原子质子数为26，故核外电子数为26；又因铁位于第四周期，元素周期表中周期数等于原子核外电子层数，所以铁原子的原子核外有4个电子层；
（3）根据相对原子质量的计算公式，这种铁原子的相对原子质量为：$\dfrac{9.288×10^{-26}\ \mathrm{kg}}{1.993×10^{-26}\ \mathrm{kg}×\dfrac{1}{12}}≈56$。
【答案】
（1）四；（2）4；（3）约56
【知识点】
地壳中元素的含量、原子的构成、相对原子质量的计算
【点评】
本题考查化学入门的基础知识点，涉及地壳元素含量排序、原子结构与周期的关系、相对原子质量的计算，均为课本核心基础内容，难度较低，是学生必须掌握的考点。
【难度系数】
0.7
