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3.1运动的水分子
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列宏观事实的微观解释，不正确的是
A．金秋十月，桂花飘香：分子是不断运动的
B．水银体温计测温：原子间的间隔改变
C．氧气与液氧都具有助燃性：同种分子化学性质相同
D．结成冰的水不能流动：零度以下，水分子不再运动
2．下列对于宏观事实的微观解释正确的是
A．花香四溢的现象说明分子是由原子构成的
B．水银温度计放入热水中，水银柱升高，因为原子体积受热变大
C．硫和氧不是同种元素，是因为它们的最外层电子数不同
D．品红在热水中比在冷水中扩散得更快，说明温度越高分子运动速率越快
3．很长时间里，人类对物质的认识是零散的，不系统的。随着对原子结构及微观粒子的不断探究，人类对物质的研究和认识从宏观深入微观，达到了原子和分子的水平。以下列举了一些化学家在探究物质的过程中的故事，其中解释有误的是
A．道尔顿通过研究提出了原子论
B．张青莲为相对原子质量的测定做出了贡献
C．气体受热膨胀是因为分子变大了
D．原子的种类主要由核电荷数决定
4．茶是我国的传统饮品，具有一定的养生保健功效。如图为制茶的部分工艺流程，下列说法错误的是
A．晒青将茶叶均匀摊开是增大日晒面积 B．揉捻闻到茶香是茶香分子在运动
C．烘干时水分子间隔变大 D．压制成茶饼是化学变化
5．水资源短缺，我们要合理利用水资源，节约用水。下列节水措施不恰当的是
A．生活污水任意排放 B．工厂废水处理后循环使用
C．推广使用节水龙头 D．用洗菜水冲洗马桶
6．下列净化水的常用方法中，单一操作净化程度较高的是
A．蒸馏 B．过滤 C．沉降 D．加混凝剂
7．从分子及其运动的角度分析并解释下列现象，其中不正确的是
A．气球中不断吹气，气球不断胀大是因为分子间隔变大
B．“遥知不是雪，为有暗香来”，因为分子是不断运动的
C．水银体温计测定体温读数升高，因为汞原子之间的间隔变大
D．湿衣服在阳光下比在阴凉处干得快，说明温度越高，分子运动速率越快
8．某学习小组制作的净水器如图，关于该净水器的说法正确的是
A．能把自来水变成纯净物 B．能除尽水中的所有杂质
C．能除去水中的色素和异味 D．净水时水最后流经小卵石
9．2025年诺贝尔化学奖的获得者在开发金属有机框架方面作出了巨大贡献，这为分子结构的研究提供了无限空间。下列有关分子和原子说法错误的是
A．分子和原子都可以直接构成物质
B．分子和原子的体积和质量都很小
C．分子可以再分，而原子不能再分
D．在化学变化中，分子的种类会改变，原子的种类、数目不会改变
10．在甲烧杯中加入10mL浓氨水，乙烧杯中加入20mL蒸馏水并滴加5滴酚酞溶液，用一个大烧杯罩住甲、乙烧杯（如图所示），过几分钟后，观察到乙中溶液变红。对于此实验的分析，错误的是
A．烧杯甲中的分子扩散并溶解在乙烧杯中
B．一张用酚酞溶液润湿的滤纸放在大烧杯内的丙处，也会变红
C．烧杯甲、乙中的分子没有扩散
D．如升高温度，乙中溶液变红的时间会缩短
11．下列实验操作中(括号内为待检测物质或杂质)，能达到实验目的的是
选项 物质 目的 主要实验操作
A 除杂 加热至质量不再发生改变
B 硬水与软水 鉴别 加活性炭，振荡，观察现象
C Cu粉(Fe粉) 检验 用磁铁吸引，观察现象
D 蔗糖和食盐 分离 溶解、过滤、洗涤、干燥、蒸发
A．A B．B C．C D．D
12．云南大理洱海的海菜花是一种对水质要求极高的沉水植物，仅能生长在清洁、无污染的淡水水域，一旦水体富营养化或受到污染就会迅速枯萎。该植物开花时能散发淡淡的清香。海菜花开花时，能闻到淡淡花香的原因是
A．分子的质量和体积都很小 B．分子在不断地运动
C．分子之间有间隔 D．分子可以再分
二、填空题
13．从微观的视角认识物质及其变化
(1)下图是A、B、C、D、E五种物质的微观构成模型图，请据图回答问题：
对这5种物质进行分类，请完善这5种物质的分类层级图，并填写分类的依据______、______、______、______。
1.分类依据：______。
2.分类依据：______。
(2)空气的主要成分是氮气和氧气，请从微观角度解释下列事实或现象。
①氮气不能支持燃烧，氧气能支持燃烧______。
②液氮的温度为，将吹气胀大后的长气球一端放在液氮中，气球逐渐变瘪，将气球从液氮中取出后又逐渐鼓起来______。
(3)氯化镓广泛应用于锂电池等行业，在高温的条件下，金属镓与氯气发生反应，生成氯化镓。
①写出上述发生化学反应的文字表达式______。下图是镓、氯两种原子的结构示意图，据图回答下列问题：
②在合成氯化镓的过程中，镓原子______(填“得到”或“失去”)电子变成______(写离子符号)。氯原子______(填“得到”或“失去”)电子变成______(写离子符号)。两种离子相互作用，形成氯化镓(化学式为______)。
14．兴趣小组收集到一瓶湖水，模拟自来水厂的净水过程，最终制成蒸馏水。
(1)加入明矾的作用是________，操作1所需的玻璃仪器有________、玻璃棒________，该操作中玻璃棒的作用是________。
(2)操作2利用了活性炭的________性，可以除去________。操作3的原理是先将水________，再冷凝，最终得到纯净的水。
(3)如图，生命吸管可直接将污水净化为饮用水，主要处理步骤与自来水的净化过程相似，阳离子交换树脂起到的作用是________，若要使离子交换前后电荷总数保持不变，离子之间交换的个数关系为________。
15．阅读下面科普短文。
碳-14：给三星堆“算年龄”的科学神器
面对三星堆的青铜纵目面具、黄金权杖，想知道它们藏了多少年？碳-14测年技术就像一把“时光标尺”，帮古蜀文明说清了自己的“岁数”。
碳-14是质子数和中子数之和为14的碳原子，它是大气中天然存在的放射性碳。活的植物、动物会不断吸收它，体内碳﹣14含量和大气始终平衡。可一旦生物死亡(比如树木被砍成木柴、作物变成炭屑)，就不再吸收碳-14，其含量会以每5730年减半的速度慢慢减少——这就是它能“算年龄”的关键。
经北京大学加速器质谱仪检测与贝叶斯统计校正，核心结论浮出水面：三号、四号、六号、八号坑埋藏年代有95.4%的概率处于公元前1201年至公元前1012年，属商代晚期。这不仅让三星堆“年龄”有了准头，更印证了它和中原商朝是同一时期——原来古蜀文明不是孤立存在，而是中华文明多元一体的重要一员，碳﹣14让这份跨越三千年的联系有了科学依据。
(1)碳-14原子中的中子数为________，等质量的碳-12和碳-14(数值12、14可视为相对原子质量的近似值)原子，碳原子个数多的是________(填“碳-12”或“碳-14”)。
(2)当生物死亡后，体内碳-14会变少的原因有________。
(3)从平遥古城中所取的某样品，碳-14的剩余量为初始量的3/4，则该样品距今约________年。
(4)在点燃条件下，碳可燃烧，其反应的示意图如图，反应过程中不变的粒子是________(写名称)。
16．“见著知微”是化学学科的重要特点之一。下列宏观事实的微观解释，正确的是( )
选项 宏观事实 微观解释
A 1滴水中大约有个水分子 分子的体积很小
B 水结成冰后不再流动 分子停止了运动
C 水烧开时，壶盖被顶开 分子间的间隔变小
D 氧气可供给呼吸，臭氧不能 ______
三、实验题
17．借助气体浓度传感器探究微粒的某些性质。
(1)向装有浓氨水的试管中滴加酚酞溶液，观察到的现象是___________。
(2)图1中浓氨水能够挥发出氨气()，湿棉花的作用是防止氨气污染空气。由此推测氨气具有的物理性质是___________。
(3)测得U形管A、B中氨气浓度随时间变化的曲线如图2所示。由图可知，U形管A对应的曲线是___________(填“X”或“Y”)，理由是___________。
(4)已知一种气体的相对分子质量大于29，则该气体密度大于空气，反之则小于空气。若用图3所示的多功能瓶收集氨气，氨气应该从___________(填“甲”或“乙”)通入。
四、综合应用题
18．化学实践小组围绕“保护水资源与水的净化”开展下列研究活动。
任务Ⅰ 保护水资源：
(1)生活污水的再利用，既能减少水污染，又能节约水资源。生活污水经处理后称为“中水”，“中水”可用于浇花、___________等。
(2)每一位公民都要爱惜水资源，下图属于“国家节水标志”的是___________(填字母序号)。
A． B．
C． D．
任务Ⅱ 水的净化：实践小组考察了附近的河水，发现水体浑浊且有异味。他们设计了一个简易净水装置，如图所示。
(3)该装置能除去水中的___________。
(4)若使净水效果更佳，改进该装置的做法是___________。
改进自制简易净水器后，设计实验并检测净化效果。
【查阅资料】通常用浑浊度表示浑浊程度，浑浊度越低代表水质越好，浑浊度单位为NTU。实践小组分别取50mL河水，测定初始水样的浑浊度为780NTU；分别采用静置沉降1小时、滤纸过滤和自制净水器处理三种方法对水样进行处理并测定浑浊度。实验记录如下：
实验序号 1 2 3
实验内容 静置1小时后的清液 滤纸进行过滤 自制净水器处理
浑浊度/NTU 352 58 42
(5)分析实验数据，根据___________，可得出“其他条件相同时，使用自制净水器比使用滤纸和静置沉降净化效果更好”的结论。
《3.1运动的水分子》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D D C D A A A C C C
题号 11 12
答案 C B
1．D
【详解】A、金秋十月，桂花飘香，是因为分子在不断运动，引起花香的分子四处扩散，不符合题意；
B、水银是汞的俗称，汞由汞原子构成，则水银体温计测温，是因为原子之间的间隔随温度的升降而增减，不符合题意；
C、液氧是液态氧气，氧气和液氧均是由氧分子构成，同种分子化学性质相同，故氧气与液氧都具有助燃性，不符合题意；
D、零度以下，水分子仍然在不断运动，只是温度降低，运动速率减慢，符合题意。
故选D。
2．D
【详解】A、花香四溢的现象说明分子在不断运动，引起花香的分子四处扩散，不符合题意；
B、水银温度计放入热水中，水银柱升高，是因为温度升高，原子之间的间隔变大，原子的体积不变，不符合题意；
C、元素是质子数（或核电荷数）相同的一类原子的总称，硫和氧不是同种元素，是因为它们的质子数（或核电荷数）不同，不符合题意；
D、品红在热水中比在冷水中扩散得更快，是因为分子在不断运动，且温度越高，分子的运动速率越快，符合题意。
故选D。
3．C
【详解】A、道尔顿提出了原子论，不符合题意；
B、张青莲贡献于相对原子质量测定，不符合题意；
C、气体受热膨胀是因分子间隔增大，分子本身大小不变，符合题意；
D、原子种类由核电荷数（质子数）决定，不符合题意。
故选：C。
4．D
【详解】A、晒青将茶叶均匀摊开可增大日晒面积，加快水分蒸发，说法正确；
B、闻到茶香是因为茶香分子在不断运动，扩散到空气中被人闻到，说法正确；
C、烘干时水由液态变为气态，水分子间的间隔变大，说法正确；
D、压制成茶饼仅改变茶叶的形状，没有新物质生成，属于物理变化，不是化学变化，说法错误。
5．A
【详解】A、生活污水任意排放会污染水资源，不利于节约用水，故节水措施不恰当；
B、工厂废水处理后循环使用，可以节约用水，故节水措施恰当；
C、推广使用节水龙头，可以节约用水，故节水措施恰当；
D、用洗菜的水冲洗马桶属于一水多用，可以节约用水，故节水措施恰当。
故选A。
6．A
【详解】A、蒸馏是通过加热使水变成水蒸气，然后再将水蒸气冷却凝结成液态水。在这个过程中，水中的杂质，无论是不溶性杂质还是可溶性杂质，都不会随着水蒸气一同蒸发，从而可以得到纯度较高的蒸馏水。蒸馏能除去水中的几乎所有杂质，单一操作净化程度较高，符合题意；
B、过滤只能除去水中的不溶性固体杂质，对于水中的可溶性杂质，如可溶性的钙、镁化合物等无法除去，所以过滤后的水仍含有较多杂质，净化程度不如蒸馏高，不符合题意；
C、沉降是让水中的不溶性固体杂质在重力作用下沉降到水底，只能除去较大颗粒的不溶性杂质，对于较小颗粒的不溶性杂质和可溶性杂质基本没有去除效果，净化程度相对较低，不符合题意；
D、加混凝剂的作用是使水中悬浮的小颗粒杂质凝聚成较大颗粒，便于沉降除去，但同样只能去除不溶性杂质，对可溶性杂质去除效果不佳，净化程度不高，不符合题意。
故选A。
7．A
【详解】A、气球中不断吹气，气球不断胀大是因为分子数目增多，压强增大，分子之间的间隔会变小，不是增大，符合题意；
B、“遥知不是雪，为有暗香来”，是因为分子在不断运动，引起香味的分子四处扩散，不符合题意；
C、水银体温计测定体温读数升高，是因为温度升高，汞原子之间的间隔变大，不符合题意；
D、湿衣服在阳光下比在阴凉处干得快，是因为分子在不断运动，且温度越高，分子的运动速率越快，不符合题意。
故选A。
8．C
【详解】A、所得到的水中含有钙、镁离子等可溶性杂质，是混合物，故选项错误；
B、所得到的水中含有钙、镁离子等可溶性杂质，不能除尽水中的所有杂质，故选项错误；
C、活性炭具有吸附性，可吸附色素和异味，故选项正确；
D、由图知，净水时从上到下，最先经过小卵石，故选项错误。
故选：C。
9．C
【详解】A、分子和原子都可以直接构成物质，如铁由铁原子构成，氧气由氧分子构成，不符合题意。
B、分子和原子均为微观粒子，体积和质量都很小，不符合题意。
C、原子是由质子、中子和电子等更基本的粒子构成的，因此原子可以再分，但化学变化中原子不能再分，符合题意。
D、化学变化中分子分裂、原子重新组合，分子种类改变，原子种类和数目不变，不符合题意。
故选C。
10．C
【详解】A、乙烧杯内溶液变红色，说明烧杯甲中的分子扩散并溶解在乙烧杯中，形成氨水，氨水显碱性，能使酚酞变红，说法正确，不符合题意；
B、浓氨水具有挥发性，挥发出的氨分子运动到用酚酞溶液润湿的滤纸上，与水结合形成氨水，氨水显碱性，能使酚酞变红，因此一张用酚酞溶液润湿的滤纸放在大烧杯内的丙处，也会变红，说法正确，不符合题意；
C、烧杯甲、乙中的分子在不断运动，说法错误，符合题意；
D、温度越高，分子运动速率越快，因此升高温度，乙中溶液变红的时间会缩短，说法正确，不符合题意。
故选：C。
11．C
【详解】A、高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，则会引入锰酸钾，该实验不能达到目的；
B、肥皂水可鉴别硬水和软水，活性炭能吸附水中的色素和异味，但不能鉴别硬水和软水，该实验不能达到目的；
C、磁铁能吸引铁粉，该实验能达到目的；
D、蔗糖和食盐都能溶于水，则不能通过溶解、过滤、蒸发的方法分离，该实验不能达到目的。
故选C。
12．B
【详解】A. 分子的质量和体积都很小的典型例证如1滴水中含有大量水分子，与闻到花香的现象无关，错误。
B. 带有花香的分子在不断运动，扩散到空气中后被人感知到气味，该现象可说明分子在不断运动，正确。
C. 分子之间有间隔的典型例证如100mL水与100mL酒精混合后总体积小于200mL气体可被压缩等，与闻到花香的现象无关，错误。
D. 分子可以再分是化学变化的微观特征，闻到花香属于物理变化，分子本身未发生改变，与该性质无关，错误。
故选B。
13．(1) ABD CE AD(或B) B(或AD，与前一空对应) 是否只含一种物质 是否只含一种元素
(2) 氮气由氮分子构成，氧气由氧分子构成，不同种分子的化学性质不同 温度降低，分子间的间隔变小，气球变瘪；取出后温度升高，分子间的间隔变大，气球鼓起
(3) 失去 得到
【详解】（1）物质可以分为纯净物与混合物，纯净物可以分为单质与化合物。根据图像，A属于单质，B属于化合物，C属于混合物，D属于单质，E属于混合物。
因此，属于纯净物的是ABD，属于混合物的是CE；
纯净物中，属于单质的是AD，属于化合物的是B。
1、区分纯净物与混合物的依据是：是否只含一种物质；
2、区分单质与化合物的依据是：是否只含一种元素。
（2）①分子是保持物质化学性质的最小粒子，氮气和氧气的化学性质不同是因为构成它们的分子不同。
②分子间有间隔，且间隔大小受温度影响，温度越低间隔越小，温度越高间隔越大。将吹气胀大后的长气球一端放在液氮中，气球逐渐变瘪，将气球从液氮中取出后又逐渐鼓起来，原因是：温度降低，分子间的间隔变小，气球变瘪；取出后温度升高，分子间的间隔变大，气球鼓起。
（3）①在高温的条件下，金属镓与氯气发生反应，生成氯化镓，文字表达式为：。
②镓原子最外层有 3 个电子，在化学反应中易失去 3 个电子形成带 3 个单位正电荷的镓离子，符号为Ga3+；
氯原子最外层有 7 个电子，在化学反应中易得到 1 个电子形成带 1 个单位负电荷的氯离子，符号为Cl-；
化合物中元素正负化合价之和为0，氯化镓中氯元素显-1价、镓元素显+3价，设氯化镓的化学式为GaxCly，则，解得x∶y=1∶3，可知氯化镓的化学式为GaCl3。
14．(1) 吸附水中悬浮的杂质，加速其沉降 漏斗 烧杯 引流
(2) 吸附 异味和色素 蒸发
(3) 除去水中的钙离子和镁离子 2:1
【详解】（1）明矾溶于水形成的胶状物具有吸附性，可以吸附水中悬浮的杂质，加速其沉降，操作1所需的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯， 过滤时玻璃棒的作用是引流；
（2）活性炭具有疏松多孔的结构，因为活性炭具有吸附性，能吸附异味和色素，操作3是蒸馏，原理是先将水蒸发，再冷凝，最终得到纯净的水。
（3）阳离子交换树脂起到的作用是除去水中的钙离子和镁离子，一个镁离子和钙离子分别带2个单位的正电荷，一个钠离子带1个单位的正电荷，故一个镁离子或一个钙离子可以交换2个钠离子，若要使离子交换前后电荷总数保持不变，离子之间交换的个数关系为2:1。
15．(1) 8 碳﹣12
(2)生物死亡后不再吸收碳﹣14，其含量会以每5730年减半的速度慢慢减少
(3)2865
(4)碳原子和氧原子
【详解】（1）碳﹣14是质子数和中子数之和为14的碳原子，碳原子的质子数为6，所以碳﹣14原子中的中子数为：14﹣6=8；相对原子质量与原子的质量成正比，因此碳﹣14原子比碳﹣12原子质量大，等质量的碳﹣12和碳﹣14原子，碳原子个数多的是碳﹣12原子。
（2）由短文可知，当生物死亡后，体内碳﹣14会变少的原因有生物死亡后不再吸收碳﹣14，其含量会以每5730年减半的速度慢慢减少。
（3）由短文可知，生物死亡，就不再吸收碳﹣14，其含量会以每5730年减半的速度慢慢减少，即碳﹣14含量每经过5730年衰减为原来的一半，设经过n个半衰期，某样品碳﹣14的剩余量为初始量的，则：，解得：n≈0.5，则该样品距今约：5730×0.5=2865。
（4）原子是化学变化中的最小粒子，原子在化学变化中不可再分，该反应是碳和氧气在点燃条件下生成二氧化碳，反应过程中不变的粒子是碳原子和氧原子。
16． A 分子构成不同，化学性质不同
【详解】A、1滴水宏观上质量和体积都很小，但1滴水却含有大量的水分子，原因是水分子的质量和体积很小，A正确；
B、分子在不停地运动，B不正确；
C、水烧开时，壶盖被顶开是因为部分水由液态变为气态，分子间的间隔变大，气体体积变大，壶内气压大于外界大气压，将壶盖顶开，C不正确；
D、氧气由氧分子构成，臭氧由臭氧分子构成，分子构成不同，所以化学性质不同。
故选A。
17．(1)无色酚酞溶液变红
(2)易溶于水
(3) X 温度越高，分子运动速率越快
(4)乙
【详解】（1） 浓氨水呈碱性，能使无色酚酞溶液变红，所以向装有浓氨水的试管中滴加酚酞溶液，会观察到的现象是无色酚酞溶液变红。故填：无色酚酞溶液变红。
（2）湿棉花的作用是防止氨气污染空气，说明氨气具有的物理性质是易溶于水。故填：易溶于水。
（3）温度越高，分子运动速率越快，单位时间内氨气浓度越大，由图2可知，相同时间内曲线X的氨气浓度大，因U形管A有电热丝提供温度，所以U形管A对应的曲线是X。故填：X；温度越高，分子运动速率越快。
（4）氨气的相对分子质量是17，所以氨气的密度小于空气，若用图3中多功能瓶收集氨气，氨气应从乙进，空气从甲排出。故填：乙。
18．(1)厕所冲洗、道路保洁、汽车洗刷、消防用水等
(2)B
(3)不溶性杂质
(4)在石英砂和蓬松棉中间增加一层活性炭
(5)自制净水器处理得到的水浑浊度最低
【详解】（1）生活污水经处理后称为“中水”，“中水”可用于浇花、厕所冲洗、道路保洁、汽车洗刷、消防用水等；
（2）A、该图标表示循环再生标志，不符合题意；
B、该图标表示国家节水标志，符合题意；
C、该图标表示中国环境标志，不符合题意；
D、该图标表示中国节能标志，不符合题意。
故选：B；
（3）小卵石能除去颗粒较大的不溶性杂质，石英砂能除去颗粒较小的不溶性杂质，蓬松棉能滤去石英砂，故该装置能除去水中的不溶性杂质；
（4）若使净水效果更佳，改进该装置的做法是在石英砂和蓬松棉中间增加一层活性炭，活性炭具有吸附性，能吸附水中的色素及异味，使净水效果更佳；
（5）浑浊度越低代表水质越好，由实验数据可知，自制净水器处理得到的水浑浊度最低，说明其他条件相同时，使用自制净水器比使用滤纸和静置沉降净化效果更好。

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