再探分子运动实验

孙佳颖

摘要：人教版初三化学上册有关“分子运动”的活动与探究实验，通过浓氨水挥发使酚酞溶液变红这一现象得出“分子在不停地运动”。但该实验存在不易观察到分子的运动过程的缺陷。笔者以教材实验为基础，对该实验进行补充、拓展，并运用于实际教学中，以形象、直观的实验展示引导学生构建分子运动的知识网络。补充实验以本章试题中多次出现的实验——浓氨水与浓盐酸的白烟实验为基础，改进成较为完备的综合性实验。

关键词：改进实验;分子运动

一、相关实验试题片段

某化学学习小组通过实验探究分子的性质。

【查阅资料】 浓氨水和浓盐酸都具有很强的挥发性。

【拓展探究】 该小组同学在玻璃管两端同时放入蘸有试剂的棉花，做了如图所示实验，发现在玻璃罐内形成了白色烟环（成分为氯化铵），且白色烟环偏向蘸有浓盐酸的棉花一端。

【现象分析】 写出该反应的文字表达式： ;

白色烟环偏向于蘸有浓盐酸的棉花一端的原因是： 。

实验内容分析：

该实验原理是：浓氨水和浓盐酸都具有挥发性，挥发出来的氨气（NH3）和氯化氢（HCl）气体相遇发生反应，生成氯化铵（NH4Cl）即产生白烟的现象。人教社高中化学教材中安排了氨与氯化氢的“空中生烟”实验（见图2）。“氮肥的生产与使用”的课堂教学中，不少教师改进了氨气与氯化氢的“空中生烟”实验。

经常有试题引用该实验来解释分子在不断运动的原理。氨分子与氯化氢分子在试管中不断地运动，通过产生的白烟说明二者相遇并发生了反应。同时，进一步追问白烟产生的位置，从而解释分子的运动速率有差异，氨分子的运动速度比氯化氢分子更快。

二、改进实验设计

1.实验装置如图3：

2.实验步骤：

①分别用体积相同的小棉球蘸取等量浓氨水和浓盐酸，迅速放入对应的细口瓶A、B中（A中放浓氨水，B中放浓盐酸，以下皆用A瓶和B瓶表示），用橡胶塞密封，静置片刻。

②取下塞子，迅速将两只细口瓶的瓶口相对，观察实验现象。

3.实验现象

（1）用小棉球蘸取浓盐酸和浓氨水的过程中，都闻到了刺激性气味。

（2）小棉球放入细口瓶后，瓶中无明显变化。

（3）打开细口瓶塞子时，均听到“噗”的一声。但是A瓶声响更大。

（4）接触的瓶口处首先出现白烟，并且白烟逐渐出现在两个细口瓶内部，并且B瓶中先出现大量白烟。瓶口外侧也出现了少许白烟。

（5）一段时间后，B瓶中白烟明显更多，已经充满细口瓶。而A瓶中，

白烟主要集中在瓶身的下半部分，上半部分白烟稀少，有清晰的分层。（见图4）

4.实验分析与归纳

引导学生从微观角度分析、解释观察到的实验现象

（1）现象一是由于分子在不停地运动，氨分子和氯化氢分子扩散到了空气中，进而我们闻到了气味。

（2）现象二中无法从塞紧塞子的细口瓶处闻到刺激性气味，因此不能推测分子是否在运动。

（3）现象三种打开塞子的时候有明显的“噗”的声音，这是因为塞上了塞子后，氨分子和氯化氢分子这两种气体分子仍在运动，虽然无法扩散到空气中，但挥发出的气体分子使得瓶内气压增大，所以打开塞子时才会有明显的响声。并且，A瓶打开时声音更大，说明装有浓氨水的细口瓶内部气压更大，也就是氨分子比氯化氢分子运动得更加剧烈。

（4）现象四中出现白烟说明产生了新物质，这是化学变化。B瓶中先出现明显的白烟说明氨分子运动更加剧烈，运动速度也更快，先运动到了B瓶中。瓶口外侧出现的少许白烟，则是因为瓶口处只是靠在一起，没有做到完全的密闭，有少量氨分子和氯化氢分子逸散到瓶外，在瓶口外形成白烟。说明了分子的运动是无规则的，会向各个方向运动。

（5）现象五中，装有B瓶中很快的充滿白烟，同样说明氨分子的运动更剧烈，运动速度更快。同时，A瓶中的白烟主要集中在下半部分说明了氯化氢分子运动到A瓶中时，主要集中在下半部分，也就是氯化氢分子主要在下半部分区域运动。这说明虽然分子的质量很小，但是不同的分子质量也不同，氯化氢分子的质量明显大于氨分子。宏观表现也就是在相同条件下，氯化氢气体的密度大于氨气。

三、小结

演示改进后的“白烟实验”，产生5个紧密联系、层层递进的实验现象，完整地呈现分子运动的相关知识点。

分子在不停地运动分子做无规则运动不同分子运动的剧烈程度不同，速度不同分子的“无规则”运动有规律分子的质量

参考文献：

[1]孙重阳，吴伟新.看得见的分子运动轨迹——探究分子运动实验的组合设计[J].教育与装备研究，2018（04）.

[2]冯红梅.基于绿色化学、微型实验理念下的分子运动实验的改进[J].化学教与学，2018（11）.

（作者单位：南京市文枢初级中学，江苏 南京210006）