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1、第3讲实验：用油膜法估测分子的大小基础巩固1.2017北京丰台一模,21(1)利用“油膜法估测分子直径”实验体现了构建分子模型的物理思想,也体现了通过对宏观量的测量来实现对微观量的间接测量方法。某同学的操作步骤如下:A.取一定量的无水酒精和油酸,制成一定浓度的油酸酒精溶液;B.在量筒中滴入一滴该溶液,测出它的体积;C.在蒸发皿内盛一定量的水,再滴入一滴油酸酒精溶液,待其散开稳定;D.在蒸发皿上覆盖带方格的透明玻璃板,描出油膜形状,算出油膜的面积。该同学上述实验步骤中有问题的是(填字母代号)。若该同学计算出滴在水面上油酸酒精溶液中油酸的体积为V,测得单分子油膜的面积为S,则油酸分子的直径D=。2
2、.将1 cm3的油酸溶于酒精,制成200 cm3的油酸酒精溶液,已知1 cm3的溶液有50滴,现取1滴油酸酒精溶液滴到水面上,随着酒精溶于水,油酸在水面上形成一单分子薄层,已测出这一薄层的面积为0.2 m2,由此可估测油酸分子的直径为m。3.2017北京朝阳一模,21(1)在“用油膜法估测分子直径”的实验中,某同学配置好油酸酒精溶液,并测出一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积为V,之后又进行了下列操作,其中错误的一项是;其余正确操作的合理顺序是。A.将一滴纯油酸滴到水面上,让它在水面上自由地扩散为油酸膜B.将一滴油酸酒精溶液滴到水面上,让它在水面上自由地扩散为油酸膜C.向浅水盘中倒入约2 cm深
3、的水,将痱子粉均匀地撒在水面上D.将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算出油酸膜的面积S,再根据d=估算出油酸分子的直径E.将玻璃板盖到浅水盘上,用彩笔将油酸膜的轮廓画在玻璃板上4.(1)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时,已经准备的器材有:油酸酒精溶液、滴管、浅盘和水、玻璃板、彩笔,要完成本实验,还欠缺的器材有。(2)在用油膜法粗测分子直径的实验中,在哪些方面做了理想化的假设:;实验中滴在水面的是油酸酒精溶液而不是纯油酸,且通常只滴一滴,这是因为;在将油酸酒精溶液滴向水面前,要先在水面上均匀撒些痱子粉,这样做是为了。(3)下图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的4个步骤,将它们按操作
4、先后顺序排列应是(用符号表示)。(4)在做“用油膜法估测分子大小”的实验中,已知实验室中使用的油酸酒精溶液的体积浓度为A,又用滴管测得N滴这种油酸酒精溶液的总体积为V,将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上,在玻璃板上描出油膜的边界线,再把玻璃板放在画有边长为a的正方形小格的纸上,如图所示,测得油膜占有的小正方形个数为x。用以上字母表示油酸分子直径的大小d=;从图中数得油膜占有的小正方形个数为x=。综合提能油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中含有油酸0.6 mL,现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液,量筒中的溶液体积增加了1 mL,若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大的盛水的浅盘中,由
5、于酒精溶于水,油酸在水面展开,稳定后形成的油酸薄膜的形状如图所示。若每一小方格的边长为25 mm,试问:(1)这种估测方法是将每个油酸分子视为模型,让油酸尽可能地在水面上散开,则形成的油膜可视为油酸薄膜,这层油酸薄膜的厚度可视为油酸分子的。图中油酸薄膜的面积为 m2;每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是m3;根据上述数据,估测出油酸分子的直径是m。(结果保留两位有效数字)(2)某同学在实验过程中,在距水面约2 cm的位置将一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油酸薄膜,实验时观察到,油酸薄膜的面积扩张后又收缩了一些,这是为什么呢?请写出你分析的原因: 答案精解精析基础巩固1.答案BCV/S解析直接测一
6、滴溶液的体积误差太大,可测3050滴溶液的体积,再算出一滴溶液的体积,这样误差较小,故B项错误;向蒸发皿滴入油酸酒精溶液前,需在水面上撒上一薄层痱子粉,故C项错误。认为油酸分子紧密排列,由柱体体积公式可知D=。2.答案510-10解析每1 cm3的油酸酒精溶液中含有油酸的体积为 cm3。每1滴溶液中含油酸的体积为 cm3=110-4 cm3=110-10 m3。油酸在水面上形成油膜,油膜的厚度即油酸分子的直径d= m=510-10 m。3.答案ACBED解析“用油膜法估测分子直径”的实验中,必须使用油酸酒精溶液,因为一滴纯油酸所含分子个数太多,形成的油膜将极大,故A是错误的。4.答案(1)量筒
7、、痱子粉、坐标纸、试剂瓶(2)将油膜看成单分子膜,将油酸分子看做球形,认为油酸分子是一个紧挨一个的纯油酸粘滞力较大,直接测量体积时误差太大界定油膜的边界(3)dacb(4)110(108112均正确)解析(1)根据实验要求,所缺的器材为量筒、痱子粉、坐标纸、试剂瓶。(2)见答案。(3)由实验可知正确操作顺序为dacb。(4)一滴纯油酸的体积为,一滴油酸在水面上散开的面积为xa2,则d=。由图中可数出油膜占有小正方形个数约为110个。综合提能答案(1)球体单分子直径4.410-21.210-112.710-10(2)见解析解析(1)油膜约占70个小格,面积约为S=70252510-6 m24.410-2 m2一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为V=10-6 m3=1.210-11 m3油酸分子的直径约等于油膜的厚度d= m2.710-10 m。(2)主要有两个原因:水面受下落液滴冲击,先下陷后又恢复水平,因此油酸薄膜面积会先扩张后收缩;油酸酒精溶液中的酒精挥发,使液面收缩。
