2021版江蘇高考物理一輪復(fù)習(xí)講義：第12章實驗16　用油膜法估測油酸分子的大小Word版含答案【KS5U高考】

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1、高考資源網(wǎng)（） 您身邊的高考專家 實驗十六　用油膜法估測油酸分子的大小 1．實驗?zāi)康? 用油膜法估測分子的大小。 2．實驗原理 利用油酸酒精溶液在平靜的水面上形成單分子油膜(如圖所示)，將油酸分子看作球形，測出一定體積油酸溶液在水面上形成的油膜面積，用d＝計算出油膜的厚度，其中V為一滴油酸溶液中純油酸的體積，S為油膜面積。這個厚度就近似等于油酸分子的直徑。 3．實驗器材 已稀釋的油酸若干毫升、量筒1個、淺盤1只(30 cm40 cm)、純凈水、注射器(或滴管)1支、透

2、明玻璃板一塊、坐標(biāo)紙、彩色水筆1支、痱子粉或石膏粉(帶紗網(wǎng)或粉撲)。 4．實驗步驟 (1)取1 mL(1 cm3)的油酸溶于酒精中，制成200 mL的油酸酒精溶液。 (2)往邊長約為30～40 cm的淺盤中倒入約2 cm深的水，然后將痱子粉或石膏粉均勻地撒在水面上。 (3)用滴管(或注射器)向量筒中滴入n滴配制好的油酸酒精溶液，使這些溶液的體積恰好為1 mL，算出每滴油酸酒精溶液的體積V0＝ mL。 (4)用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散開，形成單分子油膜。 (5)待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將一塊較大的玻璃板蓋在淺盤上，用彩筆將油酸薄膜的形狀

3、畫在玻璃板上。 (6)將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，算出油酸薄膜的面積。 (7)根據(jù)油酸酒精溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V，根據(jù)純油酸的體積V和薄膜的面積S，算出油酸薄膜的厚度d＝，即為油酸分子的直徑。 比較算出的分子直徑， 看其數(shù)量級(單位為m)是否為10－10，若不是10－10需重做實驗。 5．注意事項 (1)在水面上撒石膏粉時，注意不要觸動淺盤中的水。 (2)在有機玻璃板上描繪輪廓時動作輕而迅速，眼睛視線要始終與玻璃垂直。 (3)酒精油酸溶液配制后不要長時間放置，以免改變濃度，產(chǎn)生誤差。 (4)注射器針頭高出水面的高度應(yīng)在1 cm之內(nèi)。當(dāng)針頭靠水面很近(

4、油酸未滴下之前)時，會發(fā)現(xiàn)針頭下方的粉層已被排開，是由針頭中酒精揮發(fā)所致，不影響實驗效果。 (5)待測油酸面擴散后又收縮，要在穩(wěn)定后再畫輪廓。擴散后又收縮，有兩個原因：第一，水面受油酸滴沖擊凹陷后又恢復(fù)；第二，酒精揮發(fā)后液面收縮。 (6)當(dāng)重做實驗時，水從盤的一側(cè)邊緣倒出，在這側(cè)邊緣會殘留油酸，可用少量酒精清洗，并用脫脂棉擦去，再用清水沖洗，這樣可保持盤的清潔。 (7)從盤的中央加痱子粉，使粉自動擴散至均勻，這是由于以下兩種因素所致：第一，加粉后水的表面張力系數(shù)變小，不將粉粒拉開；第二，粉粒之間的排斥，這樣做比粉撒在水面上的實驗效果好。 (8)本實驗只要求估算分子大小，實驗結(jié)果數(shù)量級符

5、合要求即可。 實驗原理與操作 1．將所有的實驗用具擦洗干凈，不能混用。 2．油酸酒精溶液的濃度以小于0.1%為宜。 3．方盤中的水離盤口面的距離應(yīng)較小，并要水平放置，以便準(zhǔn)確地畫出薄膜的形狀，畫線時視線應(yīng)與板面垂直。 1．(2019全國卷Ⅲ)用油膜法估算分子大小的實驗中，首先需將純油酸稀釋成一定濃度的油酸酒精溶液，稀釋的目的是________________。實驗中為了測量出一滴已知濃度的油酸酒精溶液中純油酸的體積，可以_______________。為得到油酸分子的直徑，還需測量的物理量是___________________。 [解析]　由于分子直徑非常小，極少量油酸

6、所形成的單分子層油膜面積也會很大，因此實驗前需要將油酸稀釋，使油酸在淺盤的水面上容易形成一塊單分子層油膜。可以用累積法測量多滴溶液的體積后計算得到一滴溶液的體積。油酸分子直徑等于油酸的體積與單分子層油膜的面積之比，即d＝，故除測得油酸酒精溶液中所含純油酸的體積外，還需要測量單分子層油膜的面積。 [答案]　使油酸在淺盤的水面上容易形成一塊單分子層油膜　把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，測出1 mL油酸酒精溶液的滴數(shù)，得到一滴溶液中純油酸的體積　單分子層油膜的面積 2．(多選)(2019湖北省武漢市調(diào)研)在“用油膜法估測分子的大小”的實驗中，下列做法正確的是(　　) A．用注射器吸取配制

7、好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，若100滴溶液的體積是1 mL，則1滴溶液中含有油酸10－2 mL B．往淺盤里倒入適量的水，再將痱子粉或細(xì)石膏粉均勻地撒在水面上 C．用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，同時將玻璃板放在淺盤上，并立即在玻璃板上描下油酸膜的形狀 D．根據(jù)1滴油酸酒精溶液中油酸的體積V和油膜面積S就可以算出油膜厚度d＝，即油酸分子的大小 BD　[用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，若100滴溶液的體積是1 mL，則1滴油酸酒精溶液的體積是10－2 mL，含有油酸的體積小于10－2 mL，選項A錯誤；往淺盤里倒入適量的水，再將痱子粉或

8、細(xì)石膏粉均勻地撒在水面上，選項B正確；用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，同時將玻璃板放在淺盤上，待油酸在液面上分布均勻并穩(wěn)定后，在玻璃板上描下油酸膜的形狀，選項C錯誤；根據(jù)1滴油酸酒精溶液中油酸的體積V和油膜面積S就可以算出油膜厚度d＝，即油酸分子的大小，選項D正確。] 3．在用油膜法估測油酸分子直徑的實驗中，有下列實驗步驟： ①往邊長約為40 cm的淺盤里倒入約2 cm深的水，待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上； ②用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形狀穩(wěn)定； ③將畫有油膜形狀的玻璃平板放在坐標(biāo)紙上，計算出油膜的面積，根據(jù)油酸的體積和面積計算出油酸分子直

9、徑的大小； ④用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內(nèi)每增減一定體積時的滴數(shù)，由此計算出一滴油酸酒精溶液的體積； ⑤將玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上。 (1)上述步驟中，正確的順序是：④①________(填寫步驟前面的數(shù)字)。 (2)實驗中所用的油酸酒精溶液的體積百分比濃度為0.05%，每滴溶液的體積為0.02 mL，描出油酸膜邊緣輪廓，油酸膜的面積約為110 cm2，由此可估算出油酸分子的直徑為________ m。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (3)實驗中若油酸未完全散開就測油膜面積，會導(dǎo)致計算分子直徑的結(jié)果比真實值________(

10、選填“偏大”或“偏小”)。 [解析]　(1)上述步驟中，正確的順序是：④①②⑤③。 (2)油酸分子的直徑為d＝＝ m＝9.110－10 m (3)實驗中若油酸未完全散開就測油膜面積，則S測量值偏小，則根據(jù)d＝，會導(dǎo)致計算分子直徑的結(jié)果比真實值偏大。 [答案]　 (1)②⑤③　(2)9.110－10　 (3)偏大 數(shù)據(jù)處理與誤差分析 1．純油酸體積的計算引起誤差。 2．油膜形狀的畫線誤差。 3．?dāng)?shù)格子法本身是一種估算的方法，自然會帶來誤差。 1．在“用油膜法估測油酸分子直徑”的實驗中，某同學(xué)按如下操作： a．在量筒中滴入一滴已配制好的油酸酒精溶液，測出其體積 b．在裝

11、有水、撒適量痱子粉的淺盤中滴入一滴已配制好的溶液，使薄膜形狀穩(wěn)定 c．將玻璃板放在淺盤上，將油膜形狀描繪在玻璃板上 d．將玻璃板平放在坐標(biāo)紙上，計算出油膜的面積，根據(jù)油酸體積和面積計算出油酸分子的直徑 (1)其中有操作錯誤的步驟是________。 (2)已知油酸酒精溶液中油酸體積所占比例為k，N滴油酸溶液體積為V，一滴油酸溶液形成油膜的面積為S，則油酸分子的直徑為________。 [解析]　(1)用量筒測一滴溶液的體積，無法操作，即使測量，誤差也很大，要測出一滴油酸酒精溶液的體積，應(yīng)在量筒中滴入N滴油酸酒精溶液，測出其體積為V，然后求出一滴該溶液的體積為V1＝，故有操作錯誤的步驟

12、是a。 (2)一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積為V2＝，一滴油酸酒精溶液形成的油膜面積為S，那么油酸分子直徑為d＝。 [答案]　(1)a　(2) 2．(1)“用油膜法估測分子的大小”實驗的科學(xué)依據(jù)是________。 A．考慮了各油酸分子間的間隙 B．不考慮各油酸分子間的間隙 C．將油酸形成的膜看成單分子油膜 D．將油酸分子看成立方體 (2)某學(xué)生在做“用油膜法估測分子的大小”的實驗時，計算結(jié)果偏大，可能是由于________。 A．油酸未完全散開 B．油酸溶液濃度低于實際值 C．計算油膜面積時，舍去了所有不足一格的方格 D．求每滴體積時1 mL的溶液的滴數(shù)多記了10滴

13、 (3)在“用油膜法估測分子大小”實驗中所用的油酸酒精溶液為1 000 mL溶液中有純油酸 0.6 mL，用量筒測得1 mL上述溶液為80滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤內(nèi)，讓油膜在水面上盡可能散開，油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖所示，圖中正方形方格的邊長為1 cm，試求： ①油酸膜的面積是________ cm2。(保留三位有效數(shù)字) ②每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是________ m3。 ③實驗測出油酸分子的直徑是________ m。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) ④實驗中為什么要讓油膜盡可能散開？________。 [解析]　(1)在“用油膜法估測分子的大小”實驗中，我們

14、的實驗依據(jù)是：①油膜是呈單分子分布的；②把油酸分子看成球形；③分子之間沒有空隙，由此可知A、D錯誤，B、C正確。 (2)計算油酸分子直徑的公式是d＝，V是純油酸的體積，S是油膜的面積。油酸未完全散開，S偏小，故得到的分子直徑d將偏大，故A正確；如果油酸溶液濃度低于實際值，則油酸的實際體積偏小，則直徑將偏小，故B錯誤；計算油膜面積時舍去了所有不足一格的方格，S將偏小，故得到的分子直徑將偏大，故C正確；求每滴體積時，1 mL的溶液的滴數(shù)誤多記了10滴，由V0＝可知，純油酸的體積將偏小，則計算得到的分子直徑將偏小，故D錯誤。 (3)①由圖示可知，由于每格邊長為1 cm，則每一格就是1 cm2 ，估算油膜面積以超過半格以一格計算，小于半格就舍去的原則，估算出105格。則油酸薄膜面積S＝105 cm2； ②一滴油溶液中含油的體積為V＝＝7.510－6 mL＝7.510－12 m3； ③所以油酸分子直徑為d＝＝＝7.110－10 m； ④當(dāng)油酸溶液滴在水面后，讓油膜盡可能散開，目的是為了讓油膜在水面上形成單分子油膜。 [答案]　(1)BC　(2)AC　(3)①115　 ②7.510－12?、?.110－10?、苓@樣做的目的是為了讓油膜在水面上形成單分子油膜 高考資源網(wǎng)版權(quán)所有，侵權(quán)必究！