(通用版)2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十三章 第78課時(shí) 用油膜法估測(cè)分子的大?。▽?shí)驗(yàn)增分課)講義(含解析).doc
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第78課時(shí) 用油膜法估測(cè)分子的大小(實(shí)驗(yàn)增分課) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1.估測(cè)油酸分子的大小。 2.學(xué)會(huì)間接測(cè)量微觀量的原理和方法。 二、實(shí)驗(yàn)原理 1.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。 2.將油酸分子視為球形,測(cè)出一定體積油酸溶液在水面上形成的油膜面積。 3.用d=計(jì)算出油膜的厚度(V為一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積,S為油膜面積),這個(gè)厚度就近似等于油酸分子的直徑。 三、實(shí)驗(yàn)器材 清水、盛水淺盤、滴管(或注射器)、試劑瓶、坐標(biāo)紙、玻璃板、痱子粉(或細(xì)石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩筆。 謹(jǐn)記部分器材用途 盛水淺盤 提供平靜的水面 坐標(biāo)紙、玻璃板 描繪單分子油膜的形狀 痱子粉 撒在水面上使油膜邊界清晰 油酸酒精溶液 獲得單分子油膜 四、實(shí)驗(yàn)步驟 1.取1 mL油酸溶于酒精中,制成200 mL油酸酒精溶液。 2.往邊長(zhǎng)約為30~40 cm的淺盤中倒入約2 cm深的水,然后將痱子粉(或細(xì)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(kāi),形成單分子油膜。 5.待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后,將準(zhǔn)備好的玻璃板蓋在淺盤上,用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上。 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。方法是計(jì)算輪廓范圍內(nèi)正方形的個(gè)數(shù),不足半個(gè)的舍去,多于半個(gè)的算一個(gè),把正方形的個(gè)數(shù)乘以單個(gè)正方形的面積就是油膜的面積。 7.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,利用一滴溶液中純油酸的體積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(jí)(單位為m)是否為10-10,若不是10-10 需重做實(shí)驗(yàn)。 五、數(shù)據(jù)處理 根據(jù)上面記錄的數(shù)據(jù),完成以下表格內(nèi)容。 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 量筒內(nèi)增加1 mL溶液時(shí)的滴數(shù) 輪廓內(nèi)的小格子數(shù) 輪廓面積S 1 2 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 一滴溶液中純油酸的體積V 分子的大小(m) 平均值 1 2 六、誤差分析 1.油酸酒精溶液配制后若長(zhǎng)時(shí)間放置,溶液的濃度會(huì)改變,會(huì)給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)較大誤差。 2.純油酸體積的計(jì)算誤差。 3.油膜面積的測(cè)量誤差。 4.油膜形狀的畫線誤差。 5.?dāng)?shù)格子法本身是一種估算的方法,自然會(huì)帶來(lái)誤差。 七、注意事項(xiàng) 1.油酸酒精溶液配制后不宜長(zhǎng)時(shí)間放置,以免濃度改變,產(chǎn)生誤差。 2.油酸酒精溶液的濃度應(yīng)小于 為宜。 3.痱子粉(或細(xì)石膏粉)的用量不要太大,否則不易成功。 4.測(cè)1滴油酸酒精溶液的體積時(shí),滴入量筒中的油酸酒精溶液的體積應(yīng)為整毫升數(shù),應(yīng)多滴幾毫升,數(shù)出對(duì)應(yīng)的滴數(shù),這樣求平均值誤差較小。 5.淺盤里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(shí)視線應(yīng)與板面垂直。 6.要待油膜形狀穩(wěn)定后,再畫輪廓。 7.本實(shí)驗(yàn)只要求估算分子的大小,實(shí)驗(yàn)結(jié)果的數(shù)量級(jí)符合即可。 8.做完實(shí)驗(yàn)后,把水從盤的一側(cè)邊緣倒出,并用少量酒精清洗,然后用脫脂棉擦去,最后用水沖洗,以保持盤的清潔。 1.油酸酒精溶液的濃度為每1 000 mL油酸酒精溶液中有純油酸0.6 mL,現(xiàn)用滴管向量筒內(nèi)滴加50滴該溶液,量筒中的溶液體積增加了1 mL,把一滴該油酸酒精溶液滴入足夠大盛水的淺盤中,由于酒精溶于水,油酸在水面展開(kāi),穩(wěn)定后形成的油膜的形狀如圖所示。若每一小方格的邊長(zhǎng)為25 mm,試問(wèn): (1)這種估測(cè)方法是將每個(gè)油酸分子視為_(kāi)_______模型,讓油酸盡可能地在水面上散開(kāi),則形成的油膜可視為_(kāi)______油膜,這層油膜的厚度可視為油酸分子的________。圖中油酸膜的面積為_(kāi)_______m2;每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是________m3;根據(jù)上述數(shù)據(jù),估測(cè)出油酸分子的直徑是________m。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字) (2)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,在距水面約2 cm的位置將一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜,實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到,油膜的面積先擴(kuò)張后又收縮了一些,這是為什么呢? 請(qǐng)寫出你分析的原因:____________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:(1)這種估測(cè)方法是將每個(gè)油酸分子視為球體模型,讓油酸盡可能地在水面上散開(kāi),則形成的油膜可視為單分子油膜,這層油膜的厚度可視為油酸分子的直徑。由題圖可知油膜面積約占56小格,面積約為S=56252510-6 m2=3.510-2 m2,每一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積為V=10-6 m3=1.210-11 m3,油酸分子的直徑約等于油膜的厚度d== m≈3.410-10 m。 (2)水面受到落下的油酸酒精溶液的沖擊,先陷下后又恢復(fù)水平,因此油膜的面積擴(kuò)張;油酸酒精溶液中的酒精揮發(fā),使油膜的面積收縮。 答案:(1)球體 單分子 直徑 3.510-2 1.210-11 3.410-10 (2)水面受到落下的油酸酒精溶液的沖擊,先陷下后又恢復(fù)水平,因此油膜的面積擴(kuò)張;油酸酒精溶液中的酒精揮發(fā),使油膜的面積收縮 2.在做“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中: (1)關(guān)于油膜面積的測(cè)量方法,下列說(shuō)法中正確的是( ) A.油酸酒精溶液滴入水中后,要立刻用刻度尺去量油膜的面積 B.油酸酒精溶液滴入水中后,要讓油膜盡可能地散開(kāi),再用刻度尺去量油膜的面積 C.油酸酒精溶液滴入水中后,要立即將油膜的輪廓畫在玻璃板上,再利用坐標(biāo)紙去計(jì)算油膜的面積 D.油酸酒精溶液滴入水中后,要讓油膜盡可能散開(kāi),等到形狀穩(wěn)定后,再把油膜的輪廓畫在玻璃板上,用坐標(biāo)紙去計(jì)算油膜的面積 (2)實(shí)驗(yàn)中,將1 cm3的油酸溶于酒精,制成200 cm3的油酸酒精溶液,又測(cè)得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴,現(xiàn)將1滴溶液滴到水面上,水面上形成0.2 m2的單分子薄層,由此可估算油酸分子的直徑d=________m。 解析:(1)在做“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中,油酸酒精溶液滴入水中后,油膜會(huì)散開(kāi),待穩(wěn)定后,再在玻璃板上畫下油膜的輪廓,用坐標(biāo)紙計(jì)算油膜面積,故D對(duì)。 (2)一滴油酸酒精溶液里含純油酸的體積V= cm3=10-10 m3,油酸分子的直徑d== m=510-10 m。 答案:(1)D (2)510-10 3.在“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中,所用油酸酒精溶液的濃度為每104 mL溶液中有純油酸6 mL,用注射器測(cè)得1 mL上述溶液為75滴。把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里,待油膜穩(wěn)定后,將玻璃板放在淺盤上,用彩筆在玻璃板上描出油膜的輪廓,再把玻璃板放在坐標(biāo)紙上,其形狀和尺寸如圖所示,坐標(biāo)紙中正方形小方格的邊長(zhǎng)為1 cm。則: (1)油酸薄膜的面積是________cm2。 (2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是______mL。(結(jié)果保留一位有效數(shù)字) (3)按以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估測(cè)出油酸分子直徑約為_(kāi)_______m。(結(jié)果保留一位有效數(shù)字) 解析:(1)由題圖可知輪廓內(nèi)小正方形的個(gè)數(shù)為115個(gè),則油酸膜的面積約為S=115 cm2。 (2)每滴酒精油酸溶液中含有純油酸的體積 V=1 mL=810-6 mL。 (3)把油酸分子看成球形,且不考慮分子間的空隙,則油酸分子直徑 d== m≈710-10 m。 答案:(1)1153 (2)810-6 (3)710-10 (1)油酸薄膜的面積要用帶方格的坐標(biāo)紙來(lái)估算。計(jì)算方格數(shù)時(shí),除整格外,大于半格的算一格,小于半格的舍去。 (2)由于滴在水面上的不是純油酸,而是油酸酒精溶液,故油酸的體積需要進(jìn)行換算?! ?- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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