第47講實(shí)驗(yàn)十

1、.第47講實(shí)驗(yàn)十：用油膜法估測(cè)分子的大小考情剖析考察內(nèi)容考綱要求考察年份考察詳情才能要求實(shí)驗(yàn)、探究：用油膜法估測(cè)分子的大小弱項(xiàng)清單實(shí)驗(yàn)步驟操作填寫不標(biāo)準(zhǔn)，分不清一滴油酸酒精溶液體積中純油酸的體積.實(shí)驗(yàn)儲(chǔ)藏一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠脝畏肿佑湍しy(cè)分子大小二、實(shí)驗(yàn)原理將一滴體積的小油滴，滴在水面上，在水面上盡可能的散開(kāi)形成一層極薄的油膜我們把分子看成一個(gè)個(gè)的小球、油酸分子一個(gè)緊挨一個(gè)整齊排列，此時(shí)油膜可看成單分子油膜，油膜的厚度看成是油酸分子的直徑，所以只要再測(cè)定出這層油膜的面積，就可求出油分子直徑的大小設(shè)一定體積V的油酸滴在水面上形成單分子層油膜，測(cè)出油膜的面積S，根據(jù)VSd可求dd為膜厚度，d可以認(rèn)為是分

2、子直徑用單分子油膜法估算分子大小直徑的方法根據(jù)油酸分子直徑d可知，我們要計(jì)算出油酸分子d就需要實(shí)驗(yàn)中形成油膜的純油酸的體積V、形成的單分子油膜面積S.1純油酸體積V的計(jì)算方法1配置油酸酒精溶液在實(shí)驗(yàn)前配置一定濃度的油酸酒精溶液時(shí)，假設(shè)向1 mL的油酸中加酒精，配置成500 mL的油酸酒精溶液，那么1 mL的油酸酒精溶液含有 mL的油酸2取1滴油酸酒精溶液用注射器取油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒內(nèi)，假設(shè)100滴油酸酒精溶液的體積為1 mL，那么一滴油酸酒精溶液的體積就是 mL.通過(guò)以上兩步，所用一滴的油酸酒精溶液中純油酸的體積為× mL2×105 mL.更一般的求法，

3、設(shè)體積為x mL的油酸，配置成y mL的油酸酒精溶液假設(shè)M mL的油酸酒精溶液為N滴，那么一滴的油酸酒精溶液純油酸的體積V×.2單分子油膜面積S的計(jì)算方法將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，數(shù)出輪廓內(nèi)坐標(biāo)紙正方形的個(gè)數(shù)多于半個(gè)的算一個(gè)，缺乏半個(gè)的舍去假設(shè)總個(gè)數(shù)為k個(gè)，坐標(biāo)紙上每一正方形小格的面積為要S0，那么油酸薄膜的面積Sk·S0.單分子油膜實(shí)驗(yàn)測(cè)得的分子直徑數(shù)量級(jí)大約是1010 m，實(shí)驗(yàn)的結(jié)論有力的說(shuō)明了物體是由體積很小的分子組成的三、實(shí)驗(yàn)器材1滴管；2.淺水盤；3.玻璃板；4.彩筆；5.坐標(biāo)紙；6.量筒；7.酒精油酸溶液；8.水；9.痱子粉四、實(shí)驗(yàn)步驟1用注射器或滴

4、管將老師先配制好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內(nèi)增加一定體積例如1 mL時(shí)的滴數(shù)2實(shí)驗(yàn)時(shí)先往邊長(zhǎng)為30 cm40 cm的淺盤里倒入約2 cm深的水，然后將痱子粉或石膏粉均勻地撒在水面上，再用注射器或滴管將老師事先配制好的酒精油酸溶液滴在水面上一滴，形成如下圖的形狀，待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后，將事先準(zhǔn)備好的玻璃板或有機(jī)玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上描下油酸膜的形狀3將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，算出油酸薄膜的面積S.求面積時(shí)以坐標(biāo)紙上邊長(zhǎng)為1 cm的正方形為單位，計(jì)算輪廓內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)，缺乏半個(gè)的舍去，多于半個(gè)的算一個(gè)4根據(jù)老師配制的酒精油酸溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體

5、積V，根據(jù)油酸的體積V和薄膜的面積S即可算出油酸薄膜的厚度d，即油酸分子直徑的大小五、本卷須知1油酸酒精溶液的濃度應(yīng)較小且配制后不要長(zhǎng)時(shí)間放置，以免酒精揮發(fā)改變?nèi)芤簼舛犬a(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差2痱子粉的用量不要太大，并從盤中央?yún)⒓?，使粉自?dòng)擴(kuò)散至均勻3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)滴數(shù)，這樣求平均值誤差較小4待測(cè)油酸面擴(kuò)散后又收縮，要在穩(wěn)定后再畫輪廓，擴(kuò)散后又收縮有兩個(gè)原因：第一是水面受油酸滴沖擊凹陷后恢復(fù)；第二是酒精揮發(fā)后液面收縮5淺盤里水離盤口面的間隔 應(yīng)較小，并要程度放置，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本實(shí)驗(yàn)只要求估

6、算分子大小，實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)量級(jí)符合要求即可7在計(jì)算體積和面積時(shí)要注意單位的換算.1 mL106 m3，1 cm2104 m2.8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，然后用脫脂棉擦去酒精，最后用水沖洗，以保持盤的清潔六、誤差分析1純油酸體積的計(jì)算誤差2油膜面積的測(cè)量誤差主要是：1油膜形狀的畫線誤差；2數(shù)格子法本身是一種估算的方法，自然會(huì)帶來(lái)誤差技能優(yōu)化【典型例題1】利用油膜法估測(cè)油酸分子的大小，實(shí)驗(yàn)器材有：濃度為0.05%體積分?jǐn)?shù)的油酸酒精溶液、最小刻度為0.1 mL的量筒、盛有適量清水的規(guī)格為30 cm×40 cm的淺盤、痱子粉、橡皮頭滴管、玻璃板、彩筆、坐標(biāo)紙1下面是

7、實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)?zhí)顚懰钡牟襟EC.A用滴管將濃度為0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下滴入1 mL油酸酒精溶液時(shí)的滴數(shù)N；B將痱子粉均勻地撒在淺盤內(nèi)的水面上，用滴管汲取濃度為0.05%的油酸酒精溶液，從靠近水面處向淺盤中央一滴一滴地滴入油酸酒精溶液，直到油酸薄膜有足夠大的面積且不與器壁接觸為止，記下滴入的滴數(shù)n；C_；D將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃放在坐標(biāo)紙上，以坐標(biāo)紙上邊長(zhǎng)為1 cm的正方形為單位，計(jì)算輪廓內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)，算出油酸薄膜的面積S.2用已給的和測(cè)得的物理量表示單個(gè)油酸分子的大小_單位：cm1.測(cè)量分子大小的方法有很多，如油膜法、顯微法等1在“用油膜法估測(cè)分子的大小的實(shí)驗(yàn)中，

8、用移液管量取0.25 mL油酸，倒入標(biāo)注250 mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250 mL的溶液然后用滴管汲取這種溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面到達(dá)量筒中1 mL的刻度，再用滴管取配好的油酸酒精溶液，向撒有痱子粉的盛水淺盤中滴下2滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜穩(wěn)定后，放在帶有正方形坐標(biāo)格的玻璃板下觀察油膜，如圖甲所示坐標(biāo)格的正方形大小為2 cm×2 cm.由圖可以估算出油膜的面積是_cm2保存兩位有效數(shù)字，由此估算出油酸分子的直徑是_m保存一位有效數(shù)字甲乙2如圖乙是用掃描隧道顯微鏡拍下的一個(gè)“量子圍欄的照片這個(gè)量子圍欄是由48個(gè)鐵原子在銅的外表排列成直徑為1.4

9、3×108 m的圓周而組成的由此可以估算出鐵原子的直徑約為_(kāi)m結(jié)果保存兩位有效數(shù)字【典型例題2】某同學(xué)在進(jìn)展“用油膜法估測(cè)分子的大小的實(shí)驗(yàn)前，查閱數(shù)據(jù)手冊(cè)得知：油酸的摩爾質(zhì)量M0.283 kg·mol1，密度0.895×103 kg·m3.假設(shè)100滴油酸的體積為1 mL，那么1滴油酸所能形成的單分子油膜的面積約是多少？取NA6.02×1023 mol1.球的體積V與直徑D的關(guān)系為VD3，結(jié)果保存一位有效數(shù)字2.17年蘇北六市聯(lián)考在“用油膜法估測(cè)分子的大小實(shí)驗(yàn)中，將V01 ml的油酸溶于酒精，制成V600 ml的油酸酒精溶液，測(cè)得1 ml的油酸

10、酒精有75滴，現(xiàn)取一滴該油酸酒精溶液滴在水面上，測(cè)得所形成穩(wěn)定的油膜面積S0.04 m2，由此估算油酸分子的直徑為多大？結(jié)果保存一位有效數(shù)字【學(xué)習(xí)建議】弄清一滴油酸酒精溶液的體積和一滴油酸酒精溶液體積中純油酸的體積，再除以油膜面積，即求得油酸分子直徑當(dāng)堂檢測(cè)1.將1 cm3油酸溶于酒精中，制成200 cm3油酸酒精溶液1 cm3溶液中有50滴現(xiàn)取一滴油酸酒精溶液滴到水面上，隨著酒精溶于水后，油酸在水面上形成一單分子薄層已測(cè)出這薄層的面積為0.2 m2，由此估測(cè)油酸分子的直徑為 A2×1010 m B5×1010 m C2×109 m D5×109 m2多

11、項(xiàng)選擇關(guān)于“用油膜法估測(cè)油酸分子的大小的實(shí)驗(yàn)，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是 A單分子油膜的厚度被認(rèn)為等于油酸分子的直徑 B實(shí)驗(yàn)時(shí)先將一滴油酸酒精溶液滴入水面，再把痱子粉撒在水面上 C實(shí)驗(yàn)中數(shù)油膜輪廓內(nèi)的正方形格數(shù)時(shí)，缺乏半格的舍去，超過(guò)半格的算一格 D處理數(shù)據(jù)時(shí)將一滴油酸酒精溶液的體積除以油膜面積就算得油酸分子的直徑3多項(xiàng)選擇某同學(xué)在用油膜法估測(cè)分子直徑的實(shí)驗(yàn)中，計(jì)算結(jié)果明顯偏大，可能是由于 A油酸未完全散開(kāi) B油酸中含有大量的酒精 C計(jì)算油膜面積時(shí)，舍去了所有缺乏一格的方格 D求每滴體積時(shí)，1 mL的溶液的滴數(shù)錯(cuò)誤地多記了10滴4某種油酸密度為、摩爾質(zhì)量為M、油酸分子直徑為d，將該油酸稀釋為體積濃

12、度為的油酸酒精溶液，用滴管取一滴油酸酒精溶液滴在水面上形成油膜，一滴油酸酒精溶液的體積為V.假設(shè)把油膜看成是單分子層，每個(gè)油分子看成球形，那么油分子的體積為D3，求：1一滴油酸酒精溶液在水面上形成的面積；2阿伏加德羅常數(shù)NA的表達(dá)式51在做“用油膜法估測(cè)分子的大小的實(shí)驗(yàn)時(shí)，已經(jīng)準(zhǔn)備的器材有：油酸酒精溶液、滴管、淺盤和水、玻璃板、彩筆，要完本錢實(shí)驗(yàn)，還欠缺的器材有_2本實(shí)驗(yàn)，在哪些方面作了理想化的假設(shè)_；實(shí)驗(yàn)中滴在水面的是油酸酒精溶液而不是純油酸，且只能滴一滴，這是因?yàn)開(kāi)；在將油酸酒精溶液滴向水面前，要先在水面上均勻撒些痱子粉，這樣做是為了_3下面4個(gè)圖反映“用油膜法估測(cè)分子的大小實(shí)驗(yàn)中的4個(gè)步

13、驟，將它們按操作的先后順序排列應(yīng)是_用符號(hào)表示4在做“用油膜法估測(cè)分子大小的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室中使用的油酸酒精溶液的體積濃度為A，又用滴管測(cè)得N滴這種油酸酒精的總體積為V，將一滴這種溶液滴在淺盤中的水面上，在玻璃板上描出油膜的邊界限，再把玻璃板放在畫有邊長(zhǎng)為a的正方形小格的紙上，如下圖，測(cè)得油膜占有的小正方形個(gè)數(shù)為X.第5題圖用以上字母表示油酸分子直徑的大小d_從圖中數(shù)得油膜占有的小正方形個(gè)數(shù)為X_第47講實(shí)驗(yàn)十：用油膜法估測(cè)分子的大小技能優(yōu)化·典型例題1·待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上【解析】1待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺

14、盤上，用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上；2每滴油酸酒精溶液的體積為 cm3，n滴油酸精溶液所含純油酸的體積為V×0.05% cm3，所以單個(gè)油酸分子的大小d cm. ·變式訓(xùn)練1·12.6×102 8×1010 29.4×1010【解析】1數(shù)油膜覆蓋的正方形格數(shù)，大于半格的算一格，小于半格的舍去，得到估算出油膜的面積是S格數(shù)×2 cm×2 cm2.6×102 cm2.溶液濃度為，每滴溶液體積為 mL，2滴溶液中所含油酸體積為V2×105 cm3.油膜厚度即油酸分子的直徑是d8×101

15、0 m2直徑為1.43×108 m的圓周周長(zhǎng)為d4.49×108m，可以估算出鐵原子的直徑約為4.49×108 m÷489.4×1010 m.·典型例題2·1×101 m2【解析】一個(gè)油酸分子的體積V0，由球的體積與直徑的關(guān)系得油酸分子直徑D.最大面積S，解得S1×101 m2.·變式訓(xùn)練2·6×1010 m【解析】根據(jù)純油酸的體積V和油膜面積S，可計(jì)算出油膜的厚度L, 把油膜厚度L視為油酸分子的直徑，那么d，那么每滴油酸酒精溶液的體積是 mL, 而1 mL的油酸溶于酒精，制

16、成600 mL的油酸酒精溶液， 那么一滴油酸酒精溶液中含純油酸的體積是V××106 m3，那么根據(jù)題目要求保存一位有效數(shù)字可以知道油酸分子的直徑為6×1010 m. 當(dāng)堂檢測(cè)1B【解析】1滴油酸酒精溶液中含有的油酸體積為×106m21010 m3，油膜分子是單分子油膜，根據(jù)d5×1010 m，所以B項(xiàng)正確2AC【解析】單分子油膜的厚度被認(rèn)為等于油酸分子的直徑，選項(xiàng)A正確；實(shí)驗(yàn)時(shí)先把痱子粉撒在水面上，再將一滴油酸酒精溶液滴入水面，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中數(shù)油膜輪廓內(nèi)的正方形格數(shù)時(shí)，缺乏半格的舍去，超過(guò)半格的算一格，選項(xiàng)C正確；處理數(shù)據(jù)時(shí)將一滴油酸酒精溶液含有的純油酸體積除以油膜面積就算得油酸分子的直徑，選項(xiàng)D錯(cuò)誤3AC【解析】由公式d可知，計(jì)算結(jié)果偏大，是V的測(cè)量值偏大或S偏小，AC選項(xiàng)會(huì)引起油膜面積的測(cè)量值偏小，B選項(xiàng)不影響，D選項(xiàng)會(huì)引起一滴油酸的體積V偏小412NA【解