物理人教版 (2019)2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小优秀课件ppt

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第2节 实验：用油膜法估测油酸分子的大小

1.[多选]油膜法粗略测定分子直径的实验基础是(　　)

A.把油酸分子视为球体，其直径即为油膜的厚度

B.让油酸在水面上充分散开，形成单分子油膜

C.油酸分子的直径等于滴到水面上的油酸的体积除以油膜的面积

D.油酸分子直径的数量级是10－15m

2．在用“油膜法测量油酸分子大小”的实验中，下列说法中正确的是(　　)

A.实验时应先将一滴油酸酒精溶液滴入水面，再把痱子粉洒在水面上

B.计算油膜面积时，应舍去所有不足一格的方格

C.油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应油膜面积

D.用油膜法可以精确测量分子的大小

3.某同学在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验时，测得油酸分子的直径明显偏大。可能的原因是              （　　）

A.油酸还未完全散开

B.所用油酸溶液中含有大量酒精

C.计算油膜面积时，将所有不足一格的正方形都当成一格计算

D.在计算一滴溶液的体积时，少算了液滴数

4.在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，实验用的盛水浅盘长为40 cm，宽为30 cm。若将油酸分子所占空间视作立方体，其所占体积的边长为1.12×10-9 m，将1滴体积为0.05 mL的纯油酸滴在水面上。

（1）若该滴油酸形成单分子层油膜，则面积有多大？

（2）要想这1滴油酸滴在水中时，油酸的油膜能最大限度地展开，同时油膜展开后又不会占满整个盛水浅盘，则至少要将该滴油酸稀释多少倍？

5.在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，已知配制的油酸酒精溶液纯油酸与溶液体积之比为1∶500。测出1 mL此溶液有25滴，在三次实验中分别取其中一滴在水面上自由扩展后形成的油膜面积见下表。试完成表格并算出测量结果，看看测量结果与公认的油酸分子大小的数量级10-10 m是否一致。

6.在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验时，某同学的操作步骤如下：

①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；

②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；

③在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开并稳定；

④在蒸发皿上覆盖透明玻璃，用彩笔在玻璃上描出油膜的轮廓，用透明坐标纸测量油膜的面积。

（1）请指出上述步骤中的错误之处并改正。

（2）实验中，用彩笔在玻璃板上描出油膜的轮廓，其在坐标纸上的形状如图所示。已知坐标纸上小正方形的边长为1 cm，该油膜的面积是多少平方米？（结果保留1位有效数字）

7.在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的体积分数为0.05%，用小量筒测得180滴该溶液约为3 mL。现把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将带有网格线的透明塑料盖板放在浅盘上，用彩笔在塑料盖板上描出油膜的轮廓，其形状和尺寸如图1-1所示。塑料盖板上的小方格边长为1 cm，试求：

（1）油酸膜的面积。

（2）1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积。

（3）按以上实验数据估测出油酸分子的直径。

8.在“用油膜法估测分子的大小”实验中，

(1)该实验中的理想化假设是________

A.将油膜看成单分子层油膜

B.不考虑各油酸分子间的间隙

C.将油酸分子看成立方体

D.将油酸分子看成球形

(2)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是________

A.可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓

B.对油酸溶液起到稀释作用

C.有助于测量一滴油酸的体积

D.有助于油酸的颜色更透明便于识别

(3)某老师为本实验配制油酸酒精溶液，实验室配备的器材有：面积为0.22m2的蒸发皿、滴管、量筒(50滴油酸酒精溶液滴入量筒体积约为1毫升)、纯油酸和无水酒精若干。已知分子直径数量级为10-10m，则该老师配制的油酸酒精溶液浓度(油酸与油酸酒精溶液的体积比)至多为________‰(保留两位有效数字)。

9．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，

(1)以下几个主要的操作步骤相应要获得的实验数据是：

①配制油酸酒精溶液时，必须记录并算出________。

②用滴管取配制好的油酸酒精溶液，然后逐滴滴入量筒中，……这一步是为了测出________________。

③用滴管将配制好的油酸酒精溶液在水面上滴入1滴，待水面上形成的油膜的形状稳定后，……。这一步是为了测出___________。

(2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2。由此估算出油酸分子的直径为________ m(结果保留1位有效数字)。

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第2节 实验：用油膜法估测油酸分子的大小

参考答案

1. ABC
2. C
3. AD

4.解：（1）S ==≈ 44.6 m2。

（2）假设油膜最大限度地展开时其面积为浅盘的面积S′ = 0.3×0.4 m2 = 0.12 m2，则此时油酸体积为V ′ = S′L = 0.12×1.12×10 -9 m3 = 1.344×10-10 m3，

则至少要将该滴油酸稀释N ==≈ 372（倍）。

5.解：一滴此油酸酒精溶液中纯油酸体积为V=××10-6 m3=8×10-11 m3；

第1次实验时S1=0.533 m2，则d1=≈1.50×10-10 m，

第2次实验时S2=0.493 m2，则d2=≈1.62×10-10 m，

第3次实验时S3=0.563 m2，则d3= ≈1.42×10-10 m，

d的平均值=≈1.51×10-10 m。

6.解：（1）步骤②错误，应在量筒中滴入多滴溶液后测量它的体积；然后计算一滴此溶液的体积以减小实验误差。

步骤③错误，为能清楚地看清油膜的形状，要先在水面上撒上薄薄的一层爽身粉，再滴入油酸酒精溶液。

（2）S=650×10-4 m2=6.5×10-2 m2 ≈0.07 m2。

7.解：（1）S=58 cm2。

（2）V=×0.05%≈8.3×10-6 cm3。

（3）L=≈1.4×10-7 cm。

8. ①ABD    ②B    ③1.1

解析: (1)在“用油膜法估测分子的大小”实验中，认为油酸分子是球形，紧密的一个挨着一个中间没有间隙，形成溶液后薄薄的铺在水面上，形成单分子油膜，从而用油酸的体积除以油膜的表面积等于油酸分子的直径。故选ABD。

(2)由于油酸不溶于水，无论是否有酒精，油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓，A错误；

用酒精将油酸稀释制成油酸酒精溶液，可以减少滴到水面上油酸的量，使更容易测量油酸的面积，并且当滴到水面上时，酒精迅速溶于水，很容易形成单分子油膜，因此酒精起到稀释作用。B正确；

一滴油酸的体积和一滴油的体积测量方法相同，都是取50滴(或其他数量)等于1毫升，从而算出一滴的体积。C错误；

油酸的颜色和油酸酒精溶液基本都是无色的，D错误。故选B。

(3)设浓度为，浓度最大时，恰好占满整个蒸发皿，根据，代入数据，解得=1.1‰

9.（1）①油酸酒精溶液的浓度  ②一滴油酸酒精溶液的体积  ③一滴油酸酒精溶液中的油酸形成的单分子油膜的面积   （2）5×10－10   

解析：(1) ①配制油酸酒精溶液时，必须记录并算出油酸酒精溶液的浓度。

②用滴管取配制好的油酸酒精溶液，然后逐滴滴入量筒中，……这一步是为了测出一滴油酸酒精溶液的体积。

③用滴管将配制好的油酸酒精溶液在水面上滴入1滴，待水面上形成的油膜的形状稳定后，……。这一步是为了测出一滴油酸酒精溶液中的油酸形成的单分子油膜的面积。

(2)一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为V＝×m3＝Sd，其中S＝0.13 m2，故油酸分子的直径d＝＝5×10－10 m