15.5　实验十九：用油膜法估测油酸分子的大小——2027届高中物理一轮复习课件人教版（2019）（含答案）

这是一份15.5　实验十九：用油膜法估测油酸分子的大小——2027届高中物理一轮复习课件人教版（2019）（含答案），共26页。PPT课件主要包含了考点一教材原型实验，注射器，×10-10，④②①⑤③，5×10-6，2×10-10，考点二拓展创新实验，④①②⑤③，5×10-12等内容，欢迎下载使用。
学习目标:1.知道油膜法估测油酸分子的大小的原理。2.掌握用油膜法估测油酸分子的大小的方法。
1.实验目的用油膜法估测油酸分子的大小。
3.实验器材清水、酒精、油酸、量筒、浅盘(边长约30~40 cm)、注射器、带有坐标方格的玻璃板、彩笔、爽身粉、坐标纸、容量瓶(500 mL)。
4.实验过程(1)用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内增加1 mL时的滴数。(2)往边长约为30~40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水,然后将爽身粉均匀地撒在水面上。(3)用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴在水面上一滴,油酸就在水面上散开,其中的酒精溶于水中,并很快挥发,在水面上形成如图所示形状的一层纯油酸薄膜。(4)待油酸薄膜的形状稳定后,将事先准备好的带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上,然后将油酸薄膜的形状用彩笔画在玻璃板上。
(5)根据画有油酸薄膜轮廓的玻璃板上的坐标方格,算出油酸薄膜的面积S。求面积时以坐标纸上边长为 1 cm的正方形为单位,计算轮廓内正方形的个数,不足半个的舍去,多于半个的算一个。(6)根据配制的油酸酒精溶液的浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积V。(7)根据一滴油酸的体积V和薄膜的面积S,即可算出油酸薄膜的厚度,即油酸分子的大小。
命题分析1.考装置:器材选择、装配正误。2.考规范:实验步骤、实际操作等规范与否。3.考运算:油滴含纯油酸的体积、油膜面积、单分子直径等的计算或表达式。4.考误差分析:油酸溶液浓度变化、操作不规范、数格子数目偏差等等导致的误差或偏差(偏大、偏小)。
注意事项1.在水面上撒爽身粉时,注意不要触动浅盘中的水。2.在玻璃板上描绘轮廓时动作要轻而迅速,眼睛视线要始终与玻璃板垂直。3.油酸酒精溶液配制后不要长时间放置,以免改变浓度,产生误差。4.注射器针头高出水面的高度应在1 cm之内。当针头靠水面很近(油酸滴下之前)时,会发现针头下方的粉层已被排开,是由针头中酒精挥发所致,不影响实验效果。5.待测油酸薄膜扩散后又会收缩,要在油酸薄膜的形状稳定后再画轮廓。扩散后又收缩有两个原因:①水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复;②酒精挥发后液面收缩。
6.当重做实验时,水从盘的一侧边缘倒出,在这侧边缘会残留油酸,可用少量酒精清洗,并用脱脂棉擦去,再用清水冲洗,这样可保持盘的清洁。7.本实验只要求估测油酸分子的大小,实验结果的数量级符合要求即可。
误差分析1.油酸酒精溶液的实际浓度和理论值间存在偏差。2.一滴油酸酒精溶液的实际体积和理论值间存在偏差。3.油酸在水面上的实际分布情况和理想中的“均匀”“单分子纯油酸层”间存在偏差。4.采用“互补法”(即不足半个舍去,大于半个的算一个)计算获得的油膜面积与实际的油膜面积间存在偏差。
典例1　某班级做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验,实验前,将酒精加入1 mL的油酸中配制成1 000 mL的油酸酒精溶液。(1)在实验时需要测量出一滴油酸酒精溶液的体积,具体的操作是用　　　　将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入烧杯,记下一定体积该溶液的液滴数目。 
(2)在浅盘的水面撒上爽身粉,将1滴油酸酒精溶液滴入水中后,下列现象或判断正确的是　　　　。 A.油膜的面积先扩张后又稍微收缩了一些B.油膜的面积先快速扩张后慢慢趋于稳定C.若出现如图的情况,说明油酸浓度太大,需重新配制油酸酒精溶液再进行实验D.若出现如图的情况,可在水面上重新撒上爽身粉,再次滴入油酸酒精溶液进行实验
(3)甲实验小组测得1 mL油酸酒精溶液为80滴,通过数1滴溶液在水面稳定后形成的油膜面积对应的正方形的个数得到油膜的面积为250 cm2,可估算油酸分子的直径为　　 　　 m。 (4)乙实验小组算得的油酸分子直径偏小,可能是由于　　　　。 A.计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格B.油酸酒精溶液中酒精挥发,导致油酸浓度变大C.水面上爽身粉撒得较多,油酸未完全散开D.求每滴溶液体积时,1 mL的溶液的滴数少计了10滴
典例2　在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤:①用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形状稳定;②往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水,待水面稳定后将适量的爽身粉均匀地撒在水面上;③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小;④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积;⑤将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上;
完成下列填空:(1)上述步骤中,正确的顺序是　　　　 　。 (2)油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL溶液中有纯油酸1 mL,用注射器测得1 mL上述溶液有400滴,把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有爽身粉的浅盘里,待水面稳定后,测得油膜的近似轮廓如图所示,图中正方形小方格的边长为1 cm,则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是　　　　　 mL,油膜的面积是　　　　　 cm2。根据上述数据,估测出油酸分子的直径是　　　　　 m(此结果保留两位有效数字)。 
(3)某学生在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,计算结果明显偏小,可能是由于　　　　。 A.油酸未完全散开B.计算油膜面积时,将所有不足1格的方格记作1格C.计算油膜面积时,舍去了所有不足1格的方格
典例3　在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,有下列实验步骤:①往浅盆里倒入适量的水,待水面稳定后将适量的爽身粉均匀地撒在水面上;②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待油膜形状稳定;③将玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,从而估算出油酸分子直径的大小;④将6 mL的油酸溶于酒精中制成104 mL的油酸酒精溶液,用注射器将溶液一滴一滴地滴入量筒中,每滴入80滴,量筒内的溶液增加1 mL;⑤将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。
(1)上述步骤中,正确的顺序是　　　　　　(填写步骤前面的数字)。 (2)每一滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸体积为　　　 　 m3。油膜边缘轮廓如图所示(已知图中正方形小方格的边长为1 cm),则可估算出油酸分子的直径约为　　 　　 m(此空保留一位有效数字)。