人教版 (2019)选择性必修 第三册2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小当堂检测题

1.2　实验：用油膜法估测油酸分子的大小

1．用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是____使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜_____。实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以_______把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，测出1 mL油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油酸的体积____。为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是___单分子层油膜的面积____。

解析：用油膜法估测分子直径时，需使油酸在水面上形成单分子层油膜，为使油酸尽可能地散开，将油酸用酒精稀释。根据V＝Sd，要求得分子的直径d，则需要测出油膜面积，以及一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积。这样需要测出一滴油酸酒精溶液的体积，其方法可用累积法，即1 mL油酸酒精溶液的滴数。

2．在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：

①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。

②用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴在水面上，待薄膜形状稳定。

③将画有油膜轮廓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膜的面积计算出油酸分子直径的大小。

④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，然后将油膜的轮廓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____④①②⑤③____。(填写步骤前面的数字)

(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____5×10－10____ m。(结果保留一位有效数字)

解析：(1)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先配制油酸酒精溶液，再往浅盘中倒入水，并撒爽身粉，然后用注射器将配制好的溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定，再将玻璃板放于浅盘上，用彩笔在玻璃板上描出油膜轮廓，根据d＝计算油酸分子的直径，正确的顺序是④①②⑤③。

(2)一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积V＝× m3≈0.67×10－10 m3，故d＝≈5×10－10 m。

3．“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的方法及步骤如下：

①向体积V油＝1 mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总＝500 mL；

②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n＝100滴时，测得其体积恰好是V0＝1 mL；

③先往边长为30～40 cm的浅盘里倒入2 cm深的水，然后将________均匀地撒在水面上；

④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；

⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，

数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长l＝20 mm。根据以上信息，回答下列问题：

(1)步骤③中应填写：____爽身粉或石膏粉____。

(2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V′是___2×10－5__ mL。

(3)油酸分子直径是___4.3×10－10__ m。

解析：(1)为了显示单分子油膜的形状，需要在水面上撒爽身粉或石膏粉。

(2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积

V′＝＝× mL＝2×10－5 mL。

(3)根据大于半个方格的算一个，小于半个方格的舍去，油膜形状占据的方格数大约为115个，故面积S＝115×20×20 mm2＝4.6×104 mm2

油酸分子直径d＝＝ mm≈4.3×10－7 mm＝4.3×10－10 m。

4．在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，实验老师已经配置好了油酸酒精溶液，该老师向1 mL油酸中加酒精，直至总量达到a mL，将配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个盛有约2 cm深水的浅盘，一支滴管，一个量筒。

(1)用滴管向量筒内加注b滴油酸酒精溶液，读其体积为1 mL，则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为________ mL。

(2)用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，等油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图所示。(已知坐标纸上每个小方格面积为S，求油膜面积时，半个以上方格面积记为S，不足半个舍去)则油膜面积为____115S(110S～120S均正确)____。

(3)估算油酸分子直径的表达式为d＝________。

解析：(1)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积

V＝× mL＝ mL。

(2)估算油膜面积的方法是所围成的方格中，面积超过一半的按一个算，小于一半的舍去，方格数为115，油酸薄膜面积为S′＝115S。

(3)油酸分子的直径d＝＝。