Question

【题目】因研究石墨烯而获得2010年诺贝尔物理学奖之后，安德烈海姆进而研究氧化石墨烯薄膜并获得新进展．为探究氧化石墨烯薄膜的物理特性，他进行了这样一组实验，如图所示： ①将氧化石墨烯薄膜覆盖在有刻度的空烧杯口上，测得总质量m1；
②将薄膜揭开，向烧杯内倒入酒精与水的混合物，盖紧薄膜，测得其总质量m2；
③一个月后，检查发现薄膜覆盖紧密完好，烧杯内液体体积明显减小，测得此时总质量m3；
④以后，烧杯内液体体积保持不变．已知ρ酒精=0.8×103 kg/m3 ，

问：
（1）一个月后，烧杯内剩余的液体密度是多少？是何种物质？
（2）求混合前原有水的体积．

Answer 1

【答案】
（1）解：由图①②③可知，m1=20.2g，m2=50g+5g+2.4g=57.4g，m3=20g+10g+1.4g=31.4g，

剩余液体质量，m=m3﹣m1=31.4g﹣20.2g=11.2g；

由图②、③可知：V2=38ml，V3=14ml，

剩余液体的体积：V=V3=14ml，

ρ液= = =0.8g/cm3，该液体为酒精；

（2）解：已知密封的是水和酒精的混合物，一个月后，液体体积明显减小，计算结果表明，剩余液体都是酒精，据此可以得到：

①氧化石墨烯薄膜具有较好的透水性，烧杯内部的水全部蒸发；

②氧化石墨烯薄膜具有良好的密封性，水虽然蒸发了，但酒精的质量没有变化．

因为分子间有空隙，所以酒精和水混合后总体积会变少，因此不能用V2和V3的差值来计算混合前水的体积；

混合前水的质量：m水=m2﹣m3=57.4g﹣31.4g=26g，

由ρ= 可得，混合前水的体积：

V水= = =26cm3．

【解析】（1）读出天平、烧杯的示数，由密度公式可求密度，根据密度的值，确定物质；（2）由质量之差，得出水的质量，利用密度公式变形求出体积．
【考点精析】通过灵活运用密度的计算，掌握密度公式：ρ = m/v即可以解答此题．