Question

19．用油膜法估测分子直径
（1）在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.6mL，用注射器测得1mL上述溶液有80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形格的边长为1cm，则可求得：
①油酸薄膜的面积是118cm²；
②一滴溶液中纯油酸的体积是7.5×10^-6mL；
③油酸分子的直径是6×10^-10m．（③的结果保留一位有效数字）
（2）在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，实验简要步骤如下：
A．用公式d=$\frac{V}{S}$，求出薄膜厚度，即油酸分子的大小．
B．用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数．
C．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V．
D．用浅盘装入约2cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面．
E．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上．
F．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数（不足半个的舍去，多于半个的算一个）再根据方格的边长求出油膜的面积S．
上述实验步骤的合理顺序是BCDEFA（或者BDEFCA）．

Answer 1

分析 根据图示油膜估算出油膜的面积，估算时超过半格算一个，不足半格舍去．根据题意求出油的体积，然后求出油膜的厚度，即分子直径．让油在水面上尽可能散开，形成单分子油膜；
本实验中必须测出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V，故必先求出一滴油酸酒精溶液的体积，因此实验过程中应该求出1 mL油酸酒精溶液的滴数；油酸薄膜的边缘在水中不易观察和画出，因此需要在浅盘中倒入水后，将痱子粉或石膏粉均匀撒在水面上．根据实验的原理安排实验步骤．

解答 解：（1）①由图示可知，由于每格边长为1cm，则每一格就是1cm² ，估算油膜面积以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出118格．则油酸薄膜面积S=118cm²，
②一滴油溶液中含油的体积为 V=$\frac{1mL}{80}$×$\frac{0.6mL}{1000mL}$=7.5×10^-6mL，
③所以油酸分子直径为 d=$\frac{V}{S}$=$\frac{7.5×1{0}^{-12}}{118×1{0}^{-4}}$=6×10^-10m；
（2）实验步骤为：将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出1滴此溶液的体积．然后将1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积．则用1滴此溶液的体积除以1滴此溶液的面积，恰好就是油酸分子的直径．
故答案为：BCDEFA．
（1）①118  （116～120）；②7.5×10^-6；  ③6×10^-10；
（2）BCDEFA （或者BDEFCA）．

点评 本题要紧扣实验原理，建立清晰的物理模型，知道在用油膜法估测分子的大小”实验中，我们做了些理想化处理，认为油酸分子之间无间隙，油膜是单层分子．