Question

1．在“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40cm的浅盘里倒入约2cm深的水．待水面稳定后将适量的痱子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，待薄膜形状稳定．
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④①②⑤③．（填写步骤前面的数字）
（2）将1cm³的油酸溶于酒精，制成300cm³的油酸酒精溶液；测得1cm³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0.13m²．由此估算出油酸分子的直径为5×10^-10m．（结果保留1位有效数字）
（3）如图是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片．这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为1.43×l0^-8m，的圆周而组成的．由此可以估算出铁原予的直径约为9.4×10^-10m（结果保留两位有效数字）．

Answer 1

分析 （1、2）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．
（3）求出圆的周长，周长除以分子个数就是分子直径．

解答 解：（1）实验操作开始之前要先配制油酸酒精溶液，确定每一滴溶液中含有纯油酸的体积，所以步骤④放在首位．
实验操作时要在浅盘放水、痱子粉，为油膜形成创造条件，然后是滴入油酸、测量油膜面积，计算油膜厚度（即油酸分子直径），所以接下来的步骤是①②⑤③．
（2）油酸溶液的体积百分比浓度是$\frac{1}{300}$，一滴溶液的体积为：V=$\frac{1}{50}$cm³=2×10^-8m³，
所以分子直径为：d=5×10^-10m．
（3）直径为1.43×l0^-8m，的圆周周长为l=πd=4.5×l0^-8m，
可以估算出铁原予的直径约为：d=4.5×l0^-8m÷48=9.4×10^-10m．
故答案为：（1）④①②⑤③；（2）5×10^-10；（3）9.4×10^-10．

点评 本题是以油酸分子呈球型分布在水面上，且一个靠着一个，从而可以由体积与面积相除求出油膜的厚度．