Question

17．在“油膜法估测分子直径”的实验中：
①下列关于油膜法实验的说法中正确的是C
A．可以直接将油酸滴到浅水盆中进行实验
B．实验中撒痱子粉应该越多越好
C．该实验中的理想化假设是将油膜看成单分子层油膜
D．实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
②某老师为本实验配制油酸酒精溶液，实验室配备的器材有：面积为0.25m²的蒸发皿，滴管，量筒（60滴溶液滴入量筒体积约为1毫升），纯油酸和无水酒精若干等．已知分子直径数量级为10^-10m，则该老师配制的油酸酒精溶液浓度（油酸与油酸酒精溶液的体积比）至多为多少？

Answer 1

分析 （1）明确用“油膜法”估测分子大小的实验原理：认为油酸分子是紧密排列的，而且形成的油膜为单分子油膜，然后用每滴油酸酒精溶液所含油酸体积除以油膜面积得出的油膜面积厚度即为油酸分子直径．
（2）要明确“用油膜法估测分子的大小”实验的实验原理：油酸以单分子呈球型分布在水面上，且一个挨一个，从而可以由体积与面积相除求出油膜的厚度，即可正确解答．形成的油膜的面积不能超过蒸发皿的面积，由此可以求出油酸酒精溶液浓度的最大值．

解答 解：①A、为了使油酸分子紧密排列，实验时先将痱子粉均匀洒在水面上，再把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，故A错误；
B、实验时先将痱子粉均匀洒在水面上适量即可，不能太多．故B错误；
C、油膜为单分子紧密排列的，因此单分子油膜的厚度被认为是油分子的直径，故C正确；
D、实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是尽可能地减小滴入水面的油酸的含量，故D错误．
故选：C．
②根据题意可知，形成的油膜的面积不能超过蒸发皿的面积，当油膜面积等于蒸发皿的面积时，此时油酸浓度最大，一滴油酸的体积为：
V=ds=10^-10m×0.25m²=2.5×10^-11m³
一滴酒精油酸溶液的体积为：V₀=${\frac{1}{60}cm}^{3}=1.7{{×10}^{-8}m}^{3}$
因此油酸的浓度为：$\frac{V}{{V}_{0}}=\frac{2.5{×10}^{-11}}{1.7{×10}^{-8}}=1.5{×10}^{-3}$
故答案为：①选C；②该老师配制的油酸酒精溶液浓度1.5×10^-3．

点评 本题考查了用“油膜法”估测分子直径大小的实验，正确解答实验问题的前提是明确实验原理．