Question

9．“用油膜法估测分子的大小”实验的方法及步骤如下：
①向体积V_油=2mL的油酸中加酒精，直至总量达到V_总=10⁴mL．
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=50滴时，测得其体积恰好是V₀=1mL．
③先往边长为30～40cm的浅盘里倒入2cm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=10mm．根据以上信息，回答下列问题：
（1）步骤③的括号中应填写：痱子粉或石膏粉．
（2）1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V′是4×10^-12m³．
（3）油膜占有的面积约为60cm²．
（4）油酸分子的大小d=7×10^-10m．（结果保留一位有效数字）

Answer 1

分析 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；
由图中估算出方格数，然后求出油膜的面积S；估算时超过半格的算一格，不足半格的舍去．根据混合溶液的浓度，求出一滴酒精油酸溶液中纯油的体积V．由d=$\frac{V}{S}$ 求出油膜的厚度，即油酸分子的直径．

解答 解：（1）为了显示单分子油膜的形状，将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上；
（2）1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为：V′=$\frac{2}{1{0}^{4}}$×$\frac{1}{50}$mL=4×10^-12m³；
（3）根据超过半格的算一格，不足半格的舍去，则有油膜占有的面积约为60cm²．
（4）油酸分子的直径为：d=$\frac{V′}{S}$=$\frac{4×1{0}^{-12}}{60×1{0}^{-4}}$≈7×10^-10m．
故答案为：（1）痱子粉或石膏粉；（2）4×10^-12；（3）60；（4）7×10^-10．

点评 对本实验关键要掌握实验的原理和方法．求油膜面积时，不到半个格的舍去，超过半个格的算一个格，方格数乘以每格的面积是整个油膜的面积．