Question

15．在用油膜法估测分子的大小的实验中，具体操作如下：
①取油酸0.1mL注入250mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到250mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1.0mL为止，恰好共滴了100滴；
③在边长约40cm的浅盘内注入约2cm深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有石膏粉，可以清楚地看出油膜轮廓；
④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜的形状；
⑤将画有油膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上，算出完整的方格有67个，大于半格的有14个，小于半格的有19个．
（Ⅰ）这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径．
（Ⅱ）利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液含纯油酸为4.0×10^-12m³，求得的油膜分子直径为4.9×10^-10m．（结果全部取2位有效数字）

Answer 1

分析 根据题意得到油酸酒精溶液中纯油酸的浓度，再求出纯油酸的体积．
估算油膜面积的方法是：先估算方格的个数：面积超过一半按一半算，小于一半的舍去．再用方格数乘以一个方格的面积，得到油膜的面积．
因为形成单分子层的油膜，所以油膜分子直径等于纯油酸的体积与油膜面积之比．

解答 解：（Ⅰ）根据d=$\frac{V}{S}$，则有这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径；
（Ⅱ）一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为
V=$\frac{1}{100}$×$\frac{0.1}{250}$ mL=4.0×10^-6 mL=4.0×10^-12 m³
形成油膜的面积S=1.0×（67+14）cm²=8.1×10^-3 m²
油酸分子的直径d=$\frac{V}{S}$≈4.9×10^-10 m．
故答案为：（Ⅰ）　直径；（Ⅱ）4.0×10^-12，4.9×10^-10．

点评 本题关键是明确用油膜法估测分子的大小实验的原理，能够运用公式d=$\frac{V}{S}$，求解分子直径，注意单位的换算要正确，计算要细心准确．