Question

3．“用油膜法估测分子直径的大小”的实验
（1）在做“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中，备有以下器材：用酒精稀释过的油酸、滴管、痱子粉、浅盘及水、玻璃板、彩笔，还缺少的器材有量筒、坐标纸．
（2）在做“用油膜法估测分子直径的大小”的实验时，实验简要步骤如下：
A．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
B．将一滴酒精油酸溶液滴在水面上，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
C．用浅盘装入约2cm深的水，然后把痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上
D．用公式L=$\frac{V}{S}$，求出薄膜厚度，即油酸分子的大小
E．根据酒精油酸溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V
F．用注射器或滴管将事先配制好的酒精油酸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
上述实验步骤的合理顺序是．CFEBAD
（3）在“用油膜法估测分子大小”实验中所用的油酸酒精溶液的浓度为1 000mL溶液中有纯油酸0.6mL，用注射器测得1mL上述溶液为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，测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形方格的边长为1cm，试求：
①油酸膜的面积是115cm²；
②实验测出油酸分子的直径是$6.5×1{0}_{\;}^{-10}$m；（结果保留两位有效数字）
③实验中为什么要让油膜尽可能散开？这样做的目的是为了让油膜在水面上形成单分子油膜．

Answer 1

分析 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

解答 解：（1）在本实验中，我们要用量筒量取酒精从而配制酒精油酸溶液，再将用酒精稀释过的油酸用滴管滴到水面上，将坐标纸铺在水面上，上面盖上玻璃板，用彩笔画出边界，则用数格子的方法得出形成的面积； 则可根据体积公式求得分子直径； 故实验中还需要：量筒、坐标纸；
（2）“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：
准备浅水盘（C）→配制酒精油酸溶液（教师完成，记下配制比例）（F）→测定一滴酒精油酸溶液的体积${V}_{1}^{\;}=\frac{V}{N}$（题中的E）→形成油膜（B）→描绘油膜边缘（A）→计算分子直径（D）
故答案为：（题中的E）→形成油膜（B）→描绘油膜边缘（A）→计算分子直径（D）
故答案为：CFEBAD
（2）解：①由图示可知，油膜占115个方格，油膜的面积S=1cm×1cm×115=$115c{m}_{\;}^{2}$
②一滴溶液中含纯油的体积$V=\frac{1}{80}×\frac{0.6}{1000}mL=7.5×1{0}_{\;}^{-6}mL$
油酸分子的直径$d=\frac{V}{S}=\frac{7.5×1{0}_{\;}^{-6}×1{0}_{\;}^{-6}}{115×1{0}_{\;}^{-4}}=6.5×1{0}_{\;}^{-10}m$
③当油酸溶液滴在水面后，尽可能散开，形成单分子膜，这样才能得出油酸分子直径由体积除面积；
故答案为：（1）量筒、坐标纸；（2）CFEBAD；（3）①115； ②$6.5×1{0}_{\;}^{-10}$； ③这样做的目的是为了让油膜在水平面上形成单分子油膜

点评 求油膜面积时要注意，不到半个格的要舍去，超过半个格的算一个格，数出油膜轮廓的格数，然后乘以每一个格的面积得到油膜的面积；求油的体积时要注意，求的是纯油的体积，不是溶液的体积．