Question

13．用油膜法估测分子的大小，方法及实验步骤如下：
①向体积V_油=0.6mL油酸中加酒精，直至总量达到V_总=1000mL．
②用注射器吸取①中油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n=80滴时，测得其体积恰好是V₀=1mL．
③先往边长30～40cm的浅盘里倒入2cm深的水，然后将滑石粉或痱子粉均匀地撒在水面上．
④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸在水面上尽可能散开，将事先准备好的带方格的塑料盖板放在浅盘上，并在塑料盖板上描下油酸膜的形状．
⑤描出的轮廓如图所示，已知每个小正方形的边长l=10mm，数出轮廓范围内正方形的个数，可以算出油酸膜的面积．
根据以上信息，回答下列问题
（1）完成步骤③中的填空；步骤④中要让油膜尽可能散开的原因是让油膜在水平面上形成单分子油膜
（2）油酸膜的面积是115cm²；
（3）实验测出油酸分子的直径是6.5×10^-10m；（最后一空计算结果保留两位有效数字）

Answer 1

分析 了解实验的具体操作，明确痱子粉或石膏粉的作用；
（1）让油在水面上尽可能散开，形成单分子油膜．
（2）根据浓度按比例算出纯油酸的体积；
（3）根据所画出的油膜面积轮廓，在所围成的小正方形中不足半个舍去，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：在该实验中，由于油酸薄膜的边缘在水中不易观察和画出，因此浅盘中倒入水后，将痱子粉或石膏粉均匀撒在水面上，以便于操作．
（1）实验中要让油膜尽可能散开，目的是形成单分子油膜层．
（2）由图示可知，由于每格边长为10mm，则每一格就是100mm² ，估算油膜面积以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，
估算出115格．则油酸薄膜面积S=11500mm²=1.15×10^-2m²
（3）一滴油溶液中含油的体积为：V=$\frac{0.6}{1000}$×$\frac{1}{80}$ml=7.5×10^-6mL=7.5×10^-12m³，
所以油酸分子直径为：d=$\frac{V}{S}$=$\frac{7.5×1{0}^{-12}}{1.15×1{0}^{-2}}$=6.5×10^-10m；
故答案为：滑石粉或痱子粉；
（1）让油膜在水平面上形成单分子油膜；
（2）110～116；
（3）6.5×10^-10．

点评 油酸分子在水面上以球模型一个靠一个排列的，且估算油膜面积以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则．