Question

2．某同学在用油膜法估测分子直径的实验中：
（1）他将1滴配置好的油酸溶液滴入盛水的浅盘中，让油膜在水面上尽可能散开，待液面稳定后，在水面上形成油酸的单分子油膜；把带有方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描绘出油膜的边界轮廓，形状如图所示．已知坐标方格边长L=1cm，按要求数出油膜轮廓线包括的方格是n=60个，则油酸的面积S约为60 cm²；
（2）在用公式d=$\frac{V}{S}$计算油膜分子大小时，式中V的物理意义是C
A．指1mL的油酸溶液的体积           B．指一滴油酸溶液的体积
C．指一滴油酸溶液中所含纯油酸的体积  D．指一滴油酸溶液中酒精的体积
（3）已知油酸溶液的配置比为0.025%，100滴油酸溶液的体积为1mL，由以上数据估测出油酸分子的直径约为$4.2×1{0}_{\;}^{-10}$m．（保留2位有效数字）

Answer 1

分析 ①油膜法测油酸分子直径，油酸酒精溶液滴入盛水的浅盘中，让油膜在水面上尽可能散开，待液面稳定后，在水面上形成油酸的单分子油膜．
②知道方格边长，再由方格个数可得油膜面积．
③根据$d=\frac{V}{S}$可得油酸分子直径．

解答 解：（1）油膜法测油酸分子直径，油酸水溶液滴入盛水的浅盘中，让油膜在水面上尽可能散开，待液面稳定后，在水面上形成油酸的单分子油膜．每个方格的面积为$1c{m}_{\;}^{2}$，油膜包含60个方格，则油膜面积为：$S=60×1c{m}_{\;}^{2}=60c{m}_{\;}^{2}$
（2）$d=\frac{V}{S}$中V的物理意义是一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，故C正确．
（3）一滴酒精油酸溶液含纯油酸的体积为：$V=\frac{1}{100}×0.025%=2，5×1{0}_{\;}^{-12}{m}_{\;}^{3}$
油酸分子的直径为：$d=\frac{V}{S}=\frac{2.5×1{0}_{\;}^{-12}}{60×1{0}_{\;}^{-4}}m=4.2×1{0}_{\;}^{-10}m$
故答案为：（1）单分子，60；（2）C；（3）$4.2×1{0}_{\;}^{-10}$

点评 本题考查了油膜法测分子直径的实验数据处理，难度不大，是一道基础题；解题时要注意各物理量的单位．