Question

15．（一）用油膜法估测分子的大小时有如下步骤：
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．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，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，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面．
D．用公式d=$\frac{V}{S}$，求出薄膜厚度，即油酸分子的大小．
E．根据油酸酒精溶液的浓度，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油酸酒精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FECBAD．
（二）本实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.6mL，用注射器测得1mL上述溶液有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，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形格的边长为1cm，则可求得：
（1）油酸薄膜的面积是1.5×10²cm²．
（2）油酸分子的直径是5.0×10^-10m．
（以上结果均保留两位有效数字）

Answer 1

分析 （1）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．
（2）将油分子看成球体，让油在水面上形成单分子油膜，油膜的厚度就是油分子的直径，由图示求出油膜的面积，根据题意求出油的体积，最后求出油分子的直径．

解答 解：（一）“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制酒精油酸溶液（教师完成，记下配制比例）→测定一滴酒精油酸溶液的体积v=$\frac{V}{N}$→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径，
故实验步骤为FECBAD．
（二）（1）这种粗测方法是将每个分子视为球体，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为单分子油膜，这时油膜的厚度可视为油酸分子的直径，
由图示油膜可知，油膜所占坐标纸的格数是151个（150～155均正确），
油膜的面积为S=1cm×1cm×151≈1.5×10²cm²；
（2）一滴溶液中含纯油的体积V=$\frac{1}{80}$×$\frac{0.6}{1000}$=7.5×10^-6ml=7.5×10^-12m³；
油分子直径d=$\frac{V}{S}$=$\frac{7.5×1{0}^{-12}}{1.5×1{0}^{-2}}$≈5.0×10^-10m．
故答案为：（一）FECBAD；（二）（1）1.5×10²；（2）5.0×10^-10．

点评 本题考查“用单分子油膜估测分子大小”实验的实验步骤和数据处理，难度不大，是一道基础题，熟练掌握基础知识即可正确解题；解题时要注意，V应该是纯油的体积，不是酒精油酸溶液的体积．