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1、實驗十三用油膜法估測分子的大小,大一輪復(fù)習(xí)講義,第十三章熱學(xué),NEIRONGSUOYIN,內(nèi)容索引,過好雙基關(guān),研透命題點,回扣基礎(chǔ)知識 訓(xùn)練基礎(chǔ)題目,細研考綱和真題 分析突破命題點,過好雙基關(guān),基本實驗要求,1.實驗原理 實驗采用使油酸在水面上形成一層 油膜的方法估測分子的大小.當(dāng)把一滴用酒精稀釋過的油酸滴在水面上時，油酸就在水面上散開，其中的酒精溶于水，并很快揮發(fā)，在水面上形成如圖1甲所示形狀的一層純油酸薄膜.如果算出一定體積的油酸在水面上形成的單分子油膜的面積，即可算出油酸分子的大小.用V表示一滴油酸酒精溶液中所含純油酸的體積，用S表示單分子油膜的面積，用d表示分子的直徑，如圖乙所示，
2、則d .,單分子,圖1,2.實驗器材 盛水淺盤、注射器(或滴管)、容量瓶、坐標(biāo)紙、 、 (或細石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩筆. 3.實驗步驟 (1)用稀酒精溶液及清水清洗淺盤，充分洗去油污、粉塵，以免給實驗帶來誤差. (2)配制油酸酒精溶液，取純油酸1 mL，注入500 mL的容量瓶中，然后向容量瓶內(nèi)注入酒精，直到液面達到500 mL刻度線為止，搖動容量瓶，使油酸充分溶解在酒精中，這樣就得到了500 mL含1 mL純油酸的油酸酒精溶液. (3)用注射器(或滴管)將油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并記下量筒內(nèi)增加一定體積Vn時的滴數(shù)n.,玻璃板,痱子粉,(4)根據(jù)V0 算出每滴油酸酒精溶液
3、的體積V0. (5)向淺盤里倒入約2 cm深的水，并將痱子粉或細石膏粉均勻地撒在水面上. (6)用注射器(或滴管)將一滴油酸酒精溶液滴在水面上. (7)待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，并將油酸膜的形狀用彩筆畫在玻璃板上. (8)將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，算出油酸薄膜的面積S(求面積時以坐標(biāo)紙上邊長為1 cm的正方形為單位計算輪廓內(nèi)正方形的個數(shù)，不足半個的舍去，多于半個的算一個).,(9)根據(jù)油酸酒精溶液的配制比例，算出一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V， 并代入公式d 算出油酸薄膜的厚度d. (10)重復(fù)以上實驗步驟，多測幾次油酸薄膜的厚度，并求平均值，即為油酸分子直徑
4、的大小.,規(guī)律方法總結(jié),1.數(shù)據(jù)處理 根據(jù)上面記錄的數(shù)據(jù)，完成以下表格內(nèi)容.,2.注意事項 (1)注射器針頭高出水面的高度應(yīng)在1 cm之內(nèi)，當(dāng)針頭靠水面很近(油酸未滴下之前)時，會發(fā)現(xiàn)針頭下方的粉層已被排開，這是針頭中酒精揮發(fā)所致，不影響實驗效果. (2)待測油酸薄膜擴散后又會收縮，要在油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后再畫輪廓.擴散后又收縮有兩個原因：水面受油酸液滴沖擊凹陷后又恢復(fù)；酒精揮發(fā)后液面收縮. (3)當(dāng)重做實驗時，將水從淺盤的一側(cè)邊緣倒出，在這側(cè)邊緣會殘留油酸，可用少量酒精清洗，并用脫脂棉擦去再用清水沖洗，這樣做可保持淺盤的清潔. (4)本實驗只要求估測分子的大小，實驗結(jié)果的數(shù)量級符合要求即可.
5、,研透命題點,例1在“用油膜法估測分子的大小”實驗中， (1)(多選)該實驗中的理想化假設(shè)是 A.將油膜看成單分子層油膜 B.不考慮各油酸分子間的間隙 C.不考慮各油酸分子間的相互作用力 D.將油酸分子看成球形,命題點一教材原型實驗,解析計算分子直徑是根據(jù)體積與面積之比，所以需將油膜看成單分子層油膜，不考慮各油酸分子間的間隙，將油酸分子看成球形，故選A、B、D.,(2)實驗中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是 A.可使油酸和痱子粉之間形成清晰的邊界輪廓 B.對油酸溶液起到稀釋作用 C.有助于測量一滴油酸的體積 D.有助于油酸的顏色更透明便于識別,解析實驗中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液
6、對油酸起到稀釋作用，酒精稀釋油酸是為了進一步減小油酸的面密度，使油酸分子盡可能少的在豎直方向上重疊，更能保證其形成單層分子油膜，也就是為了減小系統(tǒng)誤差.,(3)某老師為本實驗配制油酸酒精溶液，實驗室配備的器材有：面積為0.22 m2的蒸發(fā)皿、滴管、量筒(50滴溶液滴入量筒體積約為1毫升)、純油酸和無水酒精若干.已知分子直徑數(shù)量級為1010 m，則該老師配制的油酸酒精溶液濃度(油酸與油酸酒精溶液的體積比)至多為_(保留兩位有效數(shù)字).,1.1,變式1(多選)(2018湖北省武漢市調(diào)研)在“用油膜法估測分子的大小”的實驗中，下列做法正確的是 A.用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入
7、小量筒中，若100 滴溶液的體積是1 mL，則1滴溶液中含有油酸102 mL B.往淺盤里倒入適量的水，再將痱子粉或細石膏粉均勻地撒在水面上 C.用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，同時將玻璃板放在淺盤上，并立即在 玻璃板上描下油酸膜的形狀 D.將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，計算輪廓范圍內(nèi)正方形的個數(shù)， 并求得油膜的面積 E.根據(jù)1滴油酸酒精溶液中油酸的體積V和油膜面積S就可以算出油膜厚度d， 即油酸分子的大小,解析用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，若100滴溶液的體積是1 mL，則1滴油酸酒精溶液的體積是102 mL，含有油酸的體積小于102 mL，選項A
8、錯誤； 往淺盤里倒入適量的水，再將痱子粉或細石膏粉均勻地撒在水面上，選項B正確； 用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，同時將玻璃板放在淺盤上，待油酸在液面上分布均勻并穩(wěn)定后，在玻璃板上描下油酸膜的形狀，選項C錯誤； 將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，計算輪廓范圍內(nèi)正方形的個數(shù)，并求得油膜的面積，選項D正確； 根據(jù)1滴油酸酒精溶液中油酸的體積V和油膜面積S就可以算出油膜厚度d ，即油酸分子的大小，選項E正確.,變式2(2018河南省鄭州市第三次質(zhì)量預(yù)測)在“用油膜法估測分子的大小”的實驗中，將一滴油酸酒精溶液滴入事先灑有均勻痱子粉的水槽中，待油膜充分散開后，在玻璃板上描出油膜的輪廓，隨后把玻
9、 璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀如圖2所示.坐標(biāo)紙上正 方形小方格的邊長為10 mm，該油膜的面積是_ _ m2；已知油酸酒精溶液中油酸濃度為0.2%， 400滴油酸酒精溶液滴入量筒后的體積是1.2 mL， 則油酸分子的直徑為_ m.(結(jié)果均保留兩 位有效數(shù)字),圖2,8.0,103,7.51010,解析在圍成的方格中，不足半格舍去，多于半個的算一個，共有80個方格，故油酸膜的面積為S801 cm1 cm80 cm28.0103 m2 每滴油酸酒精溶液中含有油酸的體積,例2測量分子大小的方法有很多，如油膜法、顯微法. (1)在“用油膜法估測分子的大小”的實驗中，用移液管量取0.25 mL油酸，倒入標(biāo)
10、注250 mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250 mL的溶液.然后用滴管吸取這種溶液，向小量筒中滴入50滴溶液，溶液的液面達到量筒中1 mL的刻度，再用滴管取配好的油酸酒精溶液，向撒有痱子粉的盛水淺盤中滴下 1滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜穩(wěn) 定后，放在帶有正方形坐標(biāo)格的玻璃板下觀察 油膜，如圖3甲所示.坐標(biāo)格中每個小正方形方 格的大小為2 cm2 cm.由圖可以估算出油膜 的面積是_ cm2，由此估算出油酸分子的直 徑是_ m(結(jié)果保留一位有效數(shù)字).,命題點二實驗拓展創(chuàng)新,圖3,256,81010,解析數(shù)油膜的正方形格數(shù)，大于半格的算一格，小于半格的舍去，得到油膜的面積S642 cm2 cm256 cm2.,(2)如圖乙是用掃描隧道顯微鏡拍下的一個“量子圍欄”的照片.這個量子圍欄是由48個鐵原子在銅的表面排列成直徑為1.43108 m的圓周而組成的.由此可以估算出鐵原子的直徑約為_ m(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).,9.41010,解析直徑為1.43108 m的圓周周長為Dd4.49108 m，可以估算出鐵原子的直徑約為,
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