高考物理總復(fù)習(xí) 第十一章 第四講 實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測(cè)分子的大小課件 新人教版選修33

(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)P205)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?體會(huì)通過(guò)測(cè)量宏觀量估算微觀量的方法2學(xué)習(xí)一種估測(cè)分子大小的數(shù)量級(jí)的方法二、實(shí)驗(yàn)器材1油酸酒精溶液若干毫升，體積配比為1 200.2注射器或滴管1支3量筒1個(gè)4淺盤(pán)1只，規(guī)格30 cm40 cm.5帶方格的透明塑料蓋板1塊，面積大于30 cm40 cm.6彩色水筆1支7紗網(wǎng)(或粉撲)1個(gè)8痱子粉(或石膏粉)1盒9清水若干升四、實(shí)驗(yàn)步驟1.用滴管(或注射器)將油酸酒精溶液滴入量筒數(shù)出每毫升油酸酒精溶液的滴數(shù)，算出每滴液滴體積的平均值2.把洗干凈的淺盤(pán)水平放置，倒入約2 cm深的水用紗網(wǎng)(或粉撲)將適量的痱子粉(或石膏粉)輕輕灑在水面上3.用滴管(滴管距離水面約1 cm)將一滴油酸酒精溶液輕輕滴入水面中央，待油膜形狀穩(wěn)定后在淺盤(pán)上蓋上透明塑料蓋板，用彩色水筆在透明塑料蓋板上描出油膜的邊緣輪廓4.數(shù)出透明塑料蓋板上所描出的油膜邊緣輪廓線內(nèi)含有的方格數(shù)，(數(shù)方格時(shí)，不足半個(gè)格的舍去，多于半格的算1個(gè)格)，估測(cè)出油膜的面積，估算油酸分子的直徑5.清洗淺盤(pán)，擦去透明塑料蓋板上的油膜輪廓線，重復(fù)做2次至3次實(shí)驗(yàn)(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)P206)要點(diǎn)一注意事項(xiàng)1.實(shí)驗(yàn)前，必須將所有的實(shí)驗(yàn)用具擦洗干凈實(shí)驗(yàn)時(shí)，吸取油酸、酒精和溶液的移液管要分別專用，不能混用，否則會(huì)增大實(shí)驗(yàn)誤差2.痱子粉和油酸的用量都不可太大，否則不易成功3.油酸酒精溶液的濃度以小于0.1%為宜，不宜長(zhǎng)時(shí)間放置4.淺盤(pán)中的水離盤(pán)口面的距離應(yīng)較小，并要水平放置，以便準(zhǔn)確地畫(huà)出薄膜的形狀畫(huà)線時(shí)視線應(yīng)與板面垂直5.油酸在水面上形成油膜時(shí)先擴(kuò)散后收縮，要在穩(wěn)定后再畫(huà)輪廓擴(kuò)散后又收縮的原因有兩個(gè)：一是水面受液滴沖擊凹陷后又恢復(fù)；二是酒精揮發(fā)后，油膜回縮6.滴油酸酒精溶液的滴口應(yīng)在離水面1 cm之內(nèi)，否則油膜難于形成7.因?yàn)樗陀退岫际菬o(wú)色透明的液體，所以要用痱子粉來(lái)顯示油膜的邊界注意要從盤(pán)的中央加痱子粉由于加粉后水的表面張力系數(shù)變小，水將粉粒拉開(kāi)，同時(shí)粉粒之間又存在著排斥作用，粉會(huì)自動(dòng)擴(kuò)散至均勻這樣做，比將粉撒在水面上的實(shí)驗(yàn)效果要好；撒痱子粉后，不要再觸動(dòng)盤(pán)中的水8.當(dāng)重做實(shí)驗(yàn)時(shí)，水從盤(pán)的一側(cè)邊緣倒出，在這側(cè)邊緣會(huì)殘留油酸為防止影響下次實(shí)驗(yàn)時(shí)油酸的擴(kuò)散和油膜面積的測(cè)量，可用少量酒精清洗，并用脫脂棉擦去，再用清水沖洗，這樣可保持盤(pán)的清潔9.本實(shí)驗(yàn)只要求估算分子的大小，實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)量級(jí)符合要求即可要點(diǎn)二誤差分析1.油酸酒精溶液配制后長(zhǎng)時(shí)間放置，溶液的濃度容易改變，會(huì)給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)較大誤差2.利用小格子數(shù)計(jì)算輪廓面積時(shí)，輪廓的不規(guī)則性容易帶來(lái)計(jì)算誤差為減小誤差，不足半個(gè)格子的舍去，多于半個(gè)格子的算一個(gè)方格邊長(zhǎng)的單位越小，計(jì)算出的面積越精確3測(cè)量量筒內(nèi)溶液增加1 mL的滴數(shù)時(shí)，注意正確的觀察方法4油膜形狀的畫(huà)線誤差答案(1)FA(2)計(jì)算一滴油酸酒精溶液中含純油酸的體積時(shí)，由于一滴油酸酒精溶液的體積和濃度測(cè)不準(zhǔn)產(chǎn)生誤差；用數(shù)格子法求油酸薄膜的面積本身就是一種估算方法(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)P206)題型一實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)步驟例1利用油膜法估測(cè)油酸分子的大小，實(shí)驗(yàn)器材有：濃度為0.05%(體積分?jǐn)?shù))的油酸酒精溶液、最小刻度為0.1 mL的量筒、盛有適量清水的足夠大的淺盤(pán)、痱子粉、橡皮頭滴管、玻璃板、彩筆、坐標(biāo)紙(1)下面是實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)?zhí)顚?xiě)所缺的步驟C.A用滴管將濃度為0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下滴入1 mL油酸酒精溶液時(shí)的滴數(shù)N；B將痱子粉均勻地撒在淺盤(pán)內(nèi)水面上，用滴管吸取濃度為0.05%的油酸酒精溶液，從低處向水面中央滴一滴，油酸在水面上慢慢散開(kāi)，形成穩(wěn)定的形狀；C_；D將畫(huà)有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，以坐標(biāo)紙上邊長(zhǎng)為1 cm的正方形為單位，計(jì)算輪廓內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)，算出油酸薄膜的面積S.(2)用已給的和測(cè)得的物理量表示單個(gè)油酸分子的大小_(單位：cm)題型二實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理例2在做“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，油酸酒精溶液的濃度為每104 mL溶液中有純油酸6 mL.用注射器測(cè)得1 mL上述溶液中有液滴50滴把1滴該溶液滴入盛水的淺盤(pán)里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤(pán)上，在玻璃板上描出油膜的輪廓，隨后把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀如圖所示，坐標(biāo)紙中正方形方格的邊長(zhǎng)為20 mm.求：(1)油酸膜的面積；(2)每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積；(3)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測(cè)出油酸分子的直徑嘗試解答本題考查實(shí)驗(yàn)原理和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力(1)求油酸膜的面積時(shí)，先數(shù)出“整”方格的個(gè)數(shù)，對(duì)剩余小方格的處理方法是：不足半個(gè)格的舍去，多于半個(gè)的算一個(gè)數(shù)一數(shù)共有55個(gè)小方格所以油酸膜面積S55(2102)2 m22.2102 m2.(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)P207)1下列關(guān)于用油膜法估測(cè)分子大小實(shí)驗(yàn)的科學(xué)依據(jù)中，說(shuō)法正確的是()A將油膜看成單分子油膜B不考慮各油酸分子間的間隙C考慮了各油酸分子間的間隙D將油酸分子看成球形解析用油膜法估測(cè)分子大小實(shí)驗(yàn)將油膜看成單分子油膜，不考慮各油酸分子間的間隙，將油酸分子看成球形，選項(xiàng)A、B、D正確答案ABD2某學(xué)生在“用油膜法估測(cè)分子大小”的實(shí)驗(yàn)中，計(jì)算結(jié)果明顯偏大，可能是由于()A油酸未完全散開(kāi)B油酸中含有大量酒精C計(jì)算油膜面積時(shí)，舍去了所有不足一格的方格D求每滴體積時(shí)，1 mL的溶液的滴數(shù)誤多記了10滴解析選項(xiàng)A、C會(huì)導(dǎo)致油膜面積偏小，由dV/S知，會(huì)使d偏大選項(xiàng)B、D會(huì)使油酸體積偏小，分子直徑d偏小答案ACE根據(jù)油酸酒精溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V.(1)上述步驟中有步驟遺漏或步驟不完全，請(qǐng)指出：_(2)上述實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是_解析(1)C步驟中，要在水面上均勻地撒上石膏粉或痱子粉實(shí)驗(yàn)中，要有步驟F：用注射器或滴管將事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，記下量筒內(nèi)增加一定體積時(shí)的滴數(shù)(2)合理順序?yàn)镃FBAED答案(1)見(jiàn)解析(2)CFBAED4油酸酒精溶液的濃度為每1000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL，現(xiàn)用滴管向量筒內(nèi)滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液體積增加了1 mL，若把一滴這樣的油酸酒精溶液滴入足夠大盛水的淺盤(pán)中，由于酒精溶于水，油酸在水面展開(kāi)，穩(wěn)定后形成的油膜的形狀如右圖所示若每一小方格的邊長(zhǎng)為25 mm，試問(wèn)：(1)這種估測(cè)方法是將每個(gè)油酸分子視為_(kāi)模型，讓油酸盡可能地在水面上散開(kāi)，則形成的油膜可視為_(kāi)油膜，這層油膜的厚度可視為油酸分子的_上圖中油酸膜的面積為_(kāi)m2；每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸體積是_m3；根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測(cè)出油酸分子的直徑是_m(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(2)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，在距水面約2 cm的位置將一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到，油膜的面積會(huì)先擴(kuò)張后又收縮了一些，這是為什么呢？請(qǐng)寫(xiě)出你分析的原因：_答案(1)球體單分子直徑4.41021210112.71010(2)主要有兩個(gè)原因：水面受到落下油滴的沖擊，先陷下后又恢復(fù)水平，因此油膜的面積擴(kuò)張；油酸酒精溶液中的酒精揮發(fā)，使液面收縮5在“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，已知一滴溶液中油酸的體積為V，配制的油酸溶液中純油酸與溶液體積之比為1 500,1 mL油酸溶液50滴，那么一滴溶液的體積是_mL，所以一滴溶液中油酸體積為V_cm3.若實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的結(jié)果如下表所示，請(qǐng)根據(jù)所給數(shù)據(jù)填寫(xiě)空白處的數(shù)值，并與公認(rèn)的油酸分子直徑值d05.121010 m作比較，并判斷此實(shí)驗(yàn)是否符合數(shù)量級(jí)的要求.6利用油膜法可以粗略測(cè)出阿伏加德羅常數(shù)，把密度0.8103 kg/m3的某種油，用滴管滴出一滴在水面上形成油膜，已知這滴油的體積為V0.5103 cm3，形成的油膜面積為S0.7 m2.油的摩爾質(zhì)量M0.09 kg/mol.若把油膜看成是單分子層，每個(gè)油分子看成球形，只需要保留一位有效數(shù)字，那么：(1)該油分子的直徑是多少？(2)由以上數(shù)據(jù)可粗略測(cè)出阿伏加德羅常數(shù)NA的值是多少？(先列出計(jì)算式，再代入數(shù)據(jù)計(jì)算)答案(1)71010 m(2)見(jiàn)解析