2022届高三物理(沪科版)一轮复习教案：实验-用油膜法估测分子的大小-Word版含解析.docx

试验　用油膜法估测分子的大小

留意事项
1．试验前应检查方盘是否洁净。
2．方盘中的水应保持稳定状态，最好静置一段时间，痱子粉均匀撒在水面上。
3．向水面滴油酸酒精溶液时，针尖应竖直、靠近水面，假如离水面太高，可能无法形成油膜。最好在1 cm左右。
4．计算油膜面积时，以坐标纸上方格的数目来计算，不足半个的舍去，多于半个的算1个。
热点一　试验原理和基本操作　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【例1】　“用油膜法估测分子的大小”试验的简要步骤如下：
A．将画有油酸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)，再依据方格的边长求出油酸膜的面积S。
B．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的外形稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的外形描画在玻璃板上。
C．用浅盘装入约2 cm深的水。
D．用公式d＝，求出薄膜厚度，即油酸分子直径的大小。
E．依据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V。
上述步骤中有步骤遗漏或步骤不完整的，请指出：
(1)______________。
(2)______________。
上述试验步骤的合理挨次是________。
某同学试验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，数据偏大，对消灭这种结果的缘由，下列说法中可能正确的是________。
A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
B．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理
C．计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数
D．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分开放
答案　(1)C步骤中，要在水面上撒上痱子粉或细石膏粉
(2)试验时，还需要：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，登记量筒内增加肯定体积时液滴的数目　CFBAED　ACD
【变式训练】
1．用油膜法估测分子的大小。
试验器材有：浓度为0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1 mL的量筒、盛有适量清水的浅盘、痱子粉、胶头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸(最小正方形边长为1 cm)。则
(1)下面给出的试验步骤中，正确排序应为________(填序号)。
为估算油酸分子的直径，请补填最终一项试验步骤D
A．待油酸薄膜的外形稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的外形画在玻璃板上
B．用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，登记滴入1 mL油酸酒精溶液的滴数N
C．将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，从低处向水面中心滴入一滴
D．______________
______________。
(2)利用以上测量数据，写出单个油酸分子直径的表达式为________。
解析　(1)依据试验原理可得，给出的试验步骤的正确排序为BCA，步骤D应为将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积S。
(2)每滴油酸酒精溶液的体积为
1滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为V＝×0.05%
所以单个油酸分子的直径为d＝＝。
答案　(1)BCA　将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积S　(2)
热点二　数据处理
【例2】　在做“用油膜法估测分子的大小”的试验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每104mL溶液中有6 mL油酸。用注射器测得1 mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其外形和大小如图1所示，坐标中正方形方格的边长为1 cm，试求：

图1
(1)油酸膜的面积是多少？
(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？
(3)按以上试验数据估测出油酸分子的直径。
解析　(1)依据题图，数得格子数为129个，那么油膜面积是S＝129×1 cm2＝129 cm2
(2)依据已知条件可知，1 mL溶液中有75滴，1滴溶液的体积是 mL。又已知每104 mL溶液中有纯油酸6 mL，一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是V＝ mL＝8×10－6mL
(3)油酸分子的直径为
d＝＝ cm≈6.2×10－10m
答案　(1)129 cm2　(2)8×10－6mL　(3)6.2×10－10m
【变式训练】
2．在“用油膜法估测分子大小”试验中，
(1)某同学操作步骤如下：
①取肯定量的无水酒精和油酸，制成肯定浓度的油酸酒精溶液；
②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；
③在蒸发皿内盛肯定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；
④在蒸发皿上掩盖透亮     玻璃，描出油膜外形，用透亮     方格纸测量油膜的面积。
改正其中的错误：______________。
(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8×10－3mL，其形成的油膜面积为40 cm2，则估测出油酸分子的直径为________m。
解析　(1)②由于一滴溶液的体积太小，直接测量时相对误差太大，应用微小量累积法减小测量误差。
③液面上不撒痱子粉时，滴入的油酸酒精溶液在酒精挥发后剩余的油膜不能形成一块完整的油膜，油膜间的缝隙会造成测量误差增大，甚至使试验失败。
(2)由油膜的体积等于一滴油酸酒精溶液内纯油酸的体积可得：d＝＝m＝1.2×10－9m
答案　(1)②在量筒中滴入n滴该溶液，③在水面上先撒上痱子粉　
(2)1.2×109