高考人教物理高效學(xué)習(xí)方略復(fù)習(xí)課件第11章第4講實驗12用油膜法估測分子的大小

1、一、實驗?zāi)康?1估測油膜分子的大小 2學(xué)習(xí)間接測量微觀量的原理和方法 二、實驗原理 實驗采用使油酸在水面上形成一層單分子油膜的方法估測分子的大小,甲乙,三、實驗器材 盛水淺盤、痱子粉、試劑瓶、坐標紙、注射器、玻璃板、酒精油酸溶液、量筒、彩筆 四、實驗過程 1實驗步驟 (1)配制油酸酒精溶液取1 mL(1 cm3)的油酸溶于酒精中，制成200 mL的油酸酒精溶液 (2)往邊長為3040 cm的淺盤中倒入約2 cm深的水，然后將痱子粉或石膏粉均勻地撒在水面上,2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.,3.注意事項 (1)實驗前，必須將所有的實驗用具擦洗干凈實驗時，吸取油酸、酒精和溶液的移

2、液管要分別專用，不能混用否則會增大實驗誤差 (2)痱子粉和油酸的用量都不可太大，否則不易成功 (3)酒精油酸溶液的濃度以小于0.1%為宜不宜長時間放置,(4)淺盤里水離盤口面的距離應(yīng)較小，并要水平放置，以便準確地畫出薄膜的形狀，畫線時視線應(yīng)與板面垂直 (5)油酸在水面上形成油膜時先擴散后收縮，要在穩(wěn)定后再畫輪廓，擴散后又收縮的原因有兩個：一是水面受油酸滴沖擊凹陷后又恢復(fù)；二是酒精揮發(fā)后油膜回縮 (6)滴油酸溶液的滴口應(yīng)離水面1 cm之內(nèi)，否則油膜難于形成,(7)因為水和油酸都是無色透明的液體，所以要用痱子粉來顯示油膜的邊界注意要從盤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，同

3、時粉粒之間又存在著排斥作用，粉會自動擴散至均勻這樣做，比將粉撒在水面上的實驗效果要好；撒痱子粉后，再不要觸動盤中的水,(8)當重做實驗時，水從盤的一側(cè)邊緣倒出，在這側(cè)邊緣會殘留油酸，為防止影響下次實驗時油酸的擴散和油膜面積的測量，可用少量酒精清洗，并用脫脂棉擦去，再用清水沖洗，這樣可保持盤的清潔 (9)本實驗只要求估算分子的大小，實驗結(jié)果數(shù)量級符合要求即可,【例1】(2011全國新課標理綜)在“油膜法估測分子的大小”實驗中，有下列實驗步驟： 往邊長約為40 cm的淺盆里倒入約2 cm深的水，待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上 用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形狀穩(wěn)

4、定,將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標紙上，計算出油膜的面積，根據(jù)油酸的體積和面積計算出油酸分子直徑的大小 用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴的滴入量筒中，記下量筒內(nèi)每增加一定體積時的滴數(shù)，由此計算出一滴油酸酒精溶液的體積 將玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上,完成下列填空： (1)上述步驟中，正確的順序是_(填寫步驟前面的數(shù)字) (2)將1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液測得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴現(xiàn)取一滴該油酸酒精溶液滴在水面上，測得所形成的油膜的面積是0.13 m2.由此估算出油酸分子的直徑為_m(結(jié)果保留1位有效數(shù)字),【答案】(

5、1)(2)51010,【例2】在做“用油膜法估測分子大小”實驗中，將油酸溶于酒精，其濃度為每104 mL溶液中有6 mL油酸用注射器測得1 mL上述溶液有75滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用筆在玻璃板上描出油酸膜的輪廓，再把玻璃板放在坐標紙上，其形狀和尺寸如圖所示，坐標中正方形方格的邊長為1 cm，試求：,(1)油酸膜的面積是多少？ (2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是多大？ (3)按以上實驗數(shù)據(jù)估測出油酸分子的直徑.,【答案】(1)129 cm2(2)8106 mL(3)6.21010 m 【規(guī)律方法】解決本題時常見錯誤是將純油酸的體積換算錯誤避免

6、錯誤的方法是認真審題，弄清溶質(zhì)與溶劑的關(guān)系,1用油膜法粗測分子直徑實驗的科學(xué)依據(jù)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將油膜分子看成球形,解析ABD用油膜法粗測分子直徑的原理是將一滴油酸(體積為V)，滴入水中使之形成一層單分子油膜，成為一個單層排列的球形體顯然，球形體的直徑即為單分子油膜的厚度d.假設(shè)單分子油膜面積為S，必然有dV/S，所以用油膜法粗測分子直徑實驗的科學(xué)依據(jù)是A、B、D.,2在用油膜法測量分子的大小的實驗中，下列說法正確的是() A油酸可以用汽油代替，因為汽油也不溶入水而能溶入酒精 B可以直接用量筒量取一定的油酸酒精溶液倒在水

7、盤中 C可以用汽油代替酒精，因為油酸能溶入汽油 D不溶入水的各種油不一定能在較短時間內(nèi)在水面上形成單分子油膜,解析D因為汽油易揮發(fā)，滴在水面上的汽油將很快揮發(fā)，而且汽油也不像油酸分子一樣一端有親水性，一端有憎水性，所以汽油在水面上不易形成單分子油膜，故A選項錯為了使水面上的油酸體積盡量小，應(yīng)該向水中滴上一滴溶液而不是用量筒倒入，所以B選項錯因為汽油不溶于水，將油酸汽油溶液滴入水面上時，汽油也浮在水面上，所以用汽油代替酒精是不合適的，故C選項錯由于各種油的分子不是都和油酸分子一樣有憎水端和親水端，有的油分子間有較大的粘連作用，不容易在水面上分開，所以不一定能在水面形成單分子油膜故D選項正確.,3

8、在“用油膜法估測分子的大小”實驗中，已知一滴溶液中油酸的體積為V油酸，配制的油酸溶液中純油酸與溶液體積之比為1500,1 mL溶液是250滴，那么一滴溶液的體積是_mL.所以，一滴溶液中油酸的體積為V油酸_cm3.若實驗中測得結(jié)果如下表所示，請根據(jù)所給數(shù)據(jù)填寫出空白處的數(shù)值，并與公認的油酸分子長度值d01.121010 m做比較，判斷此實驗是否符合數(shù)量級的要求.,【答案】410381061.51081.621081.421081.511010,4在做“用油膜法估測分子的大小”的實驗時，所用的油酸酒精溶液的濃度為a，測量中，某位同學(xué)測得如下數(shù)據(jù)：測得體積為V的油酸酒精溶液共有N滴；油膜面積為S，

9、則： (1)用以上物理量的符號表示計算分子直徑大小的公式為：d_. (2)該同學(xué)實驗中最終得到的計算結(jié)果和大多數(shù)同學(xué)的比較，發(fā)現(xiàn)自己所測數(shù)據(jù)偏大，則對出現(xiàn)這種結(jié)果的原因，下列說法中可能正確的是_,A錯誤地將油酸酒精溶液的體積直接作為油酸的體積進行計算 B計算油膜面積時，錯將不完整的方格作為完整方格處理 C計算油膜面積時，只數(shù)了完整的方格數(shù) D水面上痱子粉撒得較多，油膜沒有充分展開,5“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗器材有：濃度為0.05%(體積分數(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 4550 cm2淺盤、痱子粉、橡皮頭滴管、玻璃板、彩筆、坐標紙 (1)下面是實驗步

10、驟，請?zhí)顚懰钡牟襟EC. A用滴管將濃度為0.05%油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下滴入1 mL油酸酒精溶液時的滴數(shù)N,B將痱子粉均勻地撒在淺盤內(nèi)水面上，用滴管吸取濃度為0.05%的油酸酒精溶液，從低處向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足夠大的面積又不與器壁接觸為止記下滴入的滴數(shù)n C_ D將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，以坐標紙上邊長為1 cm的正方形為單位，計算輪廓內(nèi)正方形的個數(shù)，算出油酸薄膜的面積S (2)用已給的和測得的物理量表示單個油酸分子的直徑大小_(單位：cm),6酒精油酸溶液的濃度為每1 000 mL酒精油酸溶液中有油酸0.6 mL，現(xiàn)用滴管向量筒內(nèi)滴加50

11、滴上述溶液，量筒中的溶液體積增加了1 mL，若把一滴這樣的酒精油酸溶液滴入足夠大盛水的淺盤中，由于酒精溶于水，油酸在水面展開，穩(wěn)定后形成的純油膜的形狀如圖所示若每一小方格的邊長為25 mm，試問：,(1)這種估測方法是將每個油酸分子視為_模型，讓油酸盡可能地在水面上散開，則形成的油膜可視為_油膜，這層油膜的厚度可視為油酸分子的_圖中油酸膜的面積為_m2；每一滴酒精油酸溶液中含有純油酸體積是_m3；根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測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)在實驗過程中，距水面約2 cm的位置將一滴酒精油酸溶液滴入水面形成油膜，實驗時觀察到，油膜的面積會先擴張后又收縮了一些，這是為什么呢？ 請寫出你分析的原因：_ _.,【答案】(1)球體單分子直徑4.41021.210112.71010(2)主要有兩個原因：水面受到落下油滴的沖擊，先陷下后又恢復(fù)水平，因此油膜的面積擴張 酒精油酸溶液中的酒精揮發(fā)，使液面收縮,7某同學(xué)設(shè)計了如下一個用“油膜法測分子大小”的實驗他配制的油酸酒精溶液的濃度為103 mL溶液中有純油酸1 mL，用注射器量得1 mL上述油酸酒精溶液中有液滴50滴，將其中的1滴滴入水面撒有痱子粉的淺盤里，待穩(wěn)定后，形成了清晰的油膜輪廓他然后