【志鴻優(yōu)化設計】2014屆高考物理第一輪復習 （梳理整合+探究突破+鞏固提升）專題實驗12 用油膜法估測分子大?。ê馕觯?魯科版

1、實驗12：用油膜法估測分子大小一、實驗目的1體會通過測量宏觀量估算微觀量的方法。2學習一種估測分子大小的數(shù)量級的方法。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直徑的大小。油酸對水有很強的親和力。當把一滴用酒精稀釋過的油酸滴在水面上時，油酸就會在水面上散開，其中的酒精溶于水，油酸在水面上形成如圖甲所示形狀的一層純油酸單分子薄膜。如圖乙所示，實驗中如果測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，即d。三、實驗器材1油酸酒精溶液若干毫升，體積配比為1200。2注射器或滴管1支。3量筒1個。4淺盤1個，規(guī)格為30 cm×40 cm。5

2、帶方格的透明塑料蓋板1塊，面積大于30 cm×40 cm。6彩色水筆1支。7痱子粉（或石膏粉）1盒。8清水若干升。四、實驗步驟1配制油酸酒精溶液，把1 mL的油酸溶于酒精中，制成200 mL的油酸酒精溶液。2往淺盤中倒入約2 cm深的水，然后將痱子粉或石膏粉均勻地撒在水面上。3用滴管（或注射器）向量筒中滴入n滴油酸酒精溶液，使這些溶液體積恰好為1 mL，算出每滴油酸酒精溶液所含油酸的體積V0mL。4用滴管（或注射器）向水面上滴入一滴油酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散開，形成單分子油膜。5待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將一塊較大的玻璃板蓋在淺盤上，用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上。6將畫有油

3、酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，算出油酸薄膜的面積。求面積時，以坐標紙上邊長為1 cm的正方形為單位，數(shù)出輪廓內(nèi)正方形的個數(shù)，不足半個的舍去，多于半個的算一個。7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，根據(jù)一滴油酸的體積V和其形成的薄膜的面積S，算出油酸薄膜的厚度d，即為油酸分子的大小。比較算出的分子大小，看其數(shù)量級是否為1010 m。五、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、酒精和油酸酒精溶液的滴管不能混用，否則會增大實驗誤差。2油酸酒精溶液中油酸與酒精的體積比以為宜。3淺盤里的水面離盤口面的距離應較小，并要水平放置，以便準確地畫出油酸薄膜的形狀，畫

4、線時視線應與板面垂直。4油酸在水面上形成的薄膜先擴散后收縮，要在薄膜形狀穩(wěn)定后再畫輪廓。薄膜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；二是酒精揮發(fā)后，薄膜回縮。5滴油酸溶液的滴口應在離水面1 cm之內(nèi)，否則油酸薄膜難于形成。實驗前要注意訓練好滴法。命題研究一、實驗原理和步驟【題例1】“油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，有下列實驗步驟：往邊長約為40 cm的淺盤里倒入約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)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

5、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地滴入量筒中，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）解題要點：命題研究二、實驗數(shù)據(jù)的處理【題例2】在做“用油膜法估測分子大小”的實驗中，將油酸溶于酒精，

6、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；（2）每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積；（3）油酸分子的直徑。解題要點：規(guī)律總結(jié)解決用油膜法估測分子的大小實驗問題的關鍵是要理解分子模型，也就是理解油酸分子在水面上形成的薄膜的厚度即分子直徑。數(shù)油膜面積對應的格子數(shù)時，完整的算一個，不完整的大于等于半格的算一個，不到半格的舍去。1某學生在“用油膜法估測分子大小”的實

7、驗中，計算結(jié)果明顯偏大，可能是由于（）A油酸未完全散開B油酸中含有大量酒精C計算油膜面積時，舍去了所有不足一格的方格D求每滴體積時，1 mL溶液的滴數(shù)多記了10滴2某油劑的密度為8×102 kg/m3，取這種油劑0.8 g滴在水面上，最后形成的油膜的最大面積約為（）A1010 m2 B104 m2C1010 cm2 D104 cm23關于將油膜形狀畫在玻璃板上的步驟，下列說法正確的是（）A滴上油酸后在油膜擴散到最大面積時畫B滴上油酸后等油酸形狀穩(wěn)定后盡快畫C等的時間越長越好D隨便什么時候畫都行4在“用油膜法估測分子的大小”的實驗中，現(xiàn)有按體積比為nm配制好的油酸酒精溶液置于容器中，還

8、有一個盛有約2 cm深水的淺盤，一支滴管，一個量筒。請補充下述估測分子大小的實驗步驟：（1）_（需測量的物理量自己用字母表示。）（2）用滴管將一滴油酸酒精溶液滴入淺盤，等油酸薄膜穩(wěn)定后，將薄膜輪廓描繪在坐標紙上，如圖所示。（已知坐標紙上每個小方格面積為S，求油膜面積時半個以上方格面積記為S，不足半個的舍去）則油膜面積為_。（3）估算油酸分子直徑的表達式為d_。參考答案考向探究突破【題例1】答案：（1）（2）5×1010解析：（1）在“油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，按題目所給的實驗步驟合理的順序為（2）1滴油酸酒精溶液含油酸的體積V×cm3×104 cm3

9、15;1010 m3，油酸分子的直徑約為dm5×1010 m。【題例2】答案：（1）129 cm2（2）8×106 mL（3）6.2×1010 m解析：（1）根據(jù)圖形，數(shù)得格子數(shù)為129個，那么油膜面積是S129×1 cm2129 cm2。（2）根據(jù)已知條件可知，1 mL溶液中有75滴，1滴溶液的體積是 mL。又已知每104 mL溶液中有純油酸6 mL，一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積是VmL8×106 mL。（3）油酸分子的直徑為dcm6.2×1010 m。演練鞏固提升1AC解析：如果油酸未完全散開，形成的油膜的厚度大于分子直徑，結(jié)果會偏大。油酸中含有的酒精會很快揮發(fā)或溶于水，酒精有助于形成單分子膜，使測量更準確。如果舍去了所有不足一格的方格，油膜的面積變小，由d計算出的直徑偏大。滴數(shù)多記了10滴，會使每滴的體積減小，由d計算出的直徑偏小。2B解析：Sm21×104 m2，故選項B正確。3B解析：油酸酒精溶液在滴入水中后由于表面張力的作用會擴散，剛開始時由于油膜中有酒精，所以面積較大，酒精溶于水后會很快揮發(fā)，油膜面積又會縮小，此后有一段時間，油膜形狀處于穩(wěn)定狀態(tài)，測油膜面積應該在這段時間內(nèi)測，所以A錯，B對；如果等的