中學(xué)高中物理選修33學(xué)案:7.6 實(shí)驗(yàn):油膜法測(cè)分子大小(無答案)_第1頁
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1、.實(shí)驗(yàn): 用油膜法估測(cè)分子的大小實(shí)驗(yàn)?zāi)康?估測(cè)油酸分子的大小2學(xué)習(xí)間接測(cè)量微觀量的原理和方法實(shí)驗(yàn)原理圖1利用油酸的酒精溶液在平靜的水面上形成_油膜如圖1所示,將油酸分子看做球形,測(cè)出一定體積油酸溶液在水面上形成的油膜面積,用d_計(jì)算出油膜的厚度,其中V為一滴油酸溶液中純油酸的體積,S為油膜面積這個(gè)厚度就近似等于油酸分子的_實(shí)驗(yàn)器材盛水淺盤、滴管或注射器、試劑瓶、坐標(biāo)紙、玻璃板、痱子粉、油酸酒精溶液、量筒、彩筆實(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把洗干凈的淺盤程度放置,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

2、在水面上3用滴管滴管間隔 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,將事先準(zhǔn)備好的玻璃板放在淺盤上,在玻璃板上描下油酸膜的形狀4將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上,計(jì)算輪廓范圍內(nèi)正方形小方格的個(gè)數(shù)缺乏半格的舍去,多于半格的算一個(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,擦去玻璃板上的油膜輪廓線,重復(fù)做2次至3次實(shí)驗(yàn)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.實(shí)驗(yàn)次數(shù)量筒內(nèi)增加1 mL溶液時(shí)的滴數(shù)輪廓內(nèi)的小格子數(shù)輪廓面積S12實(shí)驗(yàn)次數(shù)一滴純油酸的體積V分子的大小m平均值12本卷須知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),汲取油酸、酒精和溶液的移液管要

3、分別專用,不能混用,否那么會(huì)增大實(shí)驗(yàn)誤差2痱子粉和油酸的用量都不可太大,否那么不易成功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淺盤中的水離盤口面的間隔 應(yīng)較小,并要程度放置,以便準(zhǔn)確地畫出薄膜的形狀,畫線時(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),否那么油膜難于形成7因?yàn)樗陀退岫际菬o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外表張力系數(shù)變小,水將粉粒拉開,同時(shí)粉粒之間又存在著排斥作

4、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)盤中的水8當(dāng)重做實(shí)驗(yàn)時(shí),水從盤的一側(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)那么性容易帶來計(jì)算誤差為減小誤差,缺乏半個(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)算出的面積越準(zhǔn)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

5、觀察方法4油膜形狀的畫線誤差題型一實(shí)驗(yàn)原理和步驟的考察【例1】 2019大綱全國(guó)22在“油膜法估測(cè)油酸分子的大小實(shí)驗(yàn)中,有以下實(shí)驗(yàn)步驟往邊長(zhǎng)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(biāo)紙上,計(jì)算出油膜的面積,根據(jù)油酸的體積和面積計(jì)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地滴入量筒中,記下量筒內(nèi)每增加一定體積時(shí)的滴數(shù),由此計(jì)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以下填空:1上述步驟中,正確的順

6、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(cè)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(cè)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)果保存1位有效數(shù)字題型二實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理【例2】 在“用油膜法估測(cè)分子的大小的實(shí)驗(yàn)中,已配制好油酸酒精溶液,其中油酸體積占溶液總體積的百分比為k.在量筒中滴入N滴油酸酒精溶液,讀出總體積為V.現(xiàn)將一滴這樣的溶液滴在水面上,其散開的油膜在帶有方格的玻璃板上描繪的圖形如圖2所示玻璃板上每個(gè)小方格的長(zhǎng)和寬均為a.由此計(jì)算:圖21油膜的面積等于多少?2油酸分子的直徑是多少?題型

7、三誤差分析及本卷須知【例3】 某同學(xué)在“用油膜法估測(cè)分子的大小實(shí)驗(yàn)中,計(jì)算結(jié)果明顯偏大,其原因可能是A油酸未完全散開B油酸中含有大量的酒精C計(jì)算油膜面積時(shí),舍去了所有缺乏一格的方格D求每滴油酸酒精溶液的體積時(shí),1 mL的溶液的滴數(shù)誤多記了10滴【課后穩(wěn)固】1用油膜法測(cè)分子直徑的實(shí)驗(yàn)中做了哪些科學(xué)的近似A把在水面上盡可能擴(kuò)散開的油膜視為單分子油膜B把形成油膜的分子看做嚴(yán)密排列的球形分子C將油膜視為單分子油膜,但需要考慮分子間隙D將油酸分子視為立方體模型2在做“用油膜法估測(cè)分子的大小的實(shí)驗(yàn)中,備有以下器材:油酸酒精溶液、滴管、痱子粉、淺盤及水、玻璃板、彩筆還缺少的器材是A只有量筒 B只有坐標(biāo)紙C量

8、筒和坐標(biāo)紙 D不再缺少儀器3“用油膜法估測(cè)分子的大小實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)要步驟如下:A將畫有油膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上,數(shù)出輪廓內(nèi)的方格數(shù)缺乏半格的舍去,多于半格的算一個(gè),再根據(jù)方格的邊長(zhǎng)求出油膜的面積S.B將一滴油酸酒精溶液滴在水面上,待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后,將玻璃板放在淺盤上,用彩筆將薄膜的形狀描畫在玻璃板上C用淺盤裝入約2 cm深的水D用公式d,求出薄膜厚度,即油酸分子的大小E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_4.在“用油膜法估測(cè)分子的大小實(shí)驗(yàn)中,一滴溶液中油酸的體積為V油酸,配制的油酸溶液中,純油

9、酸與溶液體積之比為1500,1 mL溶液滴250滴,那么1滴溶液的體積是_mL,所以一滴溶液中油酸體積為V油酸_cm3.假設(shè)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得結(jié)果如下表所示,請(qǐng)根據(jù)所給數(shù)據(jù)填寫出空白處的數(shù)值,并與公認(rèn)的油酸分子長(zhǎng)度值L01.121010 m作比較,并判斷此實(shí)驗(yàn)是否符合數(shù)量級(jí)的要求.次數(shù)S/cm2L/cmL平均值/m1533249335635.油酸酒精溶液的濃度為每1 000 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,假設(shè)把一滴這樣的油酸酒精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3所示假設(shè)每

10、一小方格的邊長(zhǎng)為25 mm,試問:圖31這種估測(cè)方法是將每個(gè)油酸分子視為_模型,讓油酸盡可能地在水面上散開,那么形成的油膜可視為_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(cè)出油酸分子的直徑是_m結(jié)果保存兩位有效數(shù)字2某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中,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)寫出你分析的原因:_.圖46在“用油膜法估測(cè)分子大小的實(shí)驗(yàn)中,所用的油酸酒精溶液的濃度為每1 000 mL溶液中有純油酸0.6 mL,用注射器測(cè)得1 mL上述

11、溶液為80滴,把1滴該溶液滴入盛水的淺盤內(nèi),讓油膜在水面上盡可能散開,測(cè)得油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖4所示,圖中正方形方格的邊長(zhǎng)為1 cm,試求:1油酸膜的面積是_cm2;2實(shí)驗(yàn)測(cè)出油酸分子的直徑是_m;結(jié)果保存兩位有效數(shù)字3實(shí)驗(yàn)中為什么要讓油膜盡可能散開?7.用油膜法估測(cè)分子的大小方法及步驟如下:A向體積V油1 mL油酸中加酒精,直至總量到達(dá)V總500 mL.B用注射器汲取A中油酸酒精溶液,把它一滴一滴地滴入小量筒中,當(dāng)?shù)稳雗100滴時(shí),測(cè)得其體積恰好是V01 mL.C先往邊長(zhǎng)3040 cm的淺盤里倒入2 cm深的水,然后將_加到盤的中央,讓其自動(dòng)擴(kuò)散至均勻D用注射器往水面上滴一滴油酸酒精

12、溶液,待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后,將事先準(zhǔn)備好的玻璃板放在淺盤上,并在玻璃板上描下油酸膜的形狀E將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上,如下圖,數(shù)出輪廓范圍內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)N,正方形邊長(zhǎng)l20 mm.根據(jù)以上信息,答復(fù)以下問題有數(shù)值計(jì)算的問題,先用信息中字母寫出表達(dá)式再代入數(shù)值并統(tǒng)一單位算出結(jié)果1步驟C中應(yīng)填寫:_.21滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V純是_ mL.3油酸分子直徑是_ m.答案:實(shí)驗(yàn):用油膜法估測(cè)分子的大小【根底自主落實(shí)】實(shí)驗(yàn)原理單分子V/S直徑【熱點(diǎn)題型精析】例1 1251010解析2d m51010 m.例2 126a22解析1油膜面積約占26小格,油膜面積為S26a22一滴油酸酒精溶

13、液中所含有純油酸體積為k,所以油酸分子的直徑d.例3 AC選項(xiàng)分析結(jié)論A油酸未完全散開,S測(cè)小于完全散開后的最大面積,d偏大正確B溶液中酒精部分揮發(fā)到空氣中,部分溶解于水,不影響純油酸體積錯(cuò)誤C計(jì)算面積時(shí),舍去了所有缺乏一格的方格,導(dǎo)致S測(cè)偏小,那么d偏大正確D1 mL溶液誤多記了10滴,那么所求得油酸體積偏小,d偏小錯(cuò)誤【課時(shí)效果檢測(cè)】1AB用油膜法估測(cè)分子大小,必須將分子視為球形,并且不考慮分子間隙;水面上的膜為單分子油膜只有如此,油膜的厚度才能視為分子直徑,即d.2C開場(chǎng)實(shí)驗(yàn)前必須用滴管將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)溶液增加一定體積時(shí)的滴數(shù),從而計(jì)算出一滴油酸酒精溶

14、液的體積在玻璃板上畫出油膜的形狀后,要放在坐標(biāo)紙上,以便計(jì)算油膜的面積,所以選擇C.說明:有些配套儀器中,玻璃板上帶有刻度,不再需要坐標(biāo)紙31C步驟中,要在水面上撒上痱子粉或細(xì)石膏粉實(shí)驗(yàn)時(shí),還需要: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)2C、F、B、A、E、D解析在滴入油酸酒精溶液之前,應(yīng)將痱子粉或細(xì)石膏粉均勻地撒在水面上,這樣可以清楚地看出油酸的輪廓,另外,在實(shí)驗(yàn)過程中,必須記下一滴油酸的體積441038106填表見解析符合要求解析由題述條件知,1滴溶液的體積V溶 mL4103 mL因?yàn)椋?滴溶液中純油酸體積V油酸V溶 mL8106 cm3可以求出3次測(cè)得的L結(jié)果分別為L(zhǎng)11.5108 cm L21.62108 cm L31.42108 cm1.511010 m與公認(rèn)值數(shù)量級(jí)吻合,符合測(cè)量要求51球體單分子直徑4.41021210112.710102水面受下落油滴沖擊,先下陷后又恢復(fù)程度,因此膜面積擴(kuò)張;溶液中酒精揮發(fā),使液面收縮解析油膜面積約占70個(gè)小格,面積為S702525106 m24.4102 m2一滴溶液中純油酸體積為V106 m31.21011 m3所以,d m2.71010 m.6111026.810103這樣做的

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