資源簡介

2　實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測油酸分子的大小
(分值：50分)
1題6分，2題8分，3~5題每題12分，共50分
1.(6分)用油膜法估算分子大小的實(shí)驗(yàn)中，首先需將純油酸稀釋成一定濃度的油酸酒精溶液，稀釋的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。實(shí)驗(yàn)中為了測量出一滴已知濃度的油酸酒精溶液中純油酸的體積，可以　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。為得到油酸分子的直徑，還需測量的物理量是　　　　 　　　　。
2.(8分)(2023·南京市期中)“用油膜法估測油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)的簡要步驟如下：
A.將畫有油酸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)(不足半個的舍去，多于半個的算一個)，再根據(jù)方格的邊長求出油酸膜的面積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，即油酸分子直徑的大小。
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)(4分)上述步驟中有步驟不完整以及遺漏了步驟F，請指出并補(bǔ)全：
①　　　　；
②F.　　　 　　　　。
(2)(2分)上述實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是　　　　　　　。
(3)(2分)某同學(xué)實(shí)驗(yàn)中最終得到的計(jì)算結(jié)果和大多數(shù)同學(xué)的比較，數(shù)據(jù)偏大，對出現(xiàn)這種結(jié)果的原因，下列說法可能正確的是　　　　。
A.錯誤地將油酸酒精溶液的體積直接作為油酸的體積進(jìn)行計(jì)算
B.計(jì)算油酸膜面積時，錯將不完整的方格作為完整方格處理
C.計(jì)算油酸膜面積時，只數(shù)了完整的方格數(shù)
D.水面上痱子粉撒得較多，油酸膜沒有充分展開
3.(12分)(2024·西安市高二期末)“油膜法估測油酸分子的大小”的實(shí)驗(yàn)方法及步驟如下：
①向體積V油=1 mL的油酸中加酒精，直至總量達(dá)到V總=500 mL；
②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，當(dāng)?shù)稳雗=100滴時，測得其體積恰好是V0=1 mL；
③先往邊長為30~40 cm的淺盤里倒入2 cm深的水，然后將爽身粉均勻地撒在水面上；
④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，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輪廓；
⑤將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，如圖所示，數(shù)出輪廓范圍內(nèi)小方格的個數(shù)N，小方格的邊長a=20 mm。
根據(jù)以上信息，回答下列問題：
(1)(4分)小方格的個數(shù)N為　　　　個。
(2)(4分)油酸分子的直徑d約為　　　　　　m(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。
(3)(4分)某同學(xué)在用油膜法估測油酸分子直徑實(shí)驗(yàn)中，計(jì)算結(jié)果明顯偏大，可能是由于　　　　。
A.粉末太薄使油酸邊界不清，導(dǎo)致油膜面積測量值偏大
B.粉末太厚導(dǎo)致油酸未完全散開
C.計(jì)算每滴體積時，1 mL的溶液滴數(shù)多數(shù)了幾滴
4.(12分)(2023·遂寧市高二檢測)某同學(xué)用“油膜法”來粗略估測分子的大小，把一滴用酒精稀釋過的油酸滴在水面上時，油酸就在水面上散開，油酸分子就立在水面上，完成油酸分子大小測定。
(1)(4分)該同學(xué)用“油膜法”來粗略估測分子的大小，下列有助于較準(zhǔn)確完成實(shí)驗(yàn)的理想化方法有　　　　。
A.分子都視為立方體形
B.分子都能形成單分子油膜
C.分子都是一個一個緊挨著排列的
D.滴入的油酸溶液是高純度的油酸酒精溶液
(2)(4分)現(xiàn)有按酒精與純油酸的體積比為a∶b配制好的油酸酒精溶液置于容器中，還有一個裝有約2 cm深水的淺盤，一支滴管，一個量筒。現(xiàn)用滴管從量筒中取V體積的油酸酒精溶液，讓其自由滴出，全部滴完共為N滴。現(xiàn)用滴管將一滴油酸酒精溶液滴入淺盤，待油酸薄膜穩(wěn)定后，將薄膜輪廓描繪在坐標(biāo)紙上，如圖所示(已知坐標(biāo)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，不足半個舍去)。則估算油酸分子直徑(用字母d表示)的表達(dá)式為　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)(4分)為了減小“用油膜法估測分子的大小”的實(shí)驗(yàn)誤差，下列方法可行的是　　　　。
A.油酸未完全散開時開始描繪油膜輪廓
B.把淺盤水平放置，在淺盤里倒入一些水，使水面離盤口距離小一些
C.先在淺盤水中撒些痱子粉，再用滴管把油酸酒精溶液多滴幾滴在水面上
D.用牙簽把水面上的油膜盡量撥弄成矩形
5.(12分)(1)(6分)在用油膜法估測分子大小的實(shí)驗(yàn)中，用移液管量取0.25 mL油酸，倒入標(biāo)注250 mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250 mL的溶液。然后用滴管吸取這種溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面達(dá)到量筒中1 mL的刻度，再用滴管取配好的油酸酒精溶液，向撒有痱子粉的盛水淺盤中滴下2滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜穩(wěn)定后，放在帶有正方形坐標(biāo)格的玻璃板下觀察油膜，如圖甲所示。坐標(biāo)格的每個小正方形大小為2 cm×2 cm。由圖甲可以估算出油膜的面積為　　　　 cm2，由此估算出油酸分子的直徑是　　　　　　　　 m(保留1位有效數(shù)字)。
(2)(3分)如圖乙是用掃描隧道顯微鏡拍下的一個“量子圍欄”的照片。這個量子圍欄是由48個鐵原子在銅的表面排列成直徑為1.4×10-8 m的圓周而組成的，由此可以估算出鐵原子的直徑約為　　　　　　　　 m(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)。
(3)(3分)某同學(xué)做完“用油膜法估測分子大小”實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)自己所測的分子直徑d明顯偏小。出現(xiàn)這種情況的原因可能是　　　　。
A.水面上痱子粉撒得較多，油酸膜沒有充分散開
B.將滴入的油酸酒精溶液體積作為油酸體積進(jìn)行計(jì)算
C.油酸酒精溶液長時間放置，酒精揮發(fā)使溶液的濃度發(fā)生了變化
D.計(jì)算油膜面積時，只數(shù)了完整的方格數(shù)
E.求每滴溶液中純油酸的體積時，1 mL溶液的滴數(shù)多記了10滴
答案精析
1.使油酸在淺盤的水面上容易形成一塊單分子層油膜　把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，測出1 mL油酸酒精溶液的滴數(shù)，得到一滴溶液中純油酸的體積　單分子層油膜的面積
解析　由于分子直徑非常小，極少量油酸所形成的單分子層油膜面積也會很大，因此實(shí)驗(yàn)前需要將油酸稀釋，使油酸在淺盤的水面上容易形成一塊單分子層油膜。可以用累積法測量多滴溶液的體積后計(jì)算得到一滴溶液中純油酸的體積。油酸分子直徑等于一滴溶液中純油酸的體積與形成的單分子層油膜的面積之比，即d=，故除測得一滴油酸酒精溶液中所含純油酸的體積外，還需要測量單分子層油膜的面積。
2.(1)①C步驟中，要在水面上撒上痱子粉或滑石粉　②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)增加一定體積時液滴的數(shù)目
(2)FECBAD　(3)ACD
解析　(1)①C步驟中，要在水面上撒上痱子粉或滑石粉。②F.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)增加一定體積時液滴的數(shù)目。
(2)實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是FECBAD。
(3)由d=可知，測量結(jié)果偏大有兩個原因，一是測量體積比正確值偏大，二是測量面積比正確值偏小；錯誤地將油酸酒精溶液的體積直接作為油酸的體積進(jìn)行計(jì)算，則體積偏大，測得的油酸分子直徑偏大，選項(xiàng)A正確；計(jì)算油酸膜面積時，錯將不完整的方格作為完整方格處理，則測得的面積偏大，測得的油酸分子直徑偏小，選項(xiàng)B錯誤；計(jì)算油酸膜面積時，只數(shù)了完整的方格數(shù)，則測得的面積偏小，測得的油酸分子直徑偏大，選項(xiàng)C正確；水面上痱子粉撒得較多，油酸膜沒有充分展開，則測得的面積偏小，測得的油酸分子直徑偏大，選項(xiàng)D正確。
3.(1)115　(2)4.0×10-10　(3)B
解析　(1)根據(jù)大于半個方格的算一個，小于半個方格的舍去，油膜形狀占據(jù)的方格數(shù)大約為115個。
(2)1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積為
V0=× mL=2×10-5 mL
油膜的面積為
S=NS0=115×20×20 mm2=4.6×104 mm2
油酸分子的直徑為
d== m≈4.0×10-10 m。
(3)計(jì)算油酸分子直徑時是根據(jù)d=，粉末太薄使油酸邊界不清，導(dǎo)致油膜面積S的測量值偏大，所以導(dǎo)致直徑測量值偏小，故A錯誤；粉末太厚導(dǎo)致油酸未完全散開，S偏小，則導(dǎo)致直徑的測量值偏大，故B正確；求每滴體積時，1 mL的溶液的滴數(shù)誤多記了幾滴，導(dǎo)致V0偏小，則直徑測量值偏小，故C錯誤。
4.(1)BC　(2)d=　(3)B
解析　(1)某同學(xué)用“油膜法”來粗略估測分子的大小，有助于較準(zhǔn)確完成實(shí)驗(yàn)的理想化方法有：滴入的油酸溶液是稀釋的油酸酒精溶液，可認(rèn)為油酸分子都能形成單分子油膜，并將分子都視為一個一個緊挨著排列的球體，故B、C正確，A、D錯誤。
(2)一滴純油酸的體積V0=·，估算油酸分子直徑為d=，解得d=。
(3)為了減小“用油膜法估測分子的大小”的實(shí)驗(yàn)誤差，把淺盤水平放置，在淺盤里倒入一些水，使水面離盤口距離小一些，要等油酸完全散開時開始描繪油膜輪廓，故B正確，A錯誤；先在淺盤水中撒些痱子粉，再用滴管把油酸酒精溶液滴一滴在水面上，等油酸分子自由擴(kuò)散，形成穩(wěn)定的單分子油膜，不能用牙簽把水面上的油膜撥弄成矩形，故C、D錯誤。
5.(1)256　8×10-10　(2)9×10-10　(3)CE
解析　(1)通過數(shù)方格就能計(jì)算油膜的面積，多于半個格的算一個，少于半個格的舍去，由題圖甲可知，油膜的面積為S=64×4 cm2=256 cm2=0.025 6 m2，兩滴油酸酒精溶液含純油酸的體積為
V=2××=2×10-5 mL=2×10-5 cm3
油酸分子的直徑為d== m≈8×10-10 m
(2)圓周周長為2πR=π×1.4×10-8 m
等于48個鐵原子的直徑之和，所以鐵原子的直徑為
d= m≈9×10-10 m
(3)水面上撒的痱子粉太多，油酸膜不能充分展開，導(dǎo)致面積S測量值偏小，由d=知，d偏大，A錯誤；將滴入的油酸酒精溶液體積作為油酸體積進(jìn)行計(jì)算，則V取值偏大，由d=知d偏大，故B錯誤；油酸酒精溶液長時間放置，酒精揮發(fā)使溶液的濃度增大，則V取值偏小，導(dǎo)致d偏小，故C正確；計(jì)算油膜面積時，只數(shù)了完整的方格數(shù)，則S取值偏小，導(dǎo)致d偏大，故D錯誤；求每滴溶液中純油酸的體積時，1 mL溶液的滴數(shù)多記了10滴，純油酸的體積將偏小，導(dǎo)致d偏小，故E正確。2　實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測油酸分子的大小
［學(xué)習(xí)目標(biāo)］　1.掌握油膜法估測分子大小的實(shí)驗(yàn)原理以及數(shù)據(jù)處理的思路和方法(重點(diǎn))。2.通過估測油酸分子的大小，學(xué)習(xí)利用宏觀量的測量估算微觀量的科學(xué)方法。
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br/>1.通過估測油酸分子的大小(直徑)，加深對分子大小數(shù)量級的認(rèn)識。
2.通過建立適當(dāng)?shù)奈锢砟Ｐ停瑢W(xué)習(xí)利用宏觀量的測量來估算微觀量的科學(xué)方法。
二、實(shí)驗(yàn)原理
利用油酸在水面上形成一層　　　　　　的方法(圖甲)估測分子大小。當(dāng)把一滴用酒精稀釋過的油酸滴在水面上時，就在水面上形成一層　　　　　　　　薄膜(圖乙)。如果把分子看作小球，那么可以認(rèn)為油膜的　　　　等于油酸分子的大小(直徑)。測出一滴油酸的　　　　，并算出這滴油酸在水面上形成的單分子油膜的　　　　，就可估算出油酸分子的大小。
甲
乙
閱讀以上實(shí)驗(yàn)原理，思考并討論以下問題：
1.油酸中加酒精配制成油酸酒精溶液的目的是什么？
2.如何測出一滴油酸酒精溶液的體積？
3.如何測出油膜散開后形成的不規(guī)則圖形的面積？
4.如何計(jì)算油酸分子的大小？
三、實(shí)驗(yàn)器材
量筒，注射器，淺盤，　　　　　　　　，玻璃板，坐標(biāo)紙，　　　　　　　　　　　，細(xì)彩筆，水。
四、實(shí)驗(yàn)步驟
1.用注射器吸入一定體積(如1 mL)事先配制好的油酸酒精溶液，再均勻地滴到玻璃杯中，記下滴出的總滴數(shù)，即可算出一滴油酸酒精溶液的體積V0。
2.在邊長30~40 cm的淺盤里倒入約2 cm深的水，然后將痱子粉或滑石粉均勻地撒在水面上，用注射器將事先配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待其散開。
3.當(dāng)油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后，將玻璃板輕放在淺盤上，用細(xì)彩筆仔細(xì)地把油酸薄膜邊緣的形狀畫在玻璃板上。
4.將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，用數(shù)格的方法估算出油膜的面積S。
5.根據(jù)油酸酒精溶液的濃度和已測出的一滴油酸酒精溶液的體積V0，算出一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V。
6.用公式D=(D為油酸分子直徑)，計(jì)算得到油酸分子的大小。
五、注意事項(xiàng)
1.油酸酒精溶液配制好后不要長時間放置，以免濃度改變，造成較大的實(shí)驗(yàn)誤差。
2.實(shí)驗(yàn)前應(yīng)注意檢查淺盤是否干凈，痱子粉(或滑石粉)應(yīng)均勻撒在水面上。
3.向水面滴油酸酒精溶液時，應(yīng)靠近水面，不能離水面太高，否則油膜難以形成。
4.待測油酸薄膜擴(kuò)散后又會收縮，要在油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后再描輪廓。
5.計(jì)算輪廓范圍內(nèi)正方形的個數(shù)，不足半個的舍去，多于半個的算一個。
例1　(2023·漳州市高二期末)在“用油膜法估測油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，有下列實(shí)驗(yàn)步驟：
①往淺盤里倒入一定深度的水，待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上；
②用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形狀穩(wěn)定；
③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；
④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)一定體積時的滴數(shù)，由此計(jì)算出一滴油酸酒精溶液的體積；
⑤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。
完成下列問題：
(1)上述步驟中，正確的順序是　　　　。(填寫步驟前面的序號)
(2)該實(shí)驗(yàn)中，使用到的研究方法是　　　　。
A.等效替代法 B.理想模型法
C.微小量放大法 D.控制變量法
(3)已知實(shí)驗(yàn)室中使用的油酸酒精溶液每104 mL溶液中含有2 mL油酸，又用滴管測得每50滴這種溶液的總體積為1 mL，將一滴這種溶液滴在淺盤中的水面上，在玻璃板上描出油膜的邊界線，再把玻璃板放在畫有邊長為1 cm的正方形小格的紙上(如圖)。
①一滴油酸酒精溶液中含有純油酸體積為　　　　　　　　　mL；
②油膜的面積約為　　　　cm2；
③油酸分子直徑的大小d=　　　　 m。(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)
(4)某學(xué)生在“用油膜法估測分子的大小”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
B.計(jì)算油膜面積時，將所有不足1格的方格記作1格
C.計(jì)算油膜面積時，舍去了所有不足1格的方格
D.在計(jì)算一滴溶液的體積時，少算了滴數(shù)
答案精析
二、
單分子油膜　單分子純油酸
厚度　體積　面積
討論交流
1.用酒精對油酸進(jìn)行稀釋有利于獲取更小體積的純油酸，這樣更有利于油酸在水面上形成單分子油膜，同時酒精易揮發(fā)，不影響測量結(jié)果。
2.測出N滴油酸酒精溶液的體積V，則一滴油酸的酒精溶液體積V0=。
3.(1)待油膜形狀穩(wěn)定后，將事先準(zhǔn)備好的帶有坐標(biāo)方格的玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上描下薄膜的形狀。
(2)將畫有油膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，計(jì)算輪廓范圍內(nèi)正方形的個數(shù)，不足半個的舍去，多于半個的算一個。
(3)把正方形的個數(shù)乘單個正方形的面積就得到油膜的面積S。
4.用1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V和該油膜面積S計(jì)算出油膜厚度，即油酸分子的直徑d=。
三、
油酸酒精溶液　痱子粉或滑石粉
例1　(1)④①②⑤③　(2)B
(3)①4×10-6　②60　③7×10-10　(4)ACD
解析　(1)由實(shí)驗(yàn)要求可知，實(shí)驗(yàn)的步驟是先配溶液，然后再將痱子粉撒在水面上，將溶液滴入水中，描繪輪廓，計(jì)算面積，因此是④①②⑤③；
(2)該實(shí)驗(yàn)采用的是借助物理模型間接測量的方法，認(rèn)為分子為球形且一個挨一個排列，所以采用了理想模型法，故選B。
(3)①一滴溶液含有的油酸分子的體積
V=×=4×10-6 mL
②通過數(shù)油膜在紙上的格數(shù)可知，共有60個格，則油膜的面積約為S=60×1cm2=60cm2
③故油酸分子直徑的大小d==≈7×10-10 m
(4)油酸未完全散開，則S測量值偏小，則直徑測量值偏大，故A正確；計(jì)算油膜面積時，將所有不足1格的方格記作1格，則S測量值偏大，則直徑測量值偏小，故B錯誤；計(jì)算油膜面積時，舍去了所有不足1格的方格，則S測量值偏小，則直徑測量值偏大，故C正確；計(jì)算溶液體積時，少算了液滴數(shù)，則純油酸體積將偏大，計(jì)算得到的分子直徑也將偏大，故D正確。(共44張PPT)
DIYIZHANG
第一章
2　實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測油酸
分子的大小
1.掌握油膜法估測分子大小的實(shí)驗(yàn)原理以及數(shù)據(jù)處理的思路和方法(重點(diǎn))。
2.通過估測油酸分子的大小，學(xué)習(xí)利用宏觀量的測量估算微觀量的科學(xué)方法。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br/>1.通過估測油酸分子的大小(直徑)，加深對分子大小數(shù)量級的認(rèn)識。
2.通過建立適當(dāng)?shù)奈锢砟Ｐ停瑢W(xué)習(xí)利用宏觀量的測量來估算微觀量的科學(xué)方法。
二、實(shí)驗(yàn)原理
利用油酸在水面上形成一層 的方法(圖甲)估測分子大小。當(dāng)把一滴用酒精稀釋過的油酸滴在水面上時，就在水面上形成一層______
_______薄膜(圖乙)。如果把分子看作小球，那么可以認(rèn)為油膜的_____
等于油酸分子的大小(直徑)。測出一滴油酸的 ，并算出這滴油酸在水面上形成的單分子油膜的 ，就可估算出油酸分子的大小。
甲 乙
單分子油膜
單分子
純油酸
厚度
體積
面積
閱讀以上實(shí)驗(yàn)原理，思考并討論以下問題：
1.油酸中加酒精配制成油酸酒精溶液的目的是什么？
討論交流
答案　用酒精對油酸進(jìn)行稀釋有利于獲取更小體積的純油酸，這樣更有利于油酸在水面上形成單分子油膜，同時酒精易揮發(fā)，不影響測量結(jié)果。
2.如何測出一滴油酸酒精溶液的體積？
答案　測出N滴油酸酒精溶液的體積V，則一滴油酸的酒精溶液體積V0=。
3.如何測出油膜散開后形成的不規(guī)則圖形的面積？
答案　(1)待油膜形狀穩(wěn)定后，將事先準(zhǔn)備好的帶有坐標(biāo)方格的玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上描下薄膜的形狀。
(2)將畫有油膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，計(jì)算輪廓范圍內(nèi)正方形的個數(shù)，不足半個的舍去，多于半個的算一個。
(3)把正方形的個數(shù)乘單個正方形的面積就得到油膜的面積S。
4.如何計(jì)算油酸分子的大小？
答案　用1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V和該油膜面積S計(jì)算出油膜厚度，即油酸分子的直徑d=。
三、實(shí)驗(yàn)器材
量筒，注射器，淺盤， ，玻璃板，坐標(biāo)紙，___________
_____，細(xì)彩筆，水。
四、實(shí)驗(yàn)步驟
1.用注射器吸入一定體積(如1 mL)事先配制好的油酸酒精溶液，再均勻地滴到玻璃杯中，記下滴出的總滴數(shù)，即可算出一滴油酸酒精溶液的體積V0。
2.在邊長30~40 cm的淺盤里倒入約2 cm深的水，然后將痱子粉或滑石粉均勻地撒在水面上，用注射器將事先配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待其散開。
油酸酒精溶液
痱子粉或滑
石粉
3.當(dāng)油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后，將玻璃板輕放在淺盤上，用細(xì)彩筆仔細(xì)地把油酸薄膜邊緣的形狀畫在玻璃板上。
4.將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，用數(shù)格的方法估算出油膜的面積S。
5.根據(jù)油酸酒精溶液的濃度和已測出的一滴油酸酒精溶液的體積V0，算出一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V。
6.用公式D=(D為油酸分子直徑)，計(jì)算得到油酸分子的大小。
五、注意事項(xiàng)
1.油酸酒精溶液配制好后不要長時間放置，以免濃度改變，造成較大的實(shí)驗(yàn)誤差。
2.實(shí)驗(yàn)前應(yīng)注意檢查淺盤是否干凈，痱子粉(或滑石粉)應(yīng)均勻撒在水面上。
3.向水面滴油酸酒精溶液時，應(yīng)靠近水面，不能離水面太高，否則油膜難以形成。
4.待測油酸薄膜擴(kuò)散后又會收縮，要在油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后再描輪廓。
5.計(jì)算輪廓范圍內(nèi)正方形的個數(shù)，不足半個的舍去，多于半個的算一個。
　(2023·漳州市高二期末)在“用油膜法估測油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，有下列實(shí)驗(yàn)步驟：
①往淺盤里倒入一定深度的水，待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上；
②用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形狀穩(wěn)定；
③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；
④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)一定體積時的滴數(shù)，由此計(jì)算出一滴油酸酒精溶液的體積；
例1
⑤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。
完成下列問題：
(1)上述步驟中，正確的順序是　 　　　。(填寫步驟前面的序號)
④①②⑤③
由實(shí)驗(yàn)要求可知，實(shí)驗(yàn)的步驟是先配溶液，然后再將痱子粉撒在水面上，將溶液滴入水中，描繪輪廓，計(jì)算面積，因此是④①②⑤③；
(2)該實(shí)驗(yàn)中，使用到的研究方法是　　。
A.等效替代法 B.理想模型法
C.微小量放大法 D.控制變量法
該實(shí)驗(yàn)采用的是借助物理模型間接測量的方法，認(rèn)為分子為球形且一個挨一個排列，所以采用了理想模型法，故選B。
B
(3)已知實(shí)驗(yàn)室中使用的油酸酒精溶液每104 mL溶液
中含有2 mL油酸，又用滴管測得每50滴這種溶液的
總體積為1 mL，將一滴這種溶液滴在淺盤中的水面
上，在玻璃板上描出油膜的邊界線，再把玻璃板放
在畫有邊長為1 cm的正方形小格的紙上(如圖)。
①一滴油酸酒精溶液中含有純油酸體積為　　　　mL；
一滴溶液含有的油酸分子的體積
V=×=4×10-6 mL
4×10-6
②油膜的面積約為　　cm2；
60
通過數(shù)油膜在紙上的格數(shù)可知，共有60個格，則油膜的面積約為S=60×1cm2=60cm2
③油酸分子直徑的大小d=　　　　 m。
(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)
7×10-10
故油酸分子直徑的大小d==≈7×10-10 m
(4)某學(xué)生在“用油膜法估測分子的大小”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
B.計(jì)算油膜面積時，將所有不足1格的方格記作1格
C.計(jì)算油膜面積時，舍去了所有不足1格的方格
D.在計(jì)算一滴溶液的體積時，少算了滴數(shù)
ACD
油酸未完全散開，則S測量值偏小，則直徑測量值偏大，故A正確；計(jì)算油膜面積時，將所有不足1格的方格記作1格，則S測量值偏大，則直徑測量值偏小，故B錯誤；
計(jì)算油膜面積時，舍去了所有不足1格的方格，則S測量值偏小，則直徑測量值偏大，故C正確；
計(jì)算溶液體積時，少算了液滴數(shù)，則純油酸體積將偏大，計(jì)算得到的分子直徑也將偏大，故D正確。
課時對點(diǎn)練
1.用油膜法估算分子大小的實(shí)驗(yàn)中，首先需將純油酸稀釋成一定濃度的油酸酒精溶液，稀釋的目的是____________________________________
　　　　。實(shí)驗(yàn)中為了測量出一滴已知濃度的油酸酒精溶液中純油酸的體積，可以____________________________________________________
　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　。為得到油酸分子的直徑，還需測量的物理量是___________________。
1
2
3
4
5
使油酸在淺盤的水面上容易形成一塊單分
子層油膜
把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，測出1 mL油酸酒精溶液的滴數(shù)，得到一滴溶液中純油酸的體積
單分子層油膜的面積
1
2
3
4
5
由于分子直徑非常小，極少量油酸所形成的單分子層油膜面積也會很大，因此實(shí)驗(yàn)前需要將油酸稀釋，使油酸在淺盤的水面上容易形成一塊單分子層油膜。可以用累積法測量多滴溶液的體積后計(jì)算得到一滴溶液中純油酸的體積。油酸分子直徑等于一滴溶液中純油酸的體積與形成的單分子層油膜的面積之比，即d=，故除測得一滴油酸酒精溶液中所含純油酸的體積外，還需要測量單分子層油膜的面積。
2.(2023·南京市期中)“用油膜法估測油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)的簡要步驟如下：
A.將畫有油酸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)(不足
半個的舍去，多于半個的算一個)，再根據(jù)方格的邊長求出油酸膜的面
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，即油酸分子直徑的大小。
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
2
3
4
5
(1)上述步驟中有步驟不完整以及遺漏了步驟F，請指出并補(bǔ)全：
①_______________________________________；
1
2
3
4
5
C步驟中，要在水面上撒上痱子粉或滑石粉
C步驟中，要在水面上撒上痱子粉或滑石粉。
②F.___________________________________________________________
_______________________________________。
1
2
3
4
5
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)增加一定體積時液滴的數(shù)目　
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)增加一定體積時液滴的數(shù)目。
(2)上述實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是　　　 　。
1
2
3
4
5
FECBAD
實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是FECBAD。
(3)某同學(xué)實(shí)驗(yàn)中最終得到的計(jì)算結(jié)果和大多數(shù)同學(xué)的比較，數(shù)據(jù)偏大，對出現(xiàn)這種結(jié)果的原因，下列說法可能正確的是　　 。
A.錯誤地將油酸酒精溶液的體積直接作為油酸的體積進(jìn)行計(jì)算
B.計(jì)算油酸膜面積時，錯將不完整的方格作為完整方格處理
C.計(jì)算油酸膜面積時，只數(shù)了完整的方格數(shù)
D.水面上痱子粉撒得較多，油酸膜沒有充分展開
1
2
3
4
5
ACD
1
2
3
4
5
由d=可知，測量結(jié)果偏大有兩個原因，一是測量體積比正確值偏大，二是測量面積比正確值偏小；錯誤地將油酸酒精溶液的體積直接作為油酸的體積進(jìn)行計(jì)算，則體積偏大，測得的油酸分子直徑偏大，選項(xiàng)A正確；
計(jì)算油酸膜面積時，錯將不完整的方格作為完整方格處理，則測得的面積偏大，測得的油酸分子直徑偏小，選項(xiàng)B錯誤；
計(jì)算油酸膜面積時，只數(shù)了完整的方格數(shù)，則測得的面積偏小，測得的油酸分子直徑偏大，選項(xiàng)C正確；
水面上痱子粉撒得較多，油酸膜沒有充分展開，則測得的面積偏小，測得的油酸分子直徑偏大，選項(xiàng)D正確。
3.(2024·西安市高二期末)“油膜法估測油酸分子的大小”的實(shí)驗(yàn)方法及步驟如下：
①向體積V油=1 mL的油酸中加酒精，直至總量達(dá)到V總=500 mL；
②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，當(dāng)?shù)稳雗=100滴時，測得其體積恰好是V0=1 mL；
③先往邊長為30~40 cm的淺盤里倒入2 cm深的水，然后將爽身粉均勻地撒在水面上；
④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，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輪廓；
1
2
3
4
5
⑤將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，如圖所示，數(shù)出輪廓范圍內(nèi)小方格的個數(shù)N，小方格的邊長a=20 mm。
根據(jù)以上信息，回答下列問題：
(1)小方格的個數(shù)N為　　個。
1
2
3
4
5
115
根據(jù)大于半個方格的算一個，小于半個方格的舍去，油膜形狀占據(jù)的方格數(shù)大約為115個。
(2)油酸分子的直徑d約為　　 　　m(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。
1
2
3
4
5
4.0×10-10
1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積為
V0=× mL=2×10-5 mL
油膜的面積為
S=NS0=115×20×20 mm2=4.6×104 mm2
油酸分子的直徑為
d== m≈4.0×10-10 m。
(3)某同學(xué)在用油膜法估測油酸分子直徑實(shí)驗(yàn)中，計(jì)算結(jié)果明顯偏大，可能是由于　　。
A.粉末太薄使油酸邊界不清，導(dǎo)致油膜面積測量值偏大
B.粉末太厚導(dǎo)致油酸未完全散開
C.計(jì)算每滴體積時，1 mL的溶液滴數(shù)多數(shù)了幾滴
1
2
3
4
5
B
1
2
3
4
5
計(jì)算油酸分子直徑時是根據(jù)d=，粉末太薄使油酸
邊界不清，導(dǎo)致油膜面積S的測量值偏大，所以導(dǎo)
致直徑測量值偏小，故A錯誤；
粉末太厚導(dǎo)致油酸未完全散開，S偏小，則導(dǎo)致直
徑的測量值偏大，故B正確；
求每滴體積時，1 mL的溶液的滴數(shù)誤多記了幾滴，導(dǎo)致V0偏小，則直徑測量值偏小，故C錯誤。
4.(2023·遂寧市高二檢測)某同學(xué)用“油膜法”來粗略估測分子的大小，把一滴用酒精稀釋過的油酸滴在水面上時，油酸就在水面上散開，油酸分子就立在水面上，完成油酸分子大小測定。
(1)該同學(xué)用“油膜法”來粗略估測分子的大小，下列有助于較準(zhǔn)確完成實(shí)驗(yàn)的理想化方法有　　。
A.分子都視為立方體形
B.分子都能形成單分子油膜
C.分子都是一個一個緊挨著排列的
D.滴入的油酸溶液是高純度的油酸酒精溶液
1
2
3
4
5
BC
1
2
3
4
5
某同學(xué)用“油膜法”來粗略估測分子的大小，有助于較準(zhǔn)確完成實(shí)驗(yàn)的理想化方法有：滴入的油酸溶液是稀釋的油酸酒精溶液，可認(rèn)為油酸分子都能形成單分子油膜，并將分子都視為一個一個緊挨著排列的球體，故B、C正確，A、D錯誤。
(2)現(xiàn)有按酒精與純油酸的體積比為a∶b配制好的油酸酒精溶液置于容器中，還有一個裝有約2 cm深水的淺盤，一支滴管，一個量筒。現(xiàn)用滴管從量筒中取V體積的油酸酒精溶液，讓其自由滴出，全部滴完共為N滴。現(xiàn)用滴管將一滴油酸酒精溶液滴入淺盤，待油酸薄膜穩(wěn)定后，將薄膜輪廓描繪在坐標(biāo)紙上，如圖所示(已知坐標(biāo)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，
不足半個舍去)。則估算油酸分子直徑(用字母d表示)的
表達(dá)式為　　　　　。
1
2
3
4
5
d=
1
2
3
4
5
一滴純油酸的體積V0=·，估算油酸分子直徑為d
=，解得d=。
(3)為了減小“用油膜法估測分子的大小”的實(shí)驗(yàn)誤差，下列方法可行的是　　。
A.油酸未完全散開時開始描繪油膜輪廓
B.把淺盤水平放置，在淺盤里倒入一些水，使水面離盤口距離小一些
C.先在淺盤水中撒些痱子粉，再用滴管把油酸酒精溶液多滴幾滴在水面上
D.用牙簽把水面上的油膜盡量撥弄成矩形
1
2
3
4
5
B
1
2
3
4
5
為了減小“用油膜法估測分子的大小”的實(shí)驗(yàn)誤差，把淺盤水平放置，在淺盤里倒入一些水，使水面離盤口距離小一些，要等油酸完全散開時開始描繪油膜輪廓，故B正確，A錯誤；
先在淺盤水中撒些痱子粉，再用滴管把油酸酒精溶液滴一滴在水面上，等油酸分子自由擴(kuò)散，形成穩(wěn)定的單分子油膜，不能用牙簽把水面上的油膜撥弄成矩形，故C、D錯誤。
5.(1)在用油膜法估測分子大小的實(shí)驗(yàn)中，用移液管量取0.25 mL油酸，倒入標(biāo)注250 mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250 mL的溶液。然后用滴管吸取這種溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面達(dá)到量筒中1 mL的刻度，再用滴管取配好的油酸酒精溶液，向撒有痱子粉的盛水淺盤中滴下2滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜穩(wěn)定后，放在帶有正方形坐標(biāo)格的玻璃板下觀察油膜，如圖甲所示。坐標(biāo)格
的每個小正方形大小為2 cm×2 cm。由圖甲可以估算出
油膜的面積為　　 cm2，由此估算出油酸分子的直徑是
　　　　 m(保留1位有效數(shù)字)。
1
2
3
4
5
256
8×10-10
1
2
3
4
5
通過數(shù)方格就能計(jì)算油膜的面積，多于半個格的算一個，少于半個格的舍去，由題圖甲可知，油膜的面積為S=64×4 cm2=256 cm2=0.025 6 m2，兩滴油酸酒精溶液含純油酸的體積為
V=2××=2×10-5 mL=2×10-5 cm3
油酸分子的直徑為d== m≈8×10-10 m
(2)如圖乙是用掃描隧道顯微鏡拍下的一個“量子
圍欄”的照片。這個量子圍欄是由48個鐵原子在
銅的表面排列成直徑為1.4×10-8 m的圓周而組成
的，由此可以估算出鐵原子的直徑約為　　 　 m
(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)。
1
2
3
4
5
9×10-10
圓周周長為2πR=π×1.4×10-8 m
等于48個鐵原子的直徑之和，所以鐵原子的直徑為d= m≈
9×10-10 m
(3)某同學(xué)做完“用油膜法估測分子大小”實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)自己所測的分子直徑d明顯偏小。出現(xiàn)這種情況的原因可能是　　。
A.水面上痱子粉撒得較多，油酸膜沒有充分散開
B.將滴入的油酸酒精溶液體積作為油酸體積進(jìn)行計(jì)算
C.油酸酒精溶液長時間放置，酒精揮發(fā)使溶液的濃度發(fā)生了變化
D.計(jì)算油膜面積時，只數(shù)了完整的方格數(shù)
E.求每滴溶液中純油酸的體積時，1 mL溶液的滴數(shù)多記了10滴
1
2
3
4
5
CE
1
2
3
4
5
水面上撒的痱子粉太多，油酸膜不能充分展開，導(dǎo)致面積S測量值偏
小，由d=知，d偏大，A錯誤；
將滴入的油酸酒精溶液體積作為油酸體積進(jìn)行計(jì)算，則V取值偏大，
由d=知d偏大，故B錯誤；
油酸酒精溶液長時間放置，酒精揮發(fā)使溶液的濃度增大，則V取值偏小，導(dǎo)致d偏小，故C正確；
計(jì)算油膜面積時，只數(shù)了完整的方格數(shù)，則S取值偏小，導(dǎo)致d偏大，故D錯誤；
1
2
3
4
5
求每滴溶液中純油酸的體積時，1 mL溶液的滴數(shù)多記了10滴，純油酸的體積將偏小，導(dǎo)致d偏小，故E正確。

展開更多......

收起↑