Question

15．在做”用油膜法估測分子大小”的實驗時，油酸酒精溶液的濃度為每1000ml溶液中有純油酸0.2ml，用注射器測得1mL上述溶液有80滴，把一滴該溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，測得油酸膜的近似輪廓如圖所示，圖中正方形小方格的邊長為1cm（保留2位有效數(shù)字），求：
（1）油酸膜的面積是4.0×10^-3m²．
（2）根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測出油酸分子的直徑是6.3×10^-10m．
（3）某同學(xué)在本實驗中，計算結(jié)果明顯偏小，可能是由于D
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．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液時，滴數(shù)多數(shù)了10滴．

Answer 1

分析 在油膜法估測分子大小的實驗中，讓一定體積的純油酸滴在水面上形成單分子油膜，估算出油膜面積，從而求出分子直徑，掌握估算油膜面積的方法：所圍成的方格中，面積超過一半按一半算，小于一半的舍去；
“用油膜法估測分子直徑實驗原理是：讓一定體積的純油酸滴在水面上形成單分子油膜，估算出油膜面積，從而求出分子直徑．根據(jù)此原理分析誤差．

解答 解：（1）由于每格邊長為1cm，則每一格就是1cm² ，估算油膜面積以超過半格以一格計算，小于半格就舍去的原則，估算出40格，
則油酸薄膜面積為：S=40cm²=4.0×10^-3m；
（2）1滴酒精油酸溶液中含油酸的體積：
V=$\frac{1mL}{80}$×$\frac{0.2}{1000}$ml=2.5×10^-12m³；
由于分子是單分子緊密排列的，因此分子直徑為：
d=$\frac{V}{S}$=$\frac{2.5×1{0}^{-12}}{4.0×1{0}^{-3}}$m=6.3×10^-10 m
（3）解：計算油酸分子直徑的公式是d=$\frac{V}{S}$，V是純油酸的體積，S是油膜的面積．
A．水面上痱子粉撒得較多，油膜沒有充分展開，則測量的面積S偏小，導(dǎo)致結(jié)果計算偏大，故A錯誤；
B．計算時利用的是純油酸的體積，酒精的作用是更易于油酸平鋪成單層薄膜，自身溶于水或揮發(fā)掉，使測量結(jié)果更精確，故B錯誤；
C．計算油膜面積時舍去了所有不足一格的方格，S將偏小，故得到的分子直徑將偏大，故C錯誤；
D．計算時把向量筒中滴入1mL油脂酒精溶液時，滴數(shù)多數(shù)了10滴，濃度降低，則d偏小，故D正確；
故選：D；
故答案為：（1）4.0（3.9～4.1）×10^-3；（2）6.3（6.2～6.4）×10^-10；（3）D．

點評 掌握該實驗的原理是解決問題的關(guān)鍵，該實驗中以油酸分子呈球型分布在水面上，且一個挨一個，從而可以由體積與面積相除求出油膜的厚度，從而求出分子直徑，并學(xué)會分析誤差的原因．