Question

3．某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室做“用油膜法估測(cè)分子直徑的大小”實(shí)驗(yàn)中，已知油酸酒精溶液的濃度為每10⁴mL溶液中有純油酸6mL．用注射器抽得上述溶液2mL，現(xiàn)緩慢地滴出1mL溶液，共有液滴數(shù)為50滴．把1滴該溶液滴入盛水的淺盤上，在刻有小正方形坐標(biāo)的玻璃板上描出油膜的輪廓（如圖所示），坐標(biāo)中小正方形方格的邊長(zhǎng)為20mm．已數(shù)出完整的方格有49個(gè)，大于半格的有7個(gè)，小于半格的有10個(gè)，求：
（1）這種估測(cè)方法是將每個(gè)分子視為球形模型，讓油酸盡可能地在水面上散開，形成的油膜可視為單分子油膜，這層油膜的厚度可視為油分子的直徑．
（2）圖中油酸膜面積為22400mm²；每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸體積是1.2×10^-5mL；
（3）根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測(cè)出油酸分子的直徑是5×10^-10m（保留1位有效數(shù)字）
（4）某學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，計(jì)算結(jié)果偏大，可能是由于A．
A．油酸未完全散開
B．油酸溶液濃度低于實(shí)際值
C．計(jì)算油膜面積時(shí)，加上了所有不足一格的方格
D．求每滴體積時(shí)，1mL的溶液的滴數(shù)多記了10滴．

Answer 1

分析 掌握該實(shí)驗(yàn)的原理是解決問(wèn)題的關(guān)鍵，該實(shí)驗(yàn)中以油酸分子呈球型分布在水面上，且一個(gè)挨一個(gè)，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．

解答 解：（1）這種估測(cè)方法是將每個(gè)分子視為球體模型，讓油酸盡可能地在水面上散開，則形成的油膜可視為單分子油膜，這層油膜的厚度可視為油分子的直徑．
（2）油膜的面積可從方格紙上得到，所圍成的方格中，面積超過(guò)一半按一半算，小于一半的舍去，圖中共有58個(gè)方格，
故油膜面積為：S=58×20mm×20mm=22400mm²；
每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸體積是：V=$\frac{1}{50}$×10^-6×$\frac{6}{1{0}^{4}}$m³=1.2×10^-11m³=1.2×10^-5ml
油酸分子的直徑：d=$\frac{V}{S}$=$\frac{1.2×1{0}^{-11}}{2.24×1{0}^{-2}}$=5×10^-10m
題要求保留1個(gè)有效數(shù)字，所以油酸分子的直徑為：5×10^-10m．
（3）據(jù)油酸分子的直徑公式可知，實(shí)驗(yàn)中面積變小或計(jì)算體積偏大可使計(jì)算結(jié)果偏大，
AC、油酸未完全散開和計(jì)算油膜面積時(shí)，舍去了所有不足一格的方格，都可使面積變小，故A正確，C錯(cuò)誤．
BD、油酸溶液濃度低于實(shí)際值和求每滴體積時(shí)，1mL的溶液的滴數(shù)多記了10滴，都會(huì)使油酸體積變小，不能使計(jì)算結(jié)果偏大，故BD錯(cuò)誤．
故選：A．
故答案為：：（1）球形，單分子，直徑（2）22400，1.2×10^-5，5×10^-10（3）A．

點(diǎn)評(píng) 在油膜法估測(cè)分子大小的實(shí)驗(yàn)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，關(guān)鍵掌握估算油膜面積的方法和求純油酸體積的方法，注意保留有效數(shù)字．