Question

13．用油膜法估測分子的大小，方法及實驗步驟如下：
①向體積V_油=0.6mL油酸中加酒精，直至總量達到V_總=1000mL．
②用注射器吸�、僦杏退峋凭�溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，當?shù)稳雗=80滴時，測得其體積恰好是V₀=1mL．
③先往邊長30～40cm的淺盤里倒入2cm深的水，然后將痱子粉或石膏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，待油酸在水面上盡可能散開，將事先準備好的帶方格的塑料蓋板放在淺盤上，并在塑料蓋板上描下油酸膜的形狀．
⑤描出的輪廓如圖所示，已知每個小正方形的邊長l=10mm，數(shù)出輪廓范圍內正方形的個數(shù)，可以算出油酸膜的面積．
根據(jù)以上信息，回答下列問題：
（1）完成步驟③中的填空痱子粉或石膏粉；
（2）步驟④中要讓油膜盡可能散開的原因是讓油膜在水平面上形成單分子油膜；
（3）油酸膜的面積是110cm²；
（4）實驗測出油酸分子的直徑是6.5×10^-10m；（最后一空計算結果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）本實驗中必須測出一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V，故必先求出一滴油酸酒精溶液的體積，因此實驗過程中應該求出1 mL油酸酒精溶液的滴數(shù)；油酸薄膜的邊緣在水中不易觀察和畫出，因此需要在淺盤中倒入水后，將痱子粉或石膏粉均勻撒在水面上．根據(jù)實驗的原理安排實驗步驟．
（2）采用估算的方法求油膜的面積，通過數(shù)正方形的個數(shù)：面積超過正方形一半算一個，不足一半的不算，數(shù)出正方形的總個數(shù)乘以一個正方形的面積，近似算出油酸膜的面積．把油酸分子看成球形，且不考慮分子間的空隙，油膜的厚度近似等于油酸分子的直徑，由d=$\frac{V}{S}$，求出油酸分子直徑．

解答 解：（1）為了顯示單分子油膜的形狀，需要在水面上撒痱子粉或石膏粉．
（2）1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積為 V₁=$\frac{0.6}{1000}$×$\frac{1}{80}$ml：
（3）油膜形狀占據(jù)的方格數(shù)大約為110個．所以油膜面積為110cm² ；
油酸分子的直徑為：d=$\frac{{V}_{1}}{S}$=$\frac{\frac{0.6}{1000}×\frac{1}{80}×1{0}^{-6}}{110×1{0}^{-4}}$ m=6.5×10^-10 m
故答案為：（1）痱子粉或石膏粉；（2）讓油膜在水平面上形成單分子油膜；
（3）110～116都對；
（4）6.5×10^-10～6.8×10^-10 都對．

點評 （1）本題要緊扣實驗原理，建立清晰的物理模型，知道在用油膜法估測分子的大小”實驗中，我們做了些理想化處理，認為油酸分子之間無間隙，油膜是單層分子．
（2）求油膜面積時要注意，不到半個格的要舍去，超過半個格的算一個格，數(shù)出油膜輪廓的格數(shù)，然后乘以每一個格的面積得到油膜的面積；求油的體積時要注意，求的是純油的體積，不是溶液的體．