1、高考资源网（） 您身边的高考专家实验二十用油膜法估测油酸分子的大小(建议用时：25分钟)1测量分子大小的方法有很多，如油膜法、显微法。(1)在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，用移液管量取0.25 mL油酸，倒入标注250 mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250 mL的溶液。然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入50滴溶液，溶液的液面刚好达到量筒中1 mL的刻度，再用滴管取配好的油酸酒精溶液，向撒有爽身粉的盛水浅盘中滴下1滴溶液，在液面上形成单分子油膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图甲所示。坐标格中每个小正方形方格的大小为 2 cm2 cm。由图可以估算出油膜
2、的面积是_cm2，由此估算出油酸分子的直径是_m。(最后一空结果保留1位有效数字)(2)如图乙所示是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片。这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为1.43108 m的圆周而组成的。由此可以估算出铁原子的直径约为_m。(结果保留2位有效数字)解析：(1)数油膜的正方形格数，大于半格的算一格，小于半格的舍去，得到油膜的面积S642 cm2 cm256 cm2。溶液浓度为 ，每滴溶液的体积为 mL，1滴溶液中所含纯油酸的体积为V2105 cm3。油膜厚度即油酸分子的直径是d81010 m。(2)直径为1.43108 m的圆周周长为Dd4.49108
3、m，可以估算出铁原子的直径约为d m9.41010 m。答案：(1)25681010(2)9.410102在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，有下列实验步骤：往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的爽身粉均匀地撒在水面上。用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定。将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板
4、上。完成下列填空：(1)上述步骤中，正确的顺序是_。(填写步骤前面的数字)(2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2。由此估算出油酸分子的直径为_m。(结果保留1位有效数字)解析：(1)依据实验顺序，先测量一滴配制好的油酸酒精溶液的体积，然后在浅盘中放水和爽身粉，将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘中，将玻璃板放在浅盘上获取油膜形状，最后用已知边长的坐标纸上的油膜形状来计算油膜的总面积。故正确的操作顺序为。(2)一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V cm36.7105
5、 cm3，故油酸分子直径 d51010 m。答案：(1)(2)510103油酸酒精溶液的浓度为每 1 000 mL油酸酒精溶液中有纯油酸0.6 mL，现用滴管向量筒内滴加50滴该溶液，量筒中的溶液体积增加了1 mL，把一滴该油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜形状如图所示。若每一小方格的边长为25 mm，试问：(1)这种估测方法是将每个油酸分子视为_模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为_油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的_。图中油膜的面积为_m2；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是_m3；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是
6、_m。(结果均保留2位有效数字)(2)某同学在实验过程中，在距水面约2 cm的位置将一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，实验时观察到，油膜的面积先扩张后又收缩了一些，这是为什么呢？请写出你分析的原因：_。解析：(1)这种估测方法是将每个油酸分子视为球体模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为单分子层油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径。由题图可知，油膜面积约占56个小格，面积约为S562525106 m23.5102 m2；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V106 m31.21011 m3；油酸分子的直径约等于油膜的厚度，即d m3.41010 m。(2)水面受到落下的油酸酒精溶液的冲击，先陷下后又恢复水平，因此油膜的面积先扩张；油酸酒精溶液中的酒精挥发，又使油膜的面积收缩。答案：(1)球体单分子层直径3.51021.210113.41010(2)水面受到落下的油酸酒精溶液的冲击，先陷下后又恢复水平，因此油膜的面积先扩张；油酸酒精溶液中的酒精挥发，又使油膜的面积收缩- 3 - 版权所有高考资源网
