1、实验十二用油膜法估测分子的大小前期准备明确原理知原理 抓住关键【实验目的】1估测油酸分子的大小。2学会间接测量微观量的原理和方法。【实验原理】1利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜，如图所示。2将油酸分子看做球形，测出一定体积油酸溶液在水面上形成的油膜面积。3用d计算出油膜的厚度(V为一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，S为油膜面积)，这个厚度就近似等于油酸分子的直径。【实验器材】清水、盛水浅盘、滴管(或注射器)、试剂瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉(或石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩笔。再现实验重视过程看过程 注重数据【实验步骤】1取1 mL油酸溶于酒精中，制成200 mL油酸酒精溶液。2往边
2、长约为30 cm40 cm的浅盘中倒入约2 cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上。3用滴管(或注射器)向量筒中滴入n滴配制好的油酸酒精溶液，使这些溶液的体积恰好为1 mL，算出每滴油酸酒精溶液的体积V0 mL。4用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散开，形成单分子油膜。5待油酸薄膜形状稳定后，将准备好的玻璃板盖在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上。6将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积。方法是计算轮廓范围内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个，把正方形的个数乘以单个正方形的面积就是油膜的面积。7据油酸酒精
3、溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V，利用一滴溶液中纯油酸的体积V和薄膜的面积S，算出油酸薄膜的厚度d，即为油酸分子的直径。比较算出的分子直径，看其数量级(单位为m)是否为1010，若不是1010 需重做实验。【数据处理】根据上面记录的数据，完成以下表格内容。实验次数量筒内增加1 mL溶液时的滴数轮廓内的小格子数轮廓面积S12实验次数一滴溶液中纯油酸的体积V分子的大小(m)平均值12【误差分析】1油酸酒精溶液配制后长时间放置，溶液的浓度会改变，会给实验带来较大误差。2纯油酸体积的计算误差。3油膜面积的测量误差。4油膜形状的画线误差。5数格子法本身是一种估算的方法，自然会带来误差。【注意事项
4、】1油酸酒精溶液配制后不宜长时间放置，以免改变浓度，产生误差。2油酸酒精溶液的浓度应小于 为宜。3痱子粉的用量不要太大，否则不易成功。4测1滴油酸酒精溶液的体积时，滴入量筒中的油酸酒精溶液的体积应为整毫升数，应多滴几毫升，数出对应的滴数，这样求平均值误差较小。5浅盘里水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直。6要待油膜形状稳定后，再画轮廓。7本实验只要求估算分子的大小，实验结果的数量级符合即可。8做完实验后，把水从盘的一侧边缘倒出，并用少量酒精清洗，然后用脱脂棉擦去，最后用水冲洗，以保持盘的清洁。剖析考点瞄准热点析考点 强化认识考点一实验原理与操作
5、 典题1(2016南宁模拟)“用油膜法估测分子的大小”实验的简要步骤如下：A将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去，多于半个的算一个)，再根据方格的边长求出油酸膜的面积S。B将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上。C用浅盘装入约2 cm深的水。D用公式d，求出薄膜厚度，即油酸分子直径的大小。E根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V。上述步骤中有步骤遗漏或步骤不完整的，请指出：(1)_。(2)_。上述实验步骤的合理顺序是_。某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，数据偏大
6、，对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是_。A错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算B计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理C计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数D水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开解析(1)C步骤中，要在水面上撒上痱子粉或细石膏粉。(2)实验时，还需要：F.用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时液滴的数目。实验步骤的合理顺序是CFBAED。由d可知，测量结果偏大有两个原因，一是体积比正常值偏大，二是面积比正常值偏小，故正确的说法是A、C、D。答案见解析1采用油膜法估测分子的直径，需要测量的物理
7、量是()A1滴油酸的质量和它的密度B1滴油酸的体积和它的密度C1滴油酸的体积和它散成油膜的最大面积D所散成的油膜的厚度和它的密度解析：选C据油膜法测分子直径的原理d，只需测量1滴油酸的体积和它形成的单分子油膜的最大面积即可，故C正确。2(2016银川质检)在“用油膜法估测分子的大小”实验中，用a mL的纯油酸配制成b mL的油酸酒精溶液，再用滴管取1 mL油酸酒精溶液，让其自然滴出，共n滴。现在让其中一滴落到盛水的浅盘内，待油膜充分展开后，测得油膜的面积为S cm2，则：(1)估算油酸分子的直径大小是_ cm。(2)用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油滴的_。A摩尔
8、质量 B摩尔体积 C质量 D体积解析：(1)油酸酒精溶液的浓度为，一滴油酸酒精溶液的体积为 mL，一滴油酸酒精溶液含纯油酸 mL，则油酸分子的直径大小为d cm。(2)设一个油酸分子体积为V，则V，由 NA 可知，要测定阿伏加德罗常数，还需知道油滴的摩尔体积，故B正确。答案：(1)(2)B3在“用单分子油膜估测分子大小”实验中，(1)某同学操作步骤如下：取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液；在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积。改正其中的错误：_。(2
9、)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8103 mL，其形成的油膜面积为40 cm2，则估测出油酸分子的直径为_m。解析：(1)由于一滴溶液的体积太小，直接测量时相对误差太大，应用微小量累积法减小测量误差，故可在量筒内滴入N滴该溶液，测出它的体积。液面上不撒痱子粉或石膏粉时，滴入的油酸酒精溶液在酒精挥发后剩余的油膜不能形成一块完整的油膜，油膜间的缝隙会造成测量误差增大甚至实验失败，故应先在液面上撒痱子粉或石膏粉。(2)由油膜的体积等于一滴油酸酒精溶液内纯油酸的体积可得d m1.2109 m。答案：(1)见解析(2)1.2109考点二实验数据处理 典题2(2016张掖模拟)油
10、酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL，用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1 mL。若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示：(1)若每一小方格的边长为30 mm，则油酸薄膜的面积为_ m2。(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为_ m3。(3)根据上述数据，估算出油酸分子的直径为_ m。解析(1)用填补法数出在油膜范围内的格数(面积大于半个方格的算一个，不足半个的舍去不算)为57个，油膜面积约为S57(3.0102 m)25.13102 m2。(2)因50滴油酸酒精溶液的体积为
11、1 mL，且溶液含纯油酸的浓度为0.06%，故每滴油酸酒精溶液含纯油酸的体积为V00.06% m31.21011 m3。(3)把油酸薄膜的厚度视为油酸分子的直径，可估算出油酸分子的直径为d m2.31010 m。答案(1)5.13102(2)1.21011(3)2.310101利用油膜法可粗略地测定阿伏加德罗常数，若已知n滴油酸的总体积为V，一滴油酸能形成单分子油膜面积为S，油膜的摩尔质量为，密度为，油酸分子可视为球体，则阿伏加德罗常数NA应为()A.B.C.D.解析：选C一滴油酸的体积为 ，油酸分子直径 d，一个油酸分子的体积为 d3，因此阿伏加德罗常数NA，C正确。2.(2016南阳质检)
12、在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每104 mL溶液中有6 mL 油酸。用注射器测得1 mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和大小如图所示，坐标中正方形方格的边长为1 cm，试求：(1)油酸膜的面积是_；(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是_；(3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径是_。解析：(1)根据题图，数得格子数为129个，那么油膜面积是S1291 cm2129 cm2。(2)根据已知条件可知，1 mL溶液中有75滴，1滴溶液的体积是 mL。又已知每104 mL溶液中有纯油酸6 mL，一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是V mL8106 mL。(3)油酸分子的直径为d cm6.21010 m。答案：(1)129 cm2(2)8106 mL(3)6.21010 m