高考總復習物理隨堂課件與課后習題第十四章熱學實驗20用油膜法估測分子的大小

高考總復習優(yōu)化設(shè)計GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI實驗20用油膜法估測分子的大小第十四章2023內(nèi)容索引010203強基礎(chǔ)增分策略增素能精準突破練思維遷移運用強基礎(chǔ)增分策略注意事項1.將所有的實驗用具擦洗干凈,不能混用。2.油酸酒精溶液的濃度以小于0.1%為宜。3.淺盤中的水離盤口面的距離應(yīng)較小,并要水平放置,以便準確地畫出薄膜的形狀,畫線時視線應(yīng)與板面垂直。

誤差分析1.純油酸體積的計算引起誤差;2.對油膜形狀畫線時帶來誤差;3.數(shù)格子法本身是一種估算的方法,從而會帶來誤差。

易錯辨析

(1)油酸酒精溶液配制后不要長時間放置,以免濃度改變,產(chǎn)生誤差。(

)(2)爽身粉的用量不要太多,否則不易成功,在水面上撒爽身粉時,注意不要觸動淺盤中的水。(

)(3)注射器針頭高出水面的高度應(yīng)在1cm之內(nèi)。當針頭靠水面很近(油酸未滴下之前)時,會發(fā)現(xiàn)針頭下方的粉層已被排開,是由針頭中酒精揮發(fā)所致,會影響實驗效果。(

)(4)測1滴油酸酒精溶液的體積時,滴入量筒中的油酸酒精溶液的體積應(yīng)為整毫升數(shù),應(yīng)多滴幾滴,數(shù)出對應(yīng)的毫升數(shù),這樣求平均值時誤差較小。(

)√√×√(5)在有機玻璃板上描繪輪廓時動作輕而迅速,眼睛視線要始終與玻璃板面垂直。(

)(6)當重做實驗時,水從盤的一側(cè)邊緣倒出,在這側(cè)邊緣會殘留油酸,可用少量酒精清洗,并用脫脂棉擦去,再用清水沖洗,這樣可保持盤的清潔。(

)(7)本實驗只要求估算分子大小,實驗結(jié)果數(shù)量級符合要求即可。(

)√√√應(yīng)用提升“用油膜法估測分子的大小”實驗的簡要步驟如下:A.將畫有油膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上,數(shù)出輪廓內(nèi)的方格數(shù)(不足半個的舍去,多于半個的算一個),再根據(jù)方格的邊長求出油膜的面積S。B.將一滴油酸酒精溶液滴在水面上,待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后,將玻璃板放在淺盤上,用彩筆將薄膜的形狀描畫在玻璃板上。C.用淺盤裝入約2cm深的水。D.用公式

求出薄膜厚度,即油酸分子直徑的大小。E.根據(jù)油酸酒精溶液的濃度,算出一滴溶液中純油酸的體積V。上述步驟中有步驟遺漏或步驟不完全,請指出并改正:①

;

②

。

答案

見解析解析

C步驟中,要在水面上均勻地撒上爽身粉。E步驟中,要用注射器或滴管將事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒,記下量筒內(nèi)增加一定體積時的滴數(shù)。增素能精準突破考點一實驗原理與操作典例1.(2019全國Ⅲ卷)“用油膜法估算分子大小”的實驗中,首先需將純油酸稀釋成一定濃度的油酸酒精溶液,稀釋的目的是

。實驗中為了測量出一滴已知濃度的油酸酒精溶液中純油酸的體積,可以

。

為得到油酸分子的直徑,還需測量的物理量是

。

思維點撥

圍繞

控制實驗條件形成單分子油膜,測得1滴油酸酒精溶液中含的純油酸的體積,測出油膜面積S。答案

使油酸在淺盤的水面上容易形成一塊單分子層油膜

把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中,測出1mL油酸酒精溶液的滴數(shù),得到一滴溶液中純油酸的體積

單分子層油膜的面積解析

稀釋后,油酸在淺盤的水面上更容易形成一塊單分子層油膜。把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中,測出1

mL油酸酒精溶液的滴數(shù)n,得到一滴油酸酒精溶液的體積

,之后根據(jù)濃度求出一滴溶液中純油酸的體積。根據(jù)公式

可知,還需要測單分子層油膜的面積S?？碱}點睛

考點考向點睛油膜法測分子直徑規(guī)律:控制條件盡量形成單分子層油膜方法:測得形成油膜對應(yīng)的純油酸的體積V,算出油膜面積S,用

得結(jié)果易錯:方格紙的使用過半算一個,不過半舍棄素養(yǎng)點撥

油膜體積的測定——積聚法:由于一滴純油酸中含有的分子數(shù)仍很大,形成的單層分子所占面積太大,不便于測量,故實驗中先把油酸溶于酒精中稀釋,測定其濃度,再測出1

mL油酸酒精溶液的滴數(shù),取一滴用于實驗,最后計算出一滴溶液中含有的純油酸的體積作為油膜的體積?？键c二實驗數(shù)據(jù)處理與誤差分析典例2.在做“用油膜法估測分子的大小”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,用量筒和注射器測得1mL上述溶液有80滴,用注射器把一滴該溶液滴入表面撒有爽身粉的淺盤里,待水面穩(wěn)定后,畫出油酸薄膜的輪廓如圖所示,圖中正方形小方格的邊長為1cm。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(1)油酸薄膜的面積是

m2;

(2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是

m3;

(3)根據(jù)上述數(shù)據(jù),估測出油酸分子的直徑是

m(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字);

(4)某同學所得到的油酸分子直徑的計算結(jié)果明顯偏小,可能是由于

。

A.油酸未完全散開B.油酸酒精溶液中含有大量酒精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滴答案

(1)4.0×10-3

(2)2.5×10-12

(3)6.3×10-10

(4)D解析

(1)由于每格邊長為1

cm,則每一格就是1

cm2,估算油膜面積根據(jù)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=40

cm2=4.0×10-3

m2;(4)油膜沒有充分展開,則測量的面積S偏小,導致計算結(jié)果偏大,故A錯誤;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;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;計算時把向量筒中滴入1

mL油酸酒精溶液時,滴數(shù)多數(shù)了10滴,濃度降低,則d偏小,故D正確?？碱}點睛

考點考向點睛油膜法測分子直徑方格紙的使用規(guī)律:控制好實驗條件,盡量形成單分子油膜層,層厚度

,即為分子直徑方法:算出一滴油酸酒精溶液含的純油酸體積V,由方格紙上數(shù)出格數(shù)算出S易錯:數(shù)方格紙上油酸所占格數(shù)時出錯素養(yǎng)點撥

油膜面積的測定:如圖所示,將畫有油酸薄膜輪廓的有機玻璃板取下放在坐標格紙上,以邊長為1

cm的方格為單位,數(shù)出輪廓內(nèi)正方形的格數(shù)(不足半格的舍去,超過半格的計為1格),計算出油膜的面積S。練思維遷移運用1.(2021河北巨鹿中學高二月考)某同學做“用油膜法估測分子大小”的實驗,實驗的方法及步驟如下:①取定量的無水酒精和油酸制成濃度為0.10%的油酸酒精溶液;②在量筒中滴入該溶液100滴,測出一滴該溶液的體積為4.8×10-3mL;③在蒸發(fā)皿內(nèi)盛一定量的水,先在水面上撒上薄薄的一層爽身粉,再滴入一滴油酸酒精溶液,待其散開穩(wěn)定;④在蒸發(fā)皿上覆蓋透明玻璃描出油膜形狀,用透明方格紙測量油膜的面積為80cm2。(1)這種估測方法是將每個分子視為

,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酸分子的

。

(2)利用上述具體操作中的有關(guān)數(shù)據(jù)可知,求得的油膜分子直徑為

m。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(3)在測量溶液體積時由于滴速過快,漏數(shù)了幾滴,會使得測量結(jié)果比真實值

(選填“大”或“小”)。

答案

(1)球形

直徑

(2)6.0×10-10

(3)大解析

(1)這種估測方法是將每個分子視為球形,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酸分子的直徑。2.做“用油膜法估測分子的大小”的實驗時有如下步驟:A.將玻璃板放在淺盤上,然后將油酸膜的形態(tài)用彩筆畫在玻璃板上;B.將油酸和酒精按一定比例配制好;把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,當體積達到1mL時記下滴入的滴數(shù),算出每滴液滴的體積;把一滴油酸酒精溶液滴在水面上,直至薄膜形態(tài)穩(wěn)定;C.向淺盤中倒入約2cm深的水,向淺盤中的水面均勻地撒入爽身粉;D.把玻璃板放在方格紙上,數(shù)出薄膜所占面積;E.計算出油膜的厚度;以上各步驟的合理順序為

。

答案

CBADE解析

先用淺盤裝入約2

cm深的水,然后把爽身粉均勻地撒在水面;用注射器或滴管將事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒,記下量筒內(nèi)增加一定體積時的滴數(shù);根