新教材同步輔導2023年高中物理第一章分子動理論1.2實驗：用油膜法估測油酸分子的大形件新人教版選擇性必修第三冊

第一章分子動理論2

實驗:用油膜法估測油酸分子的大小一、實驗思路如圖所示,把1滴油酸酒精溶液滴在水面上,油酸分子在水面上形成單分子油膜.用油膜法估測油酸分子大小的原理是什么?需要測量哪些物理量?選用什么器材?

二、進行實驗1.配置一定體積分數的油酸酒精溶液(可以向1mL油酸中加酒精,直至總量達到500mL),計算出油酸酒精溶液的體積分數.2.在淺盤中倒入約2cm深的水,將爽身粉均勻地撒在水面上.3.用注射器吸取一段油酸酒精溶液,由注射器上的刻度讀取該段溶液的總體積,再把它一滴一滴地滴入燒杯中,記下液滴的總滴數N,算出1滴油酸酒精溶液的體積V0,再計算其所含純油酸的體積V.4.用注射器將1滴油酸酒精溶液滴在淺盤的液面上.5.待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后,將帶有坐標方格的玻璃板放在淺盤上,在玻璃板上用水彩筆描下油酸薄膜的形狀,某次實驗油酸薄膜的形狀如圖所示.

三、數據記錄測量量1234油酸酒精溶液體積V1/cm3

滴數N

1滴油酸酒精溶液體積V0/cm3

1滴溶液所含純油酸的體積V/cm3

油膜的面積S/cm2

油酸分子直徑d/m

四、數據分析答案:分析得到的實驗數據,可得出這樣的結論:油酸分子直徑的數量級是10-10m.五、注意事項1.實驗前,必須把所有的實驗用具擦洗干凈,實驗時吸取油酸、酒精和油酸酒精溶液的器具要專用,不能混用,否則會增大誤差,影響實驗結果.2.待測油膜擴散后會收縮,要在油膜形狀穩(wěn)定后再描輪廓,擴散后又收縮有兩個原因:一是水面受油酸酒精液滴的沖擊凹陷后又恢復;二是酒精揮發(fā)后液面收縮.3.本實驗只要求估算分子大小,實驗結果的數量級符合要求即可.4.爽身粉不宜撒得過厚.5.向水面滴油酸酒精溶液時,應靠近水面,不能離水面太高,否則油膜難以形成.命題角度1

鞏固強化——應該怎么做【典例1】在用油膜法估測油酸分子大小的實驗中,有下列實驗步驟:①往邊長約為40cm的淺盤里倒入約2cm深的水,待水面穩(wěn)定后將適量的爽身粉均勻地撒在水面上.②用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴1滴在水面上,待薄膜形狀穩(wěn)定.③將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標紙上,計算出油膜的面積,根據油酸的體積和油膜面積計算出油酸分子的直徑.④用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,記下量筒內溶液每增加一定體積時的滴數,由此計算出1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積.⑤將玻璃板放在淺盤上,然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上.(1)上述步驟的正確順序是

.(填寫步驟前面的序號)

(2)將1mL的油酸溶于酒精,制成500mL的油酸酒精溶液,測得1mL的油酸酒精溶液有50滴.將1滴該油酸酒精溶液滴在水面上,測得所形成的油膜的面積是0.13m2.由此估算出油酸分子的直徑為

m.(結果保留一位有效數字)

答案:(1)④①②⑤③

(2)3×10-10【典例2】(2023·廣東汕頭)在用油膜法估測油酸分子大小的實驗中,所用油酸酒精溶液每V1體積溶液中有純油酸體積V2,用注射器和量筒測得V0體積上述溶液有n滴,把1滴該溶液滴入盛水的撒有爽身粉的淺盤中,待水面穩(wěn)定后,得到油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖所示,圖中每個小正方形格的邊長為a.(1)油酸薄膜的面積S=

.

(2)油酸分子的直徑是

.(用V1、V2、V0、n、S表示)

(3)(多選)某同學實驗中最終得到的油酸分子直徑數據偏大,可能是由于

.

A.油膜中含有大量未溶解的酒精B.計算油膜面積時,舍去了所有不足一格的方格C.用注射器和量筒測V0體積溶液滴數時多記錄了幾滴D.水面上爽身粉撒得太多,油膜沒有充分展開

油膜面積時,舍去了所有不足一格的方格,會導致統(tǒng)計的油膜面積偏小,計算結果將偏大,故B正確;用注射器和量筒測V0體積溶液滴數時多記錄了幾滴,則每一滴油酸酒精溶液所含純油酸的體積的測量值偏小,計算結果將偏小,故C錯誤;如果水面上爽身粉撒得太多,油酸沒有充分展開,會導致統(tǒng)計的油酸面積比充分展開的油酸面積小,計算結果將偏大,故D正確.

命題角度2

拓展遷移——還能怎么做【典例3】在用油膜法估測油酸分子大小的實驗中,所用的油酸酒精溶液每1000mL溶液中有純油酸0.6mL,用注射器測得1mL上述溶液有80滴,把1滴該溶液滴入盛水的淺盤內,讓油膜在水面上盡可能散開,所得油酸薄膜的輪廓形狀如圖所示,圖中每個小方格的邊長為1cm.(1)油酸薄膜的面積是

cm2.

(2)實驗測出油