Question

5．《用油膜法估测分子的大小》的实验中：
（1）关于用油膜法粗测分子直径实验的科学依据，下列说法正确的是ABD
A、将油膜看成单分子油膜      B、不考虑各油分子间的间隙
C、考虑了各油分子间的间隙    D、将油膜分子看成球形
（2）在用“油膜法”估测分子的大小的实验中，实验简要步骤如下：
A．将画有油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膜的面积S．
B．将一滴酒精油酸溶液滴在水面上，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2cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上
D．用公式d=$\frac{V}{s}$，求出薄膜厚度，即油酸分子的大小
E．根据酒精油酸溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V
F．用注射器或滴管把事先配制好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数．
上述实验步骤的合理顺序是CFEBAD
（3）在做用油膜法估测分子大小的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每104mL溶液中有6mL油酸．用注射器测得1mL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，其形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为1cm，试求：
（1）油酸膜的面积是148 cm²
（2）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是8×10^-6m³
（3）按以上实验数据估测出油膜分子的直径5.4×10^-10m．

Answer 1

分析 （1）明确“用油膜法估测分子的大小”实验的实验原理：油酸以单分子呈球型分布在水面上，且一个挨一个，从而可以由体积与面积相除求出油膜的厚度，即可正确解答．
（2）将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出1滴此溶液的体积．然后将1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积．则用1滴此溶液的体积除以1滴此溶液的面积，恰好就是油酸分子的直径．在油膜法估测分子大小的实验中，让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，估算出油膜面积，从而求出分子直径．
（3）（1）采用估算的方法求油膜的面积，通过数正方形的个数：面积超过正方形一半算一个，不足一半的不算，数出正方形的总个数乘以一个正方形的面积，近似算出油酸膜的面积．
（2）根据浓度按比例算出纯油酸的体积．
（3）把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，油膜的厚度近似等于油酸分子的直径，由d=$\frac{V}{S}$求出油酸分子直径．

解答 解：（1）在“用油膜法估测分子的大小”实验中，我们的实验依据是：①油膜是呈单分子分布的；②把油酸分子看成球形；③分子之间没有空隙，由此可知C错误，ABD正确，C错误．
故选：ABD．
（2）油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：
准备浅水盘（C）→配制酒精油酸溶液（教师完成，记下配制比例）（F）→测定一滴酒精油酸溶液的体积v=$\frac{V}{N}$（题中的E）→形成油膜（B）→描绘油膜边缘（A）→计算分子直径（D）
故答案为：CFEBAD
（3）、（1）面积超过正方形一半的正方形的个数为148个
         则油酸膜的面积约为：S=148cm²=1.48×10^-2m²
     （2）每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积为：V=1mL×$\frac{6}{1{0}^{4}}$×$\frac{1}{75}$=8×10^-6mL
     （3）把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则油酸分子直径为：d=$\frac{V}{S}$=$\frac{8×1{0}^{-6}×1{0}^{-6}}{1.48×1{0}^{-2}}m$≈5.4×10^-10m．
故答案为：（1）ABD；（2）CFEBAD；（3）（1）148；（2）8×10^-6；（3）5.4×10^-10

点评 本实验的模型是不考虑油酸分子间的空隙，采用估算的方法求面积，肯定存在误差，但本实验只要求估算分子大小，数量级符合要求就行了．