2021高考物理（选择性考试）人教版一轮规范演练：51 用油膜法估测分子的大小 4页

www.ks5u.com 规范演练51　用油膜法估测分子的大小 ‎1.油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，现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1 mL，若把一滴这样的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，稳定后形成的油膜的形状如图所示．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__________．图中油酸膜的面积为_______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________m(结果保留两位有效数字)．‎ ‎(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)油膜面积约占55小格，面积为S＝55×25×25×10－6 m2≈3.4×10－2 m2，1滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为V＝××10－6 m3＝1.2×10－11 m3，油酸分子的直径约等于油膜的厚度 d＝＝ m≈3.5×10－10 m.‎ ‎(2)主要有两个原因：①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，因此油膜的面积扩张；②‎ 油酸酒精溶液中的酒精挥发，使液面收缩．‎ 答案：(1)球体　单分子　直径　3.4×10－2‎ ‎1．2×10－11　3.5×10－10　(2)见解析 ‎2．(2019·山东潍坊模拟)在“用油膜法估测油酸分子直径”的实验中，某同学如下操作：‎ a．在量筒中滴入一滴已配制好的油酸酒精溶液，测出其体积；‎ b．在装有水、撒适量痱子粉的浅盘中滴入一滴已配制好的溶液，使薄膜形状稳定；‎ c．将玻璃板放在浅盘上，将油膜形状描绘在玻璃板上；‎ d．将玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸体积和面积计算出油酸分子的直径．‎ ‎(1)其中有操作错误的步骤是________；‎ ‎(2)已知油酸酒精溶液中油酸体积占比例为k，N滴油酸溶液体积为V，一滴油酸溶液形成油膜的面积为S，则油酸分子的直径为________．‎ 解析：(1)要测出1滴油酸酒精溶液的体积，即在量筒中滴入N滴油酸酒精溶液，测出其体积为V，则1滴该溶液的体积为V1＝，故有操作错误的步骤是a；‎ ‎(2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V0＝，1滴油酸酒精溶液形成的油膜面积为S，那么油酸分子直径为d＝.‎ 答案：(1)a　(2) ‎3．在“用单分子油膜估测分子大小”实验中，‎ ‎(1)①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；‎ ‎②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；‎ ‎③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；‎ ‎④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)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8×10—3 mL，其形成的油膜面积为80 cm2，则估测出油酸分子的直径为______________m.‎ 解析：(1)②由于1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．③液面上不撒痱子粉或细石膏粉时，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，故应先在液面上撒痱子粉或细石膏粉．‎ ‎(2)由油膜的体积等于1滴油酸酒精溶液内纯油酸的体积，可得 d＝＝ m＝6.0×10－10 m.‎ 答案：(1)见解析　(2)6.0×10－10‎ ‎4．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表面撒有痱子粉的浅盘里，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膜的轮廓，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________(结果保留两位有效数字)．‎ 解析：(1)根据题图，数得格子数(多于半个的算1个，不足半个的舍去)为131个，那么油膜面积是S＝131×1 cm2＝131 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，又知每104 mL溶液中有纯油酸6 mL，1滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积是 V＝ mL＝8×10－6 mL.‎ ‎(3)油酸分子的直径为 d＝＝ cm≈6.1×10－10 m.‎ 答案：(1)131 cm2　(2)8×10－6 mL　(3)6.1×10－10m.‎