新人教版高中物理选择性必修第三册第一章分子动理论第2节实验：用油膜法估测油酸分子的大小基础训练含解析

第2节 实验：用油膜法估测油酸分子的大小基础达标练1.（2021河北秦皇岛一中高二月考）关于“用油膜法估测分子直径”的实验，下列说法正确的是(      )A.将一滴纯油酸滴入水槽中，并用笔快速描绘出油膜的边界B.计算油膜面积时，把所有不足一格的方格都看成一格C.用一滴油酸酒精溶液的体积，除以单分子油膜面积，可得油酸分子直径D.用一滴油酸酒精溶液的体积乘以溶液浓度，除以单分子油膜面积，可得油酸分子直径答案：解析：描绘油膜边界时，先把带有方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描绘出油膜的边界轮廓，计算油膜面积时，要把大于半格看成一格，不足半格的舍掉。2.用油膜法估测油酸分子直径的实验中，一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为，油膜面积为，油酸的摩尔质量为，阿伏加德罗常数为，下列说法正确的是(      )A.一个油酸分子的质量为B.一个油酸分子的体积为C.油酸的密度为D.油酸分子的直径为答案：解析：一个油酸分子的质量为，所以项错误；一个油酸分子的体积为，所以项错误；油酸的密度为，所以项错误；油酸分子的直径为，所以项正确。3.（多选）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中所用的油酸酒精溶液为每溶液中有纯油酸。用注射器测得上述溶液为80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，测得油膜的轮廓形状如图所示。图中每个小正方形方格的边长均为，下列说法正确的是  (      )A.实验时将油酸分子看成球体模型B.实验时不考虑各油酸分子间的间隙C.测出分子直径后，就可以根据已知条件算出阿伏加德罗常数D.该实验测出油酸分子的直径约是答案： ; 解析：在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，把一滴油酸酒精溶液滴到水面上，油酸在水面上要尽可能地散开，形成单分子油膜，把分子看成球体模型，单分子油膜的厚度就可以认为等于油酸分子的直径，故、项正确；1滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为，油膜所占格数约为115个，则面积，分子直径，故项错误；而，故项错误。4.（2021陕西长安一中高三月考）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，（1）实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是；A.可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓B.对油酸溶液起到稀释作用C.有助于测量一滴油酸的体积D.有助于油酸的颜色更透明便于识别（2）某老师为本实验配制油酸酒精溶液，实验室配备的器材有：面积为的蒸发皿、滴管、量筒（50滴溶液滴入量筒体积约为1毫升）、纯油酸和无水酒精若干，已知分子直径数量级为，则该老师配制的油酸酒精溶液浓度（油酸与油酸酒精溶液的体积比）至多为。（保留两位有效数字）。答案：（1）（2）解析：（1）实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是稀释油酸溶液，故选。（2）一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积一滴油酸酒精溶液的体积则该老师配制的油酸酒精溶液浓度（油酸与油酸酒精溶液的体积比）至多为。5.（2021山西长治潞城一中高二月考）在用油膜法估测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：①取油酸注入的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到的刻度，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒内溶液达到，恰好共滴了100滴；③在边长约的浅盘内注入约深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有石膏粉，可以清楚地看出油膜轮廓；④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜的形状；⑤将画有油膜形状的玻璃板放在边长为的方格纸上，算出完整的方格有67个，大于半格的有14个，小于半格的有19个。（1）这种估测方法是将每个分子视为，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为，这层油膜的厚度可视为油酸分子的。（2）利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为，求得的油酸分子的直径为。答案：（1）球体; 单分子油膜; 直径（2） ; 解析：（1）这种估测方法是将每个分子视为球体。让油酸尽可能在水面散开，形成的油膜可视为单分子油膜。这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径。（2）一滴油酸酒精溶液含纯油酸体积为据题意超过半格的方格个数为，则油膜面积为油酸在水面上形成单分子油膜，则油膜分子直径为素养提升练6.（2021上海交大附中高二月考）在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为，用注射器和量筒测得上述溶液为40滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开。（1）本实验中做了三点理想化假设：①将油酸分子视为球形；② ；③油酸分子是紧挨在一起的。（2）在滴入溶液之前，要先在水面上均匀撒上痱子粉，这样做的目的是；（3）测得油膜的面积约为，则油酸分子的直径是（结果保留两位有效数字）。答案：（1）油膜看成单分子层（2）使油膜边界清晰，便于描绘油膜形状（3）解析：（1）油膜看成单分子层，则有油酸分子的直径；（2）使油膜边界清晰，便于描绘油膜形状；（3）。7.（2021福建福清西山学校高三月考）在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，某同学的操作步骤如下：Ⅰ.取一定量的酒精和油酸，配制成一定浓度的油酸酒精溶液。Ⅱ.用注射器将配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。Ⅲ.在浅盘内盛一定量的水，在水面上先撒上痱子粉，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定。Ⅳ.在浅盘上覆盖玻璃板，，用透明方格纸测量油膜的面积。（1）请将步骤Ⅳ补充完整：。（2）实验中，用体积为的纯油酸配制成体积为的油酸酒精溶液，现已测得一滴油酸酒精溶液的体积为，将一滴油酸酒精溶液滴入盛有水的浅盘中，油膜充分展开后的面积为，则估算油酸分子的直径为。（3）若实验中测得的油酸分子直径偏小，则其原因可能是。（填选项前的字母）A.油酸未完全展开B.计算油膜的面积时，将不完整的方格作为完整方格处理C.将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算答案：（1）描出油膜形状（2）（3）解析：（1）在浅盘上覆盖玻璃板，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜面积；（2）一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为油酸分子的直径为；（3）油酸未完全散开会导致计算的面积偏小，得到油酸分子直径的测量值偏大，故项错误；计算油膜的面积时，将不完整的方格作为完整方格处理，则测得的面积偏大，则油酸分子直径的测量值偏小，选项正确；将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，则得到的油酸分子直径的测量值偏大，项错误。8.（2021江苏南通高二月考）某班级做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验。实验前，教师将酒精加入的油酸中配制成的油酸酒精溶液。（1）在实验时需要测量出一滴油酸酒精溶液的体积，具体的操作是用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。（2）在浅盘的水面撒上痱子粉，将1滴油酸酒精溶液滴入水中后，下列现象或判断正确的是。A.油膜的面积先扩张后又稍微收缩了一些B.油膜的面积先快速扩张后慢慢趋于稳定C.若出现下图的情况，说明油酸浓度太大，需重新配制油酸酒精溶液进行实验D.若出现下图的情况，可在水面上重新撒上痱子粉，再次滴入油酸酒精溶液进行实验（3）甲实验小组测得油酸酒精溶液为80滴，通过数1滴溶液在水面稳定后形成的油膜面积对应的正方形的个数得到油膜的面积为，可估算油酸分子的直径为。（计算结果保留一位有效数字）（4）当结束实验或重复做实验时，需将水从浅盘的一角倒出，在这个角的边缘会遗留少许油酸，为了保持浅盘的清洁，不影响下次使用，应如何处理？答案：（1）注射器（或滴管）（2）（3）（4）可以用适量酒精清洗，并用脱脂棉擦去，再用清水冲洗解析：（1）在实验时需要测量出一滴油酸酒精溶液的体积，具体的操作是用注射器（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。（2）在浅盘的水面撒上痱子粉，将1滴油酸酒精溶液滴入水中后，可发现油膜的面积先扩张后又稍微收缩了一些，选项正确，错误；若出现题图的情况，说明油酸浓度太低，需重新配制油酸酒精溶液进行实验，选项、错误。（3）一滴油酸酒精溶液中含油酸的体积油酸分子的直径为。（4）可以用适量酒精清洗，并用脱脂棉擦去，再用清水冲洗。9.在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每溶液中有纯油酸。用注射器测得上述溶液有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。求：（1）油酸膜的面积。（2）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积。（3）按以上实验数据估测出油酸分子的直径。答案：（1）（2）（3）解析：（1）由题图可以计算出油酸膜面积为。（2）每滴油酸酒精溶液含纯油酸的体积为。（3）油酸分子直径。创新拓展练10.（2021江苏徐州大许中学高三月考）利用油膜法可以粗略测出阿伏加德罗常数，把密度的某种油，用滴管滴一滴在水面上形成油膜，已知这滴油的体积为，形成的油膜面积为，油的摩尔质量。若把油膜看成单分子层，每个油分子看成球形，则：（1）油分子的直径是多少?（2）由以上数据可估测出阿伏加德罗常数是多少?（要求保留一位有效数字）。答案：（1）（2）解析：（1）利用油的体积与表面积的比值测出分子直径（2）每个分子看成球形，则每个油分子的体积这种油的体积所以