- 第01讲 分子动理论的基本内容(解析版) 试卷 试卷 0 次下载
- 第02讲 实验:用油膜法估测油酸分子的大小(原卷版) 试卷 0 次下载
- 第03讲 分子运动速率分布规律(原卷版) 试卷 0 次下载
- 第03讲 分子运动速率分布规律(解析版) 试卷 试卷 0 次下载
- 第04讲 分子动能和分子势能(原卷版) 试卷 0 次下载
人教版 (2019)选择性必修 第三册2 实验:用油膜法估测油酸分子的大小同步测试题
展开第02讲 实验:用油膜法估测油酸分子的大小
目标导航
课程标准
课标解读
通过实验,估测油酸分子的大小
1.知道用油膜法测定分子大小的思路。
2.通过实验估测分子的大小,体会建立模型和估测方法在研究物理问题中的应用。
3.了解一般分子大小的数量级。
知识精讲
知识点
1.实验思路
把1滴油酸酒精溶液滴在水面上,水面上会形成一层油膜,油膜是由单层油酸分子中的烃基C17H33-组成.
把分子简化为球形处理,并认为它们紧密排布,测出油膜的厚度d,它就相当于分子的直径,即油酸分子的直径等于1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V与它在水面上摊开的面积S之比,如图所示.
二、实验器材
配制好的一定浓度的油酸酒精溶液、浅盘、水、爽身粉(或细石膏粉)、注射器、烧杯、玻璃板、彩笔、坐标纸.
三、物理量的测量
1.测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V.
(1)配制一定浓度的油酸酒精溶液.
(2)用注射器吸取一段油酸酒精溶液,由注射器上的刻度读取该段溶液的总体积,再把它一滴一滴地滴入烧杯中,记下液滴的总滴数.
(3)用它们的总体积除以总滴数,得到1滴油酸酒精溶液的体积.
(4)根据溶液浓度计算其所含纯油酸的体积V.
2.测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S.
(1)在浅盘里盛上水,一只手捏住盛有爽身粉的布袋,另一只手拍打,将爽身粉均匀地撒在水面上.
(2)用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液形成一块有轮廓的油膜.
(3)待油膜形状稳定后,将事先准备好的带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上描下薄膜的形状.
(4)根据画有油膜轮廓的玻璃板上的坐标方格,计算轮廓范围内正方形的个数,不足半个的舍去,多于半个的算一个.
(5)把正方形的个数乘单个正方形的面积就得到油膜的面积S.
四、数据分析
1.用1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V和该油膜面积S计算出油膜厚度,即油酸分子的直径d=.
2.除了一些有机物质的大分子外,多数分子大小的数量级为10-10 m.
五、注意事项
1油酸酒精溶液配制好后不要长时间放置,以免浓度改变,造成较大的实验误差.
2.实验前应注意检查浅盘是否干净,爽身粉(或细石膏粉)应均匀撒在水面上.
3.向水面滴油酸酒精溶液时,应靠近水面,不能离水面太高,否则油膜难以形成.
4.待测油酸薄膜扩散后又会收缩,要在油酸薄膜的形状稳定后再描轮廓.
5.计算轮廓范围内正方形的个数,不足半个的舍去,多于半个的算一个.
【即学即练】“用油膜法估测分子的大小”的实验的方法及步骤如下:
①向体积V油=1mL的油酸中加酒精,直至总量达到V总=500mL
②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液,把它一滴一滴地滴入小量筒中,当滴入n=100滴时,测得其体积恰好是V0=1mL
③先往边长为30~40cm的浅盘里倒入2cm深的水,然后将痱子粉均匀地撒在水面上
④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液,形成______,稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,并在玻璃板上描下油酸膜的形状。
⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,如图所示,数出轮廓范围内小方格的个数N,小方格的边长a=20mm。
根据以上信息,回答下列问题:
(1)步骤④中应填写:___________;
(2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V'=____mL;油酸薄膜的面积S约为____m2;
(3)油酸分子的直径d的计算公式为:____________算得直径约为____________m(结果均保留两位有效数字)。
【答案】 单分子油膜 2.0×10-5 4.6×10-2 4.3×10-10
【解析】(1)[1] 用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液,形成单分子油膜;
(2)[2]1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为
[3]根据大于半个方格的算一个,小于半个方格的舍去,油膜形状占据的方格数大约为115个,故面积为
(3)[4]根据公式可得,油酸分子的直径d的计算公式为
[5]油酸分子的直径为
能力拓展
考法 用油膜法估测油酸分子的大小
【典例1】在做“用油膜法估测分子的大小”实验中,将油酸溶于酒精,其浓度为每mL溶液中有lmL油酸。用注射器测得lmL上述溶液有20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,用彩笔在玻璃板上描出油酸的轮廓,再把玻璃板放在坐标纸上,其形状和大小如图所示,坐标中正方形方格的边长为1cm,试求:
(1)油酸膜的面积是多少;
(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少;
(3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径。(结果保留两位有效数字)
【答案】(1)132cm2;(2);(3)
【解析】(1)面积超过正方形一半的正方形的个数为132个,则油酸膜的面积约为
(2)每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积为
(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
分层提分
题组A 基础过关练
1.在“用油膜法估测分子大小”的实验中,配制好适当比例的油酸酒精溶液,用注射器和量筒测得1mL含上述溶液50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,测出油膜的面积,便可算出油酸分子的直径。某同学计算出的油酸分子的直径结果明显偏大,可能的原因是( )
A.油酸未完全散开
B.油酸中含有大量酒精
C.计算油膜面积时将所有不足一格的方格均记为了一格
D.求每滴溶液中纯油酸的体积时,1mL溶液的滴数多记了几滴
【答案】A
【解析】A.油酸未完全散开,S偏小,由d=,可知,分子直径偏大。故A正确;B.油酸中含有大量酒精不会造成影响,因为酒精最终挥发或者溶于水,故B错误;C.计算油膜面积时将所有不足一格的方格均记为了一格,S偏大,由d=,可知,分子直径偏大。故C错误;D.求每滴体积时,1ml的溶液的滴数误多记了几滴,纯油酸的体积V将偏小,由d=,可知,分子直径偏小,故D错误。故选A。
2.关于油膜面积的测量方法,下列做法正确的是( )
A.油酸酒精溶液滴入水中后,应让油膜尽可能地散开,再用刻度尺去量油膜的面积
B.油酸酒精溶液滴入水中后,应让油膜尽可能地散开,再用刻度尺去量没有油膜的面积
C.油酸酒精溶液滴入水中后,应立即将油膜的轮廓画在玻璃纸上,再利用坐标纸去计算油膜的面积
D.油酸酒精溶液滴入水中后,应让油膜尽可能地散开,再把油膜的轮廓画在玻璃纸上,然后用坐标纸去计算油膜的面积
【答案】D
【解析】油酸酒精溶液滴在水面上,油膜会散开,待稳定后,再在玻璃纸上画下油膜的轮廓,用坐标纸计算油膜面积,D正确。故选D。
3.为了减小“用油膜法估测分子的大小”的误差,下列方法可行的是( )
A.用注射器向量筒里滴100滴油酸酒精溶液,并读出量筒里这些溶液的体积V1,则每滴油酸酒精溶液的体积V2=
B.用浅盘水平放置,在浅盘里倒入一些水,使水面离盘口距离小一些
C.先在浅盘水中撒些痱子粉,再用注射器把油酸酒精溶液滴4滴在水面上
D.用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成矩形
【答案】B
【解析】A.如果100滴油酸酒精溶液的体积不是整体积数,那么估读的体积误差就大了,故选项A错。B.用浅盘水平放置,在浅盘里倒入一些水,使水面离盘口距离小一些,选项B正确。C.多滴几滴确实对测量形成油膜的油酸体积会更精确些,但多滴以后会使油膜面积增大,可能使油膜这个不规则形状的一部分与浅盘的壁相接触,故选项C错。D.实验中并不需要油膜是矩形,故选项D错。故选B。
4.某种油酸酒精溶液中油酸的体积百分比浓度为0.05%,50滴这种溶液的总体积为1 mL,将1滴这样的溶液滴在足够大的水面上,酒精溶于水并很快挥发,最后在水面上形成的油膜面积约为( )
A.103 cm2 B.104 cm2
C.105 cm2 D.106 cm2
【答案】A
【解析】1滴溶液中含纯油酸的体积V=×10-6×0.05% m3=1×10-11 m3,分子直径的数量级为10-10 m,由
V=Sd得S= m2=10-1 m2=103 cm2,故选A。
5.在“用单分子油膜估测分子的大小”的实验中使用到油酸酒精溶液,其中酒精溶液的作用是( )
A.对油酸溶液起到稀释作用
B.有助于测量一滴油酸的体积
C.有助于油酸的颜色更透明便于识别
D.可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
【答案】A
【解析】如果油酸不加稀释形成的油膜面积很大,不便于测量,油酸可以溶于酒精,因此酒精溶液的作用是对油酸溶液起到稀释作用,故A正确,BCD错误;故选A.
6.在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,现有油酸和酒精按体积比为n:m配制好的油酸酒精溶液置于容器中,还有一个盛有水的浅盘、一支滴管、一个量筒、爽身粉、带方格的玻璃板等。
(1)用滴管向量筒内加注N滴油酸酒精溶液,读出油酸酒精溶液的体积V;
(2)将爽身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,膜上没有爽身粉,可以清楚地看出油膜轮廓;
(3)待油膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上绘出油酸膜的形状如图所示,则油膜面积为___________(已知每个小方格面积为S);
(4)估算油酸分子的直径的表达式d=___________(用题目中字母表示)。
(5)某同学实验中最终测得的油酸分子直径偏大,则其原因可能是___________。(填选项前的字母)
A.错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
B.计算油酸膜面积时,错将不完整的方格作为完整方格处理
C.水面上爽身粉撒得较多,油酸膜没有充分展开
【答案】 112S AC
【解析】(3)[1]计算油酸膜面积时,将大于半个的方格作为完整方格处理。可得112个方格,所以油酸面积为
112S
(4)[2]依题意,一滴油酸酒精溶液中,纯油酸的体积为
油酸分子的直径的表达式为
(5)[3]A.错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算,则会导致最终测得的油酸分子直径偏大。故A正确;B.计算油酸膜面积时,错将不完整的方格作为完整方格处理,则会使测得油酸面积变大,可知油酸分子直径变小,故B错误;C.水面上爽身粉撒得较多,油酸膜没有充分展开,致使水面上的油酸分子呈现多层,导致其面积变小,所以测得油酸分子直径变大。故C正确。故选AC。
题组B 能力提升练
1.关于“用油膜法估测油酸分子的大小”实验,下列说法正确的是( )
A.实验时应先将油酸酒精溶液滴入水中,再将痱子粉撒在水面上
B.实验时可观察到油膜的面积一直扩张直至面积稳定
C.实验中待油膜面积稳定后,用刻度尺测量油膜的面积
D.计算油酸分子直径时用油酸体积除以对应油膜面积
【答案】D
【解析】A.为了使油酸分子紧密排列,实验时先将痱子粉均匀洒在水面上,再把一滴油酸酒精溶液滴在水面上,A错误;B.油膜的面积不是一直扩张,B错误;C.由于油膜形状不规则,故不能用刻度尺测量油膜的面积,C错误;D.根据实验原理可知,计算油酸分子直径时用油酸体积除以对应油膜面积,D正确。
故选D。
2.利用单分子油膜法估测分子的直径,需要测量的物理量是( )
A.一滴油酸的体积和它的密度 B.一滴油酸的体积和它散成油膜的最大面积
C.一滴油酸的质量和它的密度 D.一滴油酸形成油膜的厚度和它的密度
【答案】B
【解析】根据实验原理:油酸分子是紧密排列的,在水面上形成单分子油膜,用纯油酸的体积除以油膜面积得出的油膜厚度,即为油酸分子直径.所以需要测量的量有纯油酸的体积和纯油酸在水面上形成油膜的面积.故B正确,ACD错误。故选B。
3.在用油膜法测分子大小的实验中,取体积为V1的纯油酸用酒精稀释,配成体积为V2的油酸酒精溶液,现将体积为V0的一滴油酸酒精溶液滴在水面上,稳定后油膜的面积为S,已知油酸的摩尔质量为M,密度为ρ,阿伏伽德罗常数为NA,则下列说法不正确的是( )
A.该实验中假设油酸分子是球模型,油酸在水面形成了单分子油膜
B.实验中使用酒精的目的是为了稀释油酸
C.由题目中数据可知油酸分子的直径为
D.这一滴溶液中所含的油酸分子数为
【答案】D
【解析】A.该实验中把油膜看成单分子层油膜,不考虑各分子间的间隙,将油酸分子看成球形,A正确,不符合题意;B.该实验中酒精的作用是对油酸起稀释作用,使油酸分子尽可能少的在竖直方向上重叠,更能保证其形成单层分子油膜,B正确,不符合题意;C.取体积为V1的纯油酸用酒精稀释,配成体积为V2的油酸酒精溶液,单位体积的油酸酒精溶液中的纯油酸的体积为,一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积,由于分子是单分子紧密排列的,因此分子直径为,C正确,不符合题意;
D.一滴油酸酒精溶液中纯油酸的质量为,这一滴溶液中所含的油酸分子数为
,D错误,符合题意。故选D。
4.关于分子动理论,下列说法中正确的是( )
A.图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,应先滴油酸酒精溶液,再撒痱子粉
B.图乙为水中某花粉颗粒每隔一定时间位置的连线图,连线表示该花粉颗粒做布朗运动的轨迹
C.图丙为分子力F与分子间距r的关系图,分子间距从r0开始增大时,分子力先变小后变大
D.图丁为大量气体分子热运动的速率分布图,曲线②对应的温度较高
【答案】D
【解析】A.试验时,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,A错误;B.花粉颗粒的无规则运动是布朗运动,但不是分子的运动,它间接证实了液体分子的无规则运动。每隔不同时间观察,其位置的连线不同,隔相同时间观察,起点不同,位置的连线也大相径庭。每隔10s记下的不同位置之间的连线并不是花粉颗粒的运动轨迹,B错误;C.r > r0,分子力表现为引力,当r的距离增大,分子力先增大后减小.C错误;D.根据分子运动速率分布图像可知,温度越高分子热运动越剧烈,图线②“腰粗”,分子平均速率更大,则温度较高,D正确。故选D。
5.如图所示,“用油膜法估测分子的大小”的实验。在实验中,将油酸酒精溶液滴入水中后,接着操作的是( )
A.立刻用刻度尺去量油膜的面积
B.让油膜尽可能地散开,再用刻度尺去量油膜的面积
C.立即将油膜的轮廓画在玻璃板上,再利用坐标纸去计算油膜的面积
D.让油膜尽可能地散开,等到形状稳定后,再把油膜的轮廓画在玻璃板上,用坐标纸去计算油膜的面积
【答案】D
【解析】油酸酒精溶液滴入水中后,应让油膜尽可能散开,形成单分子油膜,再把油膜的轮廓画在玻璃板上,用坐标纸去计算油膜的面积,由于油膜不规则,无法用刻度尺去量油膜的面积。故选D。
6.在实验“用油膜法估测油酸分子的大小”中,用注射器向浅盘里的水面滴入的是( )
A.一滴油酸酒精溶液 B.一滴纯油酸
C.油酸酒精溶液 D.纯油酸
【答案】A
【解析】首先将油酸稀释,制成油酸酒精溶液,取一滴油酸酒精溶液滴到水面上,酒精迅速溶于水,在水面上形成薄薄的一层油膜,量出油膜的面积,从而算出油膜的分子直径。故选A。
7.(1)如图所示的四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤,将它们按操作先后顺序排列应是___________(用符号表示)。
(2)油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.6mL,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1mL,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上图所示。若每一小方格的边长为25mm,试问: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。(计算结果均保留2位有效数字)
【答案】 dacb 球体 单分子 直径 3.4×10-2 1.2×10-11 3.5×10-10
【解析】(1)[1]“用油膜法估测分子的大小”实验步骤为:配置油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液的体积一准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘测量油膜面积一计算分子直径,则操作先后顺序应是dacb;
(2)[2][3][4]这种估测方法是将每个油酸分子视为球体模型,让油酸尽可能地在水面上散开,则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。
[5][6][7]油膜面积约占55小格,面积约为,一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为,油酸分子的直径约等于油膜的厚度。
题组C 培优拔尖练
1.某同学在做“用油膜法估测油酸分子大小”的实验时,下列操作使实验结果偏小的是( )
A.直接使用了纯油酸
B.撒的痱子粉过多,导致油酸未能完全散开
C.计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格
D.求每滴溶液体积时,1mL的溶液的滴数多计了10滴
【答案】D
【解析】A.计算时利用的是纯油酸的体积,将油酸酒精溶液的体积误当成纯油酸的体积,导致得到的分子直径将偏大,故A错误;B.油酸未完全散开,S偏小,故得到的分子直径将偏大,故B错误;C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格,S将偏小,故得到的分子直径将偏大,故C错误;D.求每滴体积时,1mL的溶液的滴数多记了10滴,由可知,纯油酸的体积将偏小,则计算得到的分子直径将偏小,故D正确。故选D。
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V,油膜面积为S,油酸的摩尔质量为M,阿伏伽德罗常数为NA,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】D
【解析】A.一个油酸分子的质量为,所以A错误;B.一个油酸分子的体积为,所以B错误;C.油酸的密度为,所以C错误;D.油酸分子的直径为,所以D正确;故选D。
3.在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,实验中有下列实验步骤:
①往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。
②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待油膜形状稳定。
③将画有油膜形状的玻璃板平放在方格纸上,计算出油膜的面积。
④用注射器将事先配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。
⑤将玻璃板放在浅盘上,然后用彩笔将油膜的形状描绘在玻璃板上。
已知某同学将1 cm3的油酸溶于酒精,制成300 cm3的油酸酒精溶液并测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴。该同学取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上,测得所形成的油膜的面积是0.13 m2。关于上述步骤中正确的顺序编号及估算出的油酸分子直径,下列选项正确是( )
A.④②①⑤③, 5×10-10 m B.④①②⑤③, 8×10-10 m
C.④①②⑤③, 5×10-10 m D.④②①⑤③, 8×10-10 m
【答案】C
【解析】实验过程先配置好溶液,量出溶液浓度;然后取浅盘放水,撒痱子粉;将一滴溶液滴到水面上;画出轮廓,算出油膜的面积;从而测出分子直径,因此顺序为④①②⑤③,一滴溶液中所含油酸的体积,因此分子直径故选C。
4.水的相对分子质量是18,水的密度,阿伏加德罗常数,在标准状况下,水蒸气的摩尔体积是,则水蒸气分子的平均间距大约是水分子直径的( )
A.1倍 B.10倍 C.100倍 D.1000倍
【答案】B
【解析】水的摩尔体积,一个水分子的体积为
把水分子看成一个紧挨一个排列的球体,其直径大约为,水蒸气是气体,在标准状况下的摩尔体积是,每个水蒸气分子所占体积(包括水蒸气分子和它周圈空间的体积)为
,把每个分子和它所占空间看成一个小立方体,分子间距等于每个立方体的边长,水蒸气的分子间距为,因此,故选B。
5.在用油膜法估测油酸分子的大小的实验中,所用油酸酒精溶液的质量百分浓度为η,质量为m的油酸酒精溶液有n滴,且纯油酸的摩尔质量为M,密度为ρ,阿伏加德罗常数为NA。现取一滴溶液滴入撒有爽身粉的浅水盘里,待稳定后,将玻璃板放在浅盘上描绘出油酸膜的轮廓形状,再把玻璃板放在边长为1 cm的坐标纸上,算出油膜的面积S。关于本实验,下列说法正确的是( )
A.一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为
B.油酸分子直径为
C.一滴油酸酒精溶液中所含油酸分子个数为
D.计算油膜的面积可以通过在坐标纸上数油膜轮廓内格子数得到
【答案】BCD
【解析】A.一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为,故A错误;B.将油酸分子看作球体且一个一个地单层排列,忽略空隙,油酸分子直径为,故B正确;C.一滴油酸酒精溶液中纯油酸的摩尔数为,一滴油酸酒精溶液中所含油酸分子个数为,故C正确;D.在坐标纸上数油膜轮廓内格子数时,大于或等于半格时算一格,小于半格的不计,用总格子数乘以1 cm2作为油膜的面积,故D正确。故选BCD。
6.钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料,设钻石的密度为(单位为),摩尔质量为(单位为),阿伏加德罗常数为。已知1克拉克,则( )
A.克拉钻石所含有的分子数为
B.克拉钻石所含有的分子数为
C.每个钻石分子直径的表达式为(单位为m)
D.每个钻石分子直径的表达式为(单位为m)
E.每个钻石分子的质量为
【答案】ACE
【解析】AB.克拉钻石的物质的量为
所含分子数为A正确,B错误;CD.钻石的摩尔体积为
每个钻石分子的体积又解得(单位为m),C正确,D错误;
E.每个钻石分子的质量,E正确。故选ACE。
7.在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,且滴溶液体积为。现取1滴溶液滴入撒有痱子粉的浅水盘里,待水面稳定后,将玻璃板放在浅盘上描绘出油酸膜的轮廓形状,再把玻璃板放在边长为的坐标纸上,算出油膜的面积。关于本实验,下列说法正确的是( )
A.不用痱子粉,直接将1滴溶液滴入浅水盘也可以完成实验
B.水面上形成的油酸薄膜的体积为
C.估测油酸分子的直径为
D.在坐标纸上数油膜轮廓内格子数以计算油膜的面积采用的是近似法
E.用配制的油酸酒精溶液的原因是因为易于形成油酸的单分子油膜
【答案】BDE
【解析】A.由于油酸薄膜在水面上不易观察,撒痱子粉是为了便于确定油酸薄膜的轮廓,A错误;B.1滴溶液中油酸酒精溶液的体积为,1滴溶液中油酸的体积为,即水面上形成的油酸薄膜的体积为,B正确;C.将油酸分子看作球体且一个一个的单层排列,忽略空隙,估测油酸分子的直径为C错误;D.在坐标纸上数油膜轮廓内格子数时,大于或等于半格时算一格,小于半格的不计,用总格子数乘以作为油膜的面积,采用的是近似法,D正确;E.因为纯油酸粘滞力较大,很难形成单分子油膜,油酸酒精溶液滴在水面上,酒精易挥发,易形成油酸的单分子油膜,E正确。故选BDE。
8.在“用油膜法估测分子的大小”实验中,下列做法正确的是_______
A.用注射器吸取配置好的油酸酒精溶液,一滴一滴地滴入小量筒中,若100滴溶液的体积是1ml,则1滴溶液中含有油酸10-2ml
B.用浅盘装入适量的水,然后将痱子粉均匀地撒在水面上
C.用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液,等油膜的形状稳定之后再描绘其形状
D.将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,再用刻度尺去量油膜的面积
E.根据1滴油酸溶液中油酸的体积V和油膜面积S就可以算出油膜厚度d=,即油酸分子的直径
【答案】BCE
【解析】A.用注射器吸取配置好的油酸酒精溶液,一滴一滴地滴入小量筒中,若100滴溶液的体积是1ml,则1滴溶液的体积时10-2ml,其中含有油酸的体积小于10-2ml,选项A错误;B.用浅盘装入适量的水,然后将痱子粉均匀地撒在水面上,选项B正确;C.用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液,等油膜的形状稳定之后再描绘其形状,选项C正确;D.将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,通过数取格子数的方法去计算油膜的面积,选项D错误;E.根据1滴油酸溶液中油酸的体积V和油膜面积S就可以算出油膜厚度,即油酸分子的直径,选项E正确.故选BCE。
9.在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤:
a.用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形状稳定。
b.往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。
c.将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。
d.用注射器将事先配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。
e.将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上,
①上述步骤中,正确的顺序是___________。
②在用油膜法估测分子直径的实验中,会使测算结果偏大的操作是___________
A.油酸未完全散开
B.油酸中含有大量酒精
C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
D.求每滴溶液中纯油酸的体积时,1mL溶液的滴数多记了10滴
【答案】 dbaec AC
【解析】①[1]“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为:配制酒精油酸溶液→测定一滴酒精油酸溶液的体积(d)→准备浅水盘(b)→形成油膜(a)→描绘油膜边缘(e)→测量油膜面积,计算分子直径(c)
故顺序为dbaec。
②[2]A.计算油酸分子直径的公式是,V是纯油酸的体积,S是油膜的面积。油酸未完全散开,S偏小,故得到的分子直径d将偏大,故A正确;B.计算时利用的是纯油酸的体积,如果含有大量的酒精,则油酸的实际体积偏小,则直径将偏小,故B错误;C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格,S将偏小,故得到的分子直径将偏大,故C正确;D.求每滴体积时,lmL的溶液的滴数误多记了10滴,由
,可知,纯油酸的体积将偏小,则计算得到的分子直径将偏小,故D错误。故选AC。
10.在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,已知实验室中使用的油酸酒精溶液的体积浓度为c,又用滴管测得每N滴这种油酸酒精溶液的总体积为V,将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上,在玻璃板上描出油膜的边界线,再把玻璃板放在画有边长为a的正方形小格的纸上,测得油膜占有小正方形个数为n。用以上字母表示油酸分子直径的大小d=_______。
在实验中,具体操作如下:
Ⅰ.取油酸1.00mL注入800mL的容量瓶内,然后向瓶中加入酒精,直到液面达到800mL的刻度为止,摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解,形成油酸酒精溶液。
Ⅱ.用滴管吸取制得的溶液并逐滴滴入量筒,记录滴入的滴数直到量筒中的溶液达到1.00mL为止,恰好共滴了50滴。
Ⅲ.在浅盘内注入蒸馏水,待水面稳定后将爽身粉均匀地撒在水面上,静置后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,油酸在水面上散开形成一层油膜。
Ⅳ.待油膜稳定后,测得此油膜面积为1.30×102cm2。这种粗测方法是将每个分子视为球形,让油酸尽可能地在水面上散开,则形成的油膜是由单层油酸分子组成,这层油膜的厚度即可视为油酸分子的直径。求:
(1)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是_______mL。(结果保留两位有效数字)
(2)油酸分子直径是_________m。(结果保留两位有效数字)
(3)某学生在做该实验时,发现计算的直径偏大,可能的原因是_______。
A.爽身粉撒得过多
B.计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格
C.计算每滴油酸酒精溶液的体积时,1mL的溶液的滴数少记了几滴
D.在滴入量筒之前,配制的溶液在空气中搁置了较长时间
【答案】 ABC
【解析】[1]
(1)[2] 1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积
(2)[3] 油酸分子直径是
(3) [4]水面上爽身粉撒得过多,油膜没有充分展开,则测量的面积S偏小,导致计算结果偏大,故A正确;计算油膜而积时,舍去了所有不足一格的方格,则测量的面积S偏小,会导致计算结果偏大,故B正确;
计算每滴油酸酒精溶液的体积时,1ml的溶液的滴数少记了几滴,则计算得到的每滴油酸酒精溶液的体积偏大,会导致计算结果偏大,故C正确;滴入量筒之前,配制的溶液在空气中搁置了较长时间,酒精挥发使溶液中油酸的浓度变大,形成的油膜面积变大,则会导致计算结果偏小,故D错误。故选ABC。
新高考物理一轮复习实验重难点专题实验18 用油膜法估测油酸分子的大小(含解析): 这是一份新高考物理一轮复习实验重难点专题实验18 用油膜法估测油酸分子的大小(含解析),共8页。试卷主要包含了6×10-2m2等内容,欢迎下载使用。
人教版 (2019)选择性必修 第三册2 实验:用油膜法估测油酸分子的大小课时练习: 这是一份人教版 (2019)选择性必修 第三册2 实验:用油膜法估测油酸分子的大小课时练习,共6页。试卷主要包含了实验题等内容,欢迎下载使用。
人教版 (2019)选择性必修 第三册2 实验:用油膜法估测油酸分子的大小同步训练题: 这是一份人教版 (2019)选择性必修 第三册2 实验:用油膜法估测油酸分子的大小同步训练题,共11页。试卷主要包含了实验题等内容,欢迎下载使用。