Question

4．在做“用油膜法估測分子直徑的大小”的實驗中，實驗簡要步驟如下：
A．將畫有油膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，數(shù)出輪廓內(nèi)的方格數(shù)（不足半個的舍去，多于半個的算一個），再根據(jù)方格的邊長求出油膜的面積S．
B．將一滴酒精油酸溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放 在淺盤上，用彩筆將薄膜的形狀描畫在玻璃板上．
C．用淺盤裝入約2cm深的水，然后用痱子粉或石膏粉均勻地灑在水面上．
D．用公式d=V/S求出薄膜厚度，即油酸分子的大�。�
E．用注射器或滴管將事先配置好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒，記下量筒內(nèi)增加一定體積時的滴數(shù)．根據(jù)酒精油酸溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V．
（1）上述實驗步驟的合理順序是ECBAD．
（2）若實驗中，油酸酒精溶液的濃度為每10⁴ mL溶液中含有6mL油酸，用注射器量得1mL上述溶液中有50滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤中，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板蓋在淺盤上，在玻璃板上描出油酸膜的輪廓，隨后把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀如圖所示，坐標(biāo)中正方形小方格的邊長為20mm．求：
①油酸膜的面積是2.24×10^-2 m²
②每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是1.2×10^-11m³
③根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測出油酸分子的直徑是5×10^-10m（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）實驗步驟為：將配制好的油酸酒精溶液，通過量筒測出1滴此溶液的體積．然后將1滴此溶液滴在有痱子粉的淺盤里的水面上，等待形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆描繪出油酸膜的形狀，將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，按不足半個舍去，多于半個的算一個，統(tǒng)計出油酸薄膜的面積．則用1滴此溶液的體積除以1滴此溶液的面積，恰好就是油酸分子的直徑；
（2）采用估算的方法求油膜的面積，通過數(shù)正方形的個數(shù)：面積超過正方形一半算一個，不足一半的不算，數(shù)出正方形的總個數(shù)乘以一個正方形的面積，近似算出油酸膜的面積．把油酸分子看成球形，且不考慮分子間的空隙，油膜的厚度近似等于油酸分子的直徑，由d=$\frac{V}{S}$，求出油酸分子直徑．

解答 解：（1）實驗步驟為：將配制好的油酸酒精溶液，通過量筒測出1滴此溶液的體積．然后將1滴此溶液滴在有痱子粉的淺盤里的水面上，等待形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆描繪出油酸膜的形狀，將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，按不足半個舍去，多于半個的算一個，統(tǒng)計出油酸薄膜的面積．則用1滴此溶液的體積除以1滴此溶液的面積，恰好就是油酸分子的直徑，
故答案為：E、C、B、A、D；
（2）①采用估算的方法求油膜的面積，通過數(shù)正方形的個數(shù)：面積超過正方形一半算一個，不足一半的不算，數(shù)出正方形的總個數(shù)乘以一個正方形的面積，近似算出油酸膜的面積．
故S=56×20×20mm²=224cm²=2.24×10^-2m²；
②每滴溶液中含有純油酸的體積為：V=$\frac{1}{50}$×$\frac{6}{1{0}^{4}}$×10^-6 m³=1.2×10^-11 m³，
③把油酸分子看成球形，且不考慮分子間的空隙，油膜的厚度近似等于油酸分子的直徑，
由d=$\frac{V}{S}$，則有油酸分子直徑d=$\frac{1.2×1{0}^{-11}}{2.24×1{0}^{-2}}$≈5×10^-10m．
故答案為：（1）ECBAD；
（2）①（2.20～2.32）×10^-2； ②1.2×10^-11； ③5×10^-10．

點評 本題考查“用單分子油膜估測分子大小”實驗的實驗步驟和數(shù)據(jù)處理．且實驗的模型是不考慮油酸分子間的間隙，采用估算的方法求面積，肯定存在誤差，但本實驗只要求估算分子的大小，數(shù)量級符號就行了．