第十四章 实验十七 用油膜法估测油酸分子的大小-2023高考物理艺考生文化课百日冲关教师用书word（新教材，人教版）

实验十七　用油膜法估测油酸分子的大小 ◆ 数据处理 1．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积． 2．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V，然后根据纯油酸的体积V和薄膜的面积S，算出油酸薄膜的厚度d＝，即为油酸分子的直径．比较算出的分子直径，看其数量级是否为10－10 m，若不是10－10 m需重做实验． ◆ 注意事项 (1)将所有的实验用具擦洗干净，吸取油酸、酒精和溶液的移液管要分别专用，不能混用． (2)爽身粉和油酸的用量都不可太大，否则不易成功． (3)油酸酒精溶液的浓度以小于0.1%为宜． (4)浅盘中的水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直． (5)要待油膜形状稳定后再画轮廓． (6)滴油酸酒精溶液的滴口应在离水面1 cm之内，否则油膜难于形成． ◆ 误差分析 (1)纯油酸体积的计算引起误差． (2)油膜面积的计算造成误差． ①油膜形状的画线造成误差． ②数格子所造成的误差． 实验原理的考查 [典例1]　(2019·全国卷Ⅲ)用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是　__________________　.实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以　____________________　.为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是　__________________________　. [解析]　由于分子直径非常小，极少量油酸所形成的单分子层油膜面积也会很大，因此实验前需要将油酸稀释，使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜．可以用累积法测量多滴溶液的体积后计算得到一滴溶液的体积．油酸分子直径等于油酸的体积与单分子层油膜的面积之比，即d＝，故除测得油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积外，还需要测量单分子层油膜的面积． [答案]　使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜　把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，测出1 mL油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油酸的体积　单分子油膜的面积 实验步骤、实验数据的考查 [典例2]　(2022·南宁模拟)“用油膜法估测分子的大小”实验的简要步骤如下： A．将画有油酸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酸膜的面积S. B．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，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2 cm深的水． D．用公式d＝，求出薄膜厚度，即油酸分子直径的大小． E．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V. (1)上述步骤中有步骤遗漏或步骤不完整的，请指出： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (2)上述实验步骤的合理顺序是　________　. (3)某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，数据偏大，对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是　________　. 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．计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数 D．水面上爽身粉撒得较多，油酸膜没有充分展开 [解析]　(1)C步骤中，要在水面上撒上痱子粉或细石膏粉． 实验时，还需要F.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)实验步骤的合理顺序是CFBAED. (3)由d＝可知，测量结果偏大有两个原因，一是体积比正常值偏大，二是面积比正常值偏小，故正确的说法是A、C、D. [答案]　(1)见解析　(2)CFBAED　(3)ACD [典例3]　(2022·张掖模拟)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，用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1 mL.若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示： (1)若每一小方格的边长为30 mm，则油酸薄膜的面积为　________　 m2. (2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为　__________　 m3. (3)