第十四章 实验20 用油膜法估测油酸分子的大小（Word教参）-【优化指导】2024高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（人教版 浙江专用）

实验20　用油膜法估测油酸分子的大小 实验器材 盛水浅盘、注射器(或滴管)、容量瓶、坐标纸、玻璃板、爽身粉(或细石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩笔． 实验操作及数据记录 1．实验的准备操作 (1)配制溶液：取纯油酸1 mL，注入500 mL的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面达到500 mL刻度线为止，摇动容量瓶，使油酸充分溶解在酒精中，这样就得到了500 mL含1 mL纯油酸的油酸酒精溶液. (2)准备浅盘：在浅盘中盛入适量的水(约2 cm深)，使水处于稳定状态．将痱子粉均匀地撒在水面上． 2．实验的测量操作 (1)测溶液滴数与体积关系：用注射器(或胶头滴管)取事先配好的油酸酒精溶液，逐滴滴入量筒，记下量筒中滴入1 mL溶液所需加入溶液的滴数n. (2)滴入溶液：用注射器(或胶头滴管)靠近水面将一滴油酸酒精溶液滴在水面上． (3)绘酸膜形状：待油酸膜的面积稳定后，把玻璃板放在浅盘上，用笔描绘出油酸膜的形状． 3．重复以上实验步骤． 4．实验完毕整理好实验器材． 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S. (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． (3)计算出多次实验的油酸分子的直径后求平均值，即为油酸分子直径的大小 求面积时以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个． 命题点一　实验操作与注意事项　　　　　　　　　　　物理观念、科学探究 1．干净：将所有的实验用具擦洗干净，不能混用． 2．适度：油酸酒精溶液的浓度以小于0.1%为宜．痱子粉和油酸的用量都不可太大，否则不易成功． 3．水平、垂直：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． (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________________________________________________________________________． 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；单分子层油膜的面积 解析：用油膜法估测分子直径时，需使油酸在水面上形成单分子层油膜，为使油酸尽可能地散开，将油酸用酒精稀释．根据V＝Sd，要求得分子的直径d，则需要测出油膜面积，以及一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积．这样需要测出一滴油酸酒精溶液的体积，其方法可用累积法，即用1 mL油酸酒精溶液的量除以滴数取得平均值． 命题点二　数据处理及误差分析　　　　　　　　　　　科学探究、科学思维 1．数据处理过程与方法 (1)一滴油酸溶液的平均体积： ＝. (2)一滴油酸溶液中含纯油酸的体积： V＝×油酸溶液的体积比． (体积比＝) (3)油膜的面积S＝n×1 cm2.(n为有效格数，小方格的边长为1 cm) (4)分子直径d＝.(代入数据时注意统一单位) 2．误差来源 实验时： (1)油酸酒精溶液的实际浓度和理论值间存在偏差. (2)一滴油酸酒精溶液的实际体积和理论值间存在偏差． (3)爽身粉和油酸在水面上的实际分布情况和理想中的“均匀”“单层分子纯油酸层”间存在偏差. (4)采用“互补法”(即不足半个舍去，多于半个的算一个)计算获得的油膜面积与实际的油膜面积间存在偏差. 在“用油膜法估测分子大小”的实验中，现有油酸和酒精体积比为n∶m配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个盛约2 cm深水的浅盘，一支滴管，一个量筒．请补充下述实验步骤： (1)________________________________________________________________________. (需测量的物理量用字母表示) (2)用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，等油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图所示，则油膜面积为________(已知坐标纸上每个小方格面积为S，求油膜面积时，半个以上方格面积记为S，不足半个舍去). (3)估