实验18：用油膜法估测油酸分子的大小[5年58卷3考]--【实验攻略】备战2024年高考物理必考实验讲练

实验18：用油膜法估测油酸分子的大小【5年58卷3考】 类型 角度 考查要素 考查内容 教材实验：用油膜法估测分子大小 实验原理和实验设计（5年3考） 数据处理 利用d＝计算油酸分子的直径 总结： （1）类型角度：估测油酸分子大小的原理和实验步骤设计； （2）考察要素和内容：主要考查油酸分子直径的数据处理方法。 考点1 基本实验要求 1．实验原理 实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法估测分子的大小．当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中的酒精溶于水，并很快挥发，在水面上形成如图1甲所示形状的一层纯油酸薄膜．如果算出一定体积的油酸在水面上形成的单分子油膜的面积，即可算出油酸分子的大小．用V表示一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积，用S表示单分子油膜的面积，用d表示分子的直径，如图乙所示，则d＝. 图1 2．实验器材 盛水浅盘、注射器（或滴管）、容量瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉（或细石膏粉）、油酸酒精溶液、量筒、彩笔． 3．实验步骤 （1）用稀酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以免给实验带来误差． （2）配制油酸酒精溶液，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． （3）用注射器（或滴管）将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并记下量筒内增加一定体积Vn时的滴数n. （4）根据V0＝算出每滴油酸酒精溶液的体积V0. （5）向浅盘里倒入约2 cm深的水，并将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上． （6）用注射器（或滴管）将一滴油酸酒精溶液滴在水面上． （7）待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，并将油酸膜的形状用彩笔画在玻璃板上． （8）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（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）． （9）根据油酸酒精溶液的配制比例，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V，并代入公式d＝算出油酸薄膜的厚度d. （10）重复以上实验步骤，多测几次油酸薄膜的厚度，并求平均值，即为油酸分子的大小． 4. 注意事项 （1）注射器针头高出水面的高度应在1 cm之内，当针头靠水面很近（油酸未滴下之前）时，会发现针头下方的粉层已被排开，这是针头中酒精挥发所致，不影响实验效果． （2）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画轮廓．扩散后又收缩有两个原因：①水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复；②酒精挥发后液面收缩． （3）当重做实验时，将水从浅盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦去再用清水冲洗，这样做可保持浅盘的清洁． （4）本实验只要求估测分子的大小，实验结果的数量级符合要求即可． 考点2 数据处理 1．数据处理 根据上面记录的数据，完成以下表格内容. 实验次数 量筒内增加1 mL溶液时的滴数 轮廓内的小格子数 轮廓面积S 1 2 3 4 实验次数 一滴纯油酸的体积V 分子的大小（m） 平均值 1 2 3 4 A. 高考真题感知 1．（2023·北京·统考高考真题）用油膜法估测油酸分子直径是一种通过测量宏观量来测量微观量的方法，已知1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V，在水面上形成的单分子油膜面积为S，则油酸分子的直径 。 【答案】 【详解】[1]油酸分子的直径为 2.（2020·上海·统考高考真题）在油膜实验中，均匀撒痱子粉有利于形成 ，便于记录数据。将一滴体积为V的油酸酒精溶液滴入水中油膜充分散开后面积为S，溶液的浓度为n，估算该油酸分子的直径为 。 3.（2019·全国·高考真题）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 ． B. 限时针对训练 1．（2024·福建宁德·福建省宁德第一中学校考一模）在估测油酸分子大小的实验中，具体操作如下： ①取油酸 1.0m