1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小（分层作业）-【上好课】高二物理同步高效课堂（人教版2019选择性必修第三册）

1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 分层作业 题型一 油膜法测分子直径的原理和实验方法 1．在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中： (1)该实验中的理想化假设是（　　） A．将油膜看成单分子层油膜 B．不考虑相邻油酸分子的间隙 C．不考虑各油酸分子间的相互作用力 D．将油酸分子看成球形 (2)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是（　　） A．可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓 B．稀释油酸 C．有助于测量一滴油酸的体积 D．有助于油酸的颜色更透明，便于识别 (3)某老师为本实验配制油酸酒精溶液，实验室配备的器材有：面积为0.22m2的蒸发皿，滴管，量筒（50滴溶液滴入量筒，体积约1毫升），纯油酸和无水酒精若干等。已知分子直径数量级为10-10m，则该老师配制的油酸酒精溶液浓度（油酸与油酸酒精溶液的体积比）至多为 ‰（保留两位有效数字）。 【答案】(1)ABD (2)B (3)1.1 【详解】（1）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，所做的理想化假设为①油膜是单分子层；②把油酸分子看成球形；③相邻分子之间没有空隙。由此可知ABD正确。故选ABD。 （2）如果油酸不稀释，把纯油酸直接滴到水面，很多油酸分子会堆积在一起形成叠层油膜，不会形成单分子油膜，就无法测出分子直径；油酸可以溶于酒精，将油酸酒精溶液滴入水中，酒精溶于水并很快挥发，油酸分子充分展开，形成单分子油膜，因此酒精起到稀释油酸的作用，B正确。故选B。 （3）根据题意可知，形成的油膜面积不能超过蒸发皿的面积，当油膜面积等于蒸发皿的面积时油酸酒精溶液的浓度最大。1滴油酸酒精溶液的体积约为 其中的纯油酸的体积约为 因此油酸酒精溶液的浓度至多为 2．在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中， (1)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是_________。 A．可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓 B．对油酸溶液起到稀释作用 C．有助于测量一滴油酸的体积 D．有助于油酸的颜色更透明便于识别 (2)某老师为本实验配制油酸酒精溶液，实验室配备的器材有：面积为0.22 m2的蒸发皿、滴管、量筒（50滴溶液滴入量筒体积约为1毫升）、纯油酸和无水酒精若干。已知分子直径数量级为10－10 m，为顺利完成实验，则该老师配制的油酸酒精溶液体积浓度（油酸与油酸酒精溶液的体积比）至多为 ‰（保留2位有效数字）。 (3)某实验小组算得的油酸分子直径偏小，可能是由于_________。 A．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 B．油酸酒精溶液中酒精挥发，导致油酸浓度变大 C．水面上痱子粉撒得较多，油酸未完全散开 D．求每滴溶液体积时，1 mL的溶液的滴数少计了1滴 【答案】(1)B(2)1.1(3)B 【详解】（1）实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液对油酸起到稀释作用，酒精稀释油酸是为了进一步减小油酸的面积密度，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，也就是为了减小系统误差。B正确，ACD错误。故选B。 （2）根据题意可知，形成的油膜的面积不能超过蒸发皿的面积，当油膜面积等于蒸发皿的面积时，油酸酒精溶液浓度最大。一滴油酸的体积 一滴油酸酒精溶液的体积 则此油酸酒精溶液的浓度为 （3）A．根据 可知计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，S的测量值偏小，则直径的测量值偏大，A错误； B．油酸酒精溶液中酒精挥发，导致油酸浓度变大，油膜的面积S偏大，则直径的测量值偏小，B正确； C．水面上爽身粉撒得较多，油酸未完全散开，油膜面积的测量值偏小，则直径的测量值偏大，C错误； D．求每滴溶液体积时，1mL的溶液的滴数少计了1滴，则一滴油酸酒精溶液中含油酸的体积偏大，则直径的测量值偏大，D错误。故选B。 题型二 油膜法测分子直径的实验步骤和数据处理 3．某实验小组在做“用油膜法估测分子的大小”的实验。 (1)下述实验步骤的合理顺序是_______（选填合理选项的字母序号）。 A．用公式，求出薄膜厚度，即油酸分子的大小 B．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的滴数 C．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积 D．用浅盘装入约2cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面 E．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 F．将画有油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膜的面积 (2)该实验小组做实验时，每1000mL油酸酒精溶液中有纯油酸0.24mL，用注射器测得80滴这样的溶液为1mL，一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为 mL，把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里，把玻璃板盖在浅盘上并描画出油酸膜轮廓，如图所示，数出图中轮廓内的小方格数，多于半个的算一个，不足半个的舍去，共40个小方格，图中正方形小方格的边长为1cm。根据上述数据，估测出油酸分子的直径是 m。（结果均保留两位有效数字） 【答案】(1)DBEFCA (2) 【详解】（1）油膜法估测分子的大小的步骤为：准备浅盘，测一滴溶液体积，描绘油膜形状，测油膜面积，计算一滴溶液中纯油酸的体积，算出薄膜厚度，故顺序为DBEFCA。 （2）[1]一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为 [2]油膜覆盖的方格大约在40个，所以油膜的面积为 用纯油酸的体积除以油膜的面积，得出的油膜厚度，即是油酸分子的直径，根据实验数据，油酸分子的直径为 4．在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： ①用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定； ②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； ③根据一滴溶液中纯油酸的体积和油膜的面积计算出油酸分子直径； ④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； ⑤往浅盘里倒入约深的水，待水面稳定后将适量的爽身粉均匀地撒在水面上。 完成下列填空： (1)上述步骤中，正确的实验步骤排列顺序是 （填写步骤前面的数字）。 (2)在实验中将油酸分子看成是球形的，所采用的方法是_______。 A．等效替代法 B．理想模型法 C．控制变量法 D．比值定义法 (3)将的油酸溶于酒精，制成的油酸酒精溶液；测得的油酸酒精溶液有50滴。现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，由此估算出油酸分子的直径为 m（结果保留一位有效数字）。 (4)某同学在实验中最终得到的结果明显偏大，可能是因为_______。 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．计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理 C．计算油膜面积时，只数了完整的方格数 D．水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开 【答案】(1)⑤①④②③ (2)B (3) (4)ACD 【详解】（1）“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘，测量油膜面积→计算分子直径，故正确的实验步骤排列顺序是⑤①④②③。 （2）应用油膜法测分子直径，其实验原理是将油酸分子看成是球形的，测出油酸的体积，然后让油酸在水面上形成单分子油膜，测出油膜的面积，油酸的体积除以油膜的面积就是油膜的厚度，即油酸分子的直径，该方法采用了理想模型法。故选B。 （3）一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积 油酸分子直径 （4）A．将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积，导致油酸体积V偏大，根据 可知，计算的油酸分子直径偏大，故A正确； BC．计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理，会导玫油膜面积S偏大，根据 可知，计算的油酸分子直径偏小；只数了完整的方格数，会导致油膜面积S偏小，可知计算的油酸分子直径偏大，故B错误，C正确； D．水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开，会导致油膜面积S偏小，根据 可知，计算的油酸分子直径偏大，故D正确。故选ACD。 题型三 油膜法测分子直径的误差分析 5．用油膜法估测油酸分子的大小，利用“油膜法估测分子直径”实验体现了通过对宏观量的测量来实现对微观量的间接测量的方法。 (1)甲同学配制好油酸酒精溶液，并测出一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积为V，之后又进行了下列操作，其中错误的一项是 ；其余正确操作的合理顺序是 。 A．将一滴纯油酸滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜 B．将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜 C．向浅水盘中倒入约2cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上 D．将描有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算出油酸膜的面积S，再根据估算出油酸分子的直径 E．将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸膜的轮廓画在玻璃板上 (2)乙同学在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，将6mL的油酸溶于酒精中制成的油酸酒精溶液。用注射器取适量溶液滴入量筒，测得每滴入75滴，量筒内的溶液增加1mL。用注射器把1滴这样的溶液滴入表面撒有痱子粉的浅水盘中，把玻璃板盖在浅盘上并描出油酸膜边缘轮廓，如图所示。已知玻璃板上正方形小方格的边长为1cm，则油酸膜的面积约为 。由以上数据，可估算出油酸分子的直径约为 m。（均保留两位有效数字） (3)丙同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大。出现这种情况的原因可能是________。 A．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算 B．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化 C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开 D．计算油膜面积时，不完整的方格作为完整方格处理 【答案】(1) A CBED (2)//0.011/0.012 ////// (3)AC 【详解】（1）[1]为了使得油膜形成单分子油膜层，实验时，需要将油进行稀释，不能直接将一滴纯油酸滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜，A错误，符合题意； [2]实验时，先向浅水盘中倒入约2cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上，再将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜，随后将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸膜的轮廓画在玻璃板上，最后将描有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算出油酸膜的面积S，再根据估算出油酸分子的直径，即正确操作的合理顺序是CBED。 （2）利用数格子的方法，油酸膜的面积约为 1滴这样的溶液中的纯油酸体积为 则估算出油酸分子的直径约为 （3）A．由于，若将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，体积偏大，则所测的分子直径d明显偏大，故A正确； B．若油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大，实验数据处理仍然按照挥发前的浓度计算，即算出的纯油酸体积偏小，则所测的分子直径d明显偏小，故B错误； C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，即算出的油膜层面积偏小，根据，可知所测的分子直径d明显偏大，故C正确； D．计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理，则算出的油膜层面积偏大，所测的分子直径d明显偏小，故D错误。 故选AC。 6．(1)图甲为“用油膜法估测分子的大小”实验中的3个步骤，先后顺序是 （用字母表示）。 (2)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每1000mL溶液中有0.6mL油酸。用注射器测得1mL上述溶液有50滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，画出油膜的形状。如图乙所示，油膜占据了136个方格，坐标纸中正方形方格的边长为1cm，按以上实验数据估测出油酸分子的直径是 m。（结果保留1位有效数字） (3)甲、乙、丙、丁四位同学分别在三个实验小组做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，但都发生了操作错误。这四位同学的错误操作导致实验测得的油酸分子直径偏小的是___________。 A．甲使用了配制好但在空气中搁置了较长时间的油酸酒精溶液 B．乙在向水面滴入油酸酒精溶液时，未发现不慎滴入了两滴油酸酒精溶液 C．丙在计算油膜面积时，把轮廓范围内不满的正方形都算成了一个 D．丁同学在水面上撒入了过多的石膏粉 【答案】(1)bca (2) (3)ABC 【详解】（1）“用油膜法估测油酸分子的大小”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准备浅水盘形成油膜描绘油膜边缘测量油膜面积计算分子直径；则图甲实验中的3个步骤，先后顺序是bca。 （2）1滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为 油膜面积为 则油酸分子的直径为 （3）A．甲使用了配置好但在空气中搁置了较长时间的油酸酒精溶液，则溶液的实际浓度变大，代入计算的浓度偏小，测得的1滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积偏小，则测得的油酸分子直径偏小，故A正确； B．乙在向水面滴入油酸酒精溶液时，未发现不慎滴入了两滴油酸酒精溶液，计算时的体积代入1滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积，则测得的油酸分子直径偏小，故B正确； C．丙在计算油膜面积时，把轮廓范围内不满的正方形都算成了一个，则油膜面积测量值偏大，测得的油酸分子直径偏小，故C正确； D．丁同学在水面上撒入了过多的石膏粉，则油膜面积测量值偏小，测得的油酸分子直径偏大，故D错误。 故选ABC。 7．做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。 (1)下列实验步骤的正确顺序是__________（填写实验步骤前的序号）。 A．往边长约为的浅盘里倒入约深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上 B．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 C．将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油酸膜的面积，根据油酸的体积和油酸膜的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，再根据油酸酒精溶液的浓度计算出油酸的体积 E．将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上 (2)实验中，体积为的所用油酸酒精溶液中纯油酸的体积为，用注射器和量筒测得滴上述溶液的体积为，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每个小正方形的边长为，则油酸薄膜的面积 ；可求得油酸分子的直径为 （用、、、、表示）。 (3)某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大，可能是因为__________。 A．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 B．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开 C．用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴 【答案】(1)DABEC (2) (3)AB 【详解】（1）实验过程应先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，再根据油酸酒精溶液的浓度计算出油酸的体积，后往边长约为的浅盘里倒入约深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上，再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，随后将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上，最后将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油酸膜的面积。根据油酸的体积和油酸膜的面积计算出油酸分子直径的大小。即实验步骤的正确顺序是DABEC。 （2）根据数格子的办法，多于半格算一格，少于半格舍去，油膜的总格数为71格，则油膜总面积为 由于所用油酸酒精溶液每体积溶液中有纯油酸体积，则溶液的浓度为 用注射器和量筒测得体积为的上述溶液有滴，则一滴溶液中纯油酸的体积为 油酸分子直径为 联立解得 （3）A．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，导致油膜面积测量值偏小，根据 可知油酸分子直径测量值偏大，故A正确； B．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，导致油膜面积测量值偏小，根据 可知油酸分子直径测量值偏大，故B正确； C．用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴，导致油酸体积测量值偏小，根据 可知油酸分子直径测量值偏小，故C错误。故选AB。 8．在“油膜法估测分子直径”的实验中，我们通过宏观量的测量间接计算微观量。 (1)完成本实验需要几点假设，以下假设与本实验无关的是_____； A．将油酸分子视为球形 B．油膜中分子沿直线排列 C．将油膜看成单分子层 D．油酸分子紧密排列无间隙 (2)某同学实验中先取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液，测量并计算一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积后，接着又进行了下列操作： A．将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地扩展为形状稳定的油酸薄膜 B．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算油酸薄膜的面积 C．将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸薄膜的轮廓画在玻璃板上 D．向浅盘中倒入约2cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上 以上操作的合理顺序是 （填字母代号）。 (3)某同学在用油膜法估测分子直径的实验中，计算结果明显偏小，可能是由于_____。 A．油酸未完全散开 B．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格 C．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了5滴 D．油酸酒精溶液久置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化 (4)在实验中，将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，方格纸每格边长是0.5cm，根据以上信息估测油酸分子的大小 m。（结果保留一位有效数字） 【答案】(1)B (2)DACB (3)D (4) 【详解】（1）该实验中的理想化假设是：把在水面上尽可能扩散开的油膜视为单分子油膜；不需要考虑分子间隙，把形成油膜的分子看作紧密排列的球形分子；将油酸分子视为球体模型。故选B。 （2）实验中先在浅盘中倒入约2cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上然后将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地扩展为形状稳定的油酸薄膜将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸薄膜的轮廓画在玻璃板上将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算油酸薄膜的面积，故合理的顺序是DACB。 （3）A．油酸未完全散开，测量面积偏小，则分子直径的计算结果偏大，故A不符合题意； B．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，测量面积偏小，则分子直径的计算结果偏大，故B不符合题意； C．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了5滴，测量体积偏大，则分子直径的计算结果偏大，故C不符合题意； D．油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多导致油酸浓度增大，因此油膜面积偏大，则测得的分子直径将偏小，故D符合题意。故选D。 （4）根据题意1滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸体积为 数出轮廓内的方格数（不足半个的舍去，多于半个的计一个），约为140格，油膜轮廓的面积为 油酸分子的大小为 9．小明同学在“油膜法估测油酸分子大小”的实验中，具体操作如下： 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.将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上 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，根据油酸酒精溶液的浓度再计算出一滴纯油酸的体积 e.将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油酸膜的面积，根据一滴纯油酸的体积和油酸膜的面积计算出油酸分子直径的大小 (1)上述实验步骤的正确顺序是 （填写实验步骤前的序号）。 (2)实验中，小明所用油酸酒精溶液每体积溶液中有纯油酸体积，用注射器和量筒测得体积的上述溶液有n滴，则一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为 ；把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，测得油酸薄膜的面积为S，则可求得油酸分子的直径为 （用、、、n、S表示）；若根据实验得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每个小正方形格的边长为a，则油酸薄膜的面积 。 (3)小明同学通过实验得到的油酸分子的直径和查阅资料所得数据相比，测量结果偏大。可能是因为______。 A．油膜中仍然含有大量未溶解的酒精 B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开 D．用注射器和量筒测体积溶液滴数时少记录了几滴 【答案】(1)dbace (2) (3)BCD 【详解】（1）实验步骤为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，根据油酸酒精溶液的浓度再计算出一滴纯油酸的体积，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，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，将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上，将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油酸膜的面积，根据一滴纯油酸的体积和油酸膜的面积计算出油酸分子直径的大小。 上述实验步骤的正确顺序是dbace。 （2）[1]一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为 [2]油酸分子的直径为 [3]根据数格子的办法，多于半格算一格，少于半格舍去，油膜的总格数为71格，则油膜总面积为 （3）A．计算油酸分子直径的公式 油膜中含有大量未溶解的酒精，导致油膜面积测量值偏大，则油酸分子直径测量值偏小，故A错误； B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，导致油膜面积测量值偏小，则油酸分子直径测量值偏大，故B正确； C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，导致油膜面积测量值偏小，则油酸分子直径测量值偏大，故C正确； D．用注射器和量筒测体积溶液滴数时少记录了几滴，导致油酸体积测量值偏大，则油酸分子直径测量值偏大，故D正确。故选BCD。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 分层作业 题型一 油膜法测分子直径的原理和实验方法 1．在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中： (1)该实验中的理想化假设是（　　） A．将油膜看成单分子层油膜 B．不考虑相邻油酸分子的间隙 C．不考虑各油酸分子间的相互作用力 D．将油酸分子看成球形 (2)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是（　　） A．可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓 B．稀释油酸 C．有助于测量一滴油酸的体积 D．有助于油酸的颜色更透明，便于识别 (3)某老师为本实验配制油酸酒精溶液，实验室配备的器材有：面积为0.22m2的蒸发皿，滴管，量筒（50滴溶液滴入量筒，体积约1毫升），纯油酸和无水酒精若干等。已知分子直径数量级为10-10m，则该老师配制的油酸酒精溶液浓度（油酸与油酸酒精溶液的体积比）至多为 ‰（保留两位有效数字）。 2．在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中， (1)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是_________。 A．可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓 B．对油酸溶液起到稀释作用 C．有助于测量一滴油酸的体积 D．有助于油酸的颜色更透明便于识别 (2)某老师为本实验配制油酸酒精溶液，实验室配备的器材有：面积为0.22 m2的蒸发皿、滴管、量筒（50滴溶液滴入量筒体积约为1毫升）、纯油酸和无水酒精若干。已知分子直径数量级为10－10 m，为顺利完成实验，则该老师配制的油酸酒精溶液体积浓度（油酸与油酸酒精溶液的体积比）至多为 ‰（保留2位有效数字）。 (3)某实验小组算得的油酸分子直径偏小，可能是由于_________。 A．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 B．油酸酒精溶液中酒精挥发，导致油酸浓度变大 C．水面上痱子粉撒得较多，油酸未完全散开 D．求每滴溶液体积时，1 mL的溶液的滴数少计了1滴 题型二 油膜法测分子直径的实验步骤和数据处理 3．某实验小组在做“用油膜法估测分子的大小”的实验。 (1)下述实验步骤的合理顺序是_______（选填合理选项的字母序号）。 A．用公式，求出薄膜厚度，即油酸分子的大小 B．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的滴数 C．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积 D．用浅盘装入约2cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面 E．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 F．将画有油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膜的面积 (2)该实验小组做实验时，每1000mL油酸酒精溶液中有纯油酸0.24mL，用注射器测得80滴这样的溶液为1mL，一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为 mL，把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里，把玻璃板盖在浅盘上并描画出油酸膜轮廓，如图所示，数出图中轮廓内的小方格数，多于半个的算一个，不足半个的舍去，共40个小方格，图中正方形小方格的边长为1cm。根据上述数据，估测出油酸分子的直径是 m。（结果均保留两位有效数字） 4．在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： ①用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定； ②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； ③根据一滴溶液中纯油酸的体积和油膜的面积计算出油酸分子直径； ④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； ⑤往浅盘里倒入约深的水，待水面稳定后将适量的爽身粉均匀地撒在水面上。 完成下列填空： (1)上述步骤中，正确的实验步骤排列顺序是 （填写步骤前面的数字）。 (2)在实验中将油酸分子看成是球形的，所采用的方法是_______。 A．等效替代法 B．理想模型法 C．控制变量法 D．比值定义法 (3)将的油酸溶于酒精，制成的油酸酒精溶液；测得的油酸酒精溶液有50滴。现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，由此估算出油酸分子的直径为 m（结果保留一位有效数字）。 (4)某同学在实验中最终得到的结果明显偏大，可能是因为_______。 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．计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理 C．计算油膜面积时，只数了完整的方格数 D．水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开 题型三 油膜法测分子直径的误差分析 5．用油膜法估测油酸分子的大小，利用“油膜法估测分子直径”实验体现了通过对宏观量的测量来实现对微观量的间接测量的方法。 (1)甲同学配制好油酸酒精溶液，并测出一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积为V，之后又进行了下列操作，其中错误的一项是 ；其余正确操作的合理顺序是 。 A．将一滴纯油酸滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜 B．将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜 C．向浅水盘中倒入约2cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上 D．将描有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算出油酸膜的面积S，再根据估算出油酸分子的直径 E．将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸膜的轮廓画在玻璃板上 (2)乙同学在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，将6mL的油酸溶于酒精中制成的油酸酒精溶液。用注射器取适量溶液滴入量筒，测得每滴入75滴，量筒内的溶液增加1mL。用注射器把1滴这样的溶液滴入表面撒有痱子粉的浅水盘中，把玻璃板盖在浅盘上并描出油酸膜边缘轮廓，如图所示。已知玻璃板上正方形小方格的边长为1cm，则油酸膜的面积约为 。由以上数据，可估算出油酸分子的直径约为 m。（均保留两位有效数字） (3)丙同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大。出现这种情况的原因可能是________。 A．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算 B．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化 C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开 D．计算油膜面积时，不完整的方格作为完整方格处理 6．(1)图甲为“用油膜法估测分子的大小”实验中的3个步骤，先后顺序是 （用字母表示）。 (2)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每1000mL溶液中有0.6mL油酸。用注射器测得1mL上述溶液有50滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，画出油膜的形状。如图乙所示，油膜占据了136个方格，坐标纸中正方形方格的边长为1cm，按以上实验数据估测出油酸分子的直径是 m。（结果保留1位有效数字） (3)甲、乙、丙、丁四位同学分别在三个实验小组做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，但都发生了操作错误。这四位同学的错误操作导致实验测得的油酸分子直径偏小的是___________。 A．甲使用了配制好但在空气中搁置了较长时间的油酸酒精溶液 B．乙在向水面滴入油酸酒精溶液时，未发现不慎滴入了两滴油酸酒精溶液 C．丙在计算油膜面积时，把轮廓范围内不满的正方形都算成了一个 D．丁同学在水面上撒入了过多的石膏粉 7．做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。 (1)下列实验步骤的正确顺序是__________（填写实验步骤前的序号）。 A．往边长约为的浅盘里倒入约深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上 B．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 C．将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油酸膜的面积，根据油酸的体积和油酸膜的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，再根据油酸酒精溶液的浓度计算出油酸的体积 E．将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上 (2)实验中，体积为的所用油酸酒精溶液中纯油酸的体积为，用注射器和量筒测得滴上述溶液的体积为，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每个小正方形的边长为，则油酸薄膜的面积 ；可求得油酸分子的直径为 （用、、、、表示）。 (3)某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大，可能是因为__________。 A．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 B．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开 C．用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴 8．在“油膜法估测分子直径”的实验中，我们通过宏观量的测量间接计算微观量。 (1)完成本实验需要几点假设，以下假设与本实验无关的是_____； A．将油酸分子视为球形 B．油膜中分子沿直线排列 C．将油膜看成单分子层 D．油酸分子紧密排列无间隙 (2)某同学实验中先取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液，测量并计算一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积后，接着又进行了下列操作： A．将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地扩展为形状稳定的油酸薄膜 B．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算油酸薄膜的面积 C．将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸薄膜的轮廓画在玻璃板上 D．向浅盘中倒入约2cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上 以上操作的合理顺序是 （填字母代号）。 (3)某同学在用油膜法估测分子直径的实验中，计算结果明显偏小，可能是由于_____。 A．油酸未完全散开 B．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格 C．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了5滴 D．油酸酒精溶液久置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化 (4)在实验中，将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，方格纸每格边长是0.5cm，根据以上信息估测油酸分子的大小 m。（结果保留一位有效数字） 9．小明同学在“油膜法估测油酸分子大小”的实验中，具体操作如下： 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.将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上 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，根据油酸酒精溶液的浓度再计算出一滴纯油酸的体积 e.将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油酸膜的面积，根据一滴纯油酸的体积和油酸膜的面积计算出油酸分子直径的大小 (1)上述实验步骤的正确顺序是 （填写实验步骤前的序号）。 (2)实验中，小明所用油酸酒精溶液每体积溶液中有纯油酸体积，用注射器和量筒测得体积的上述溶液有n滴，则一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为 ；把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，测得油酸薄膜的面积为S，则可求得油酸分子的直径为 （用、、、n、S表示）；若根据实验得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每个小正方形格的边长为a，则油酸薄膜的面积 。 (3)小明同学通过实验得到的油酸分子的直径和查阅资料所得数据相比，测量结果偏大。可能是因为______。 A．油膜中仍然含有大量未溶解的酒精 B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开 D．用注射器和量筒测体积溶液滴数时少记录了几滴 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$