2019版高考物理一輪復(fù)習 實驗增分 專題13 用油膜法估測分子的大小學案

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1、 實驗十三　用油膜法估測分子的大小 考綱要求 考情分析 命題趨勢 用油膜法估測分子的大小 近五年未出現(xiàn)高考題 高考對本實驗的考查主要側(cè)重于以下三個方面：1.實驗原理的理解；2.“數(shù)格法”估算面積的應(yīng)用；3.實驗數(shù)據(jù)處理和誤差分析 知識梳理·夯實基礎(chǔ) 一、原理與操作 二、注意事項 (1)油酸酒精溶液配制后不宜長時間放置，以免濃度改變，產(chǎn)生誤差． (2)油酸酒精溶液的濃度以小于為宜． (3)痱子粉的用量不要太大，否則不易成功． (4)測1滴油酸酒精溶液的體積時，滴入量筒中的油酸酒精溶液的體積應(yīng)為整毫升數(shù)，應(yīng)多滴幾毫升，數(shù)出對應(yīng)的滴數(shù)，這樣求平均值誤差較?。?

2、 (5)淺盤里水離盤口面的距離應(yīng)較小，并要水平放置，以便準確地畫出薄膜的形狀，畫線時視線應(yīng)與板面垂直． (6)要待油膜形狀穩(wěn)定后，再畫輪廓． (7)本實驗只要求估算分子的大小，實驗結(jié)果的數(shù)量級符合即可． 三、誤差分析 (1)純油酸體積的計算引起誤差； (2)油膜形狀的畫線誤差； (3)數(shù)格子法本身是一種估算的方法，自然會帶來誤差． 核心考點·分層突破 考點1　原驗原理 [例1]在“用油膜法估測分子的大小”實驗中， (1)(多選)該實驗中的理想化假設(shè)是(　ABD　) A．將油膜看成單分子層油膜 B．不考慮各油酸分子間的間隙 C．不考慮各油酸分子間的相互作用力 D．將油

3、酸分子看成球形 (2)實驗中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是(　B　) A．可使油酸和痱子粉之間形成清晰的邊界輪廓 B．對油酸溶液起到稀釋作用 C．有助于測量一滴油酸的體積 D．有助于油酸的顏色更透明便于識別 (3)某老師為本實驗配制油酸酒精溶液，實驗室配備的器材有：面積為0.22 m2的蒸發(fā)皿、滴管、量筒(50滴溶液滴人量筒體積約為1毫升)、純油酸和無水酒精若干．已知分子直徑數(shù)量級為10－10 m，則該老師配制的油酸酒精溶液濃度(油酸與油酸酒精溶液的體積比)至多為__1.1__‰(保留兩位有效數(shù)字)． 解析　(1)計算分子直徑是根據(jù)體積與面積之比，所以需將油膜看成單分子

4、層油膜，不考慮各油酸分子間的間隙，將油酸分子看成球形，故選項A、B、D正確． (2)實驗中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是對油酸起到稀釋作用，酒精稀釋油酸是為了進一步減小油酸的面密度，使油酸分子盡可能的少在豎直方向上重疊，更能保證其形成單層分子油膜，也就是為了減小系統(tǒng)誤差． (3)根據(jù)題意可得＝0.22，解得x＝0.001 1，所以千分比為1.1‰． 考點2　實驗數(shù)據(jù)處理 [例2]油酸酒精溶液的濃度為每10 000 mL油酸酒精溶液中有油酸6 mL，用滴管向量筒內(nèi)滴75滴上述溶液，量筒中的溶液體積增加1 mL.若把一滴這樣的溶液滴入盛水的淺盤中，由于酒精溶于水，油酸在水面展開，

5、穩(wěn)定后形成的單分子油膜的形狀如圖所示． (1)若每一小方格的邊長為10 mm，則油酸薄膜的面積為__1.15×10－2__m2； (2)每一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積為__8×10－12__m3； (3)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估算出油酸分子的直徑為__7×10－10__m.(保留一位有效數(shù)字) 解析　(1)從題圖中數(shù)出方格數(shù)約為115個，則油酸薄膜的面積為115×1 cm2＝1.15×10－2 m2；(2)每一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積為＝8×10－12 m3；(3)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估算出油酸分子的直徑d＝＝ m≈7×10－10 m． 對應(yīng)演練·遷移運用 1．(多選)某學生在做“

6、用油膜法估測分子的大小”的實驗中，計算結(jié)果偏大，可能是由于(　AC　) A．油酸未完全散開 B．油酸中含有大量酒精 C．計算油膜面積時，舍去了所有不足一格的方格 D．求每滴體積時，1 mL的溶液的滴數(shù)多記了10滴 解析　由d＝可知，選項A、C正確；油酸中含酒精，酒精能揮發(fā)，對實驗結(jié)果無影響，選項B錯誤；求每滴體積時，1 mL溶液的滴數(shù)多記了10滴，故d偏小，選項D錯誤． 2．某油劑的密度為0.8×103 kg/m3，取這種油劑0.8 g滴在水面上，最后形成的油膜的最大面積約為(　B　) A．10－10 m2 B．104 m2 C．1010 cm2 D．104 cm2 解析　S

7、＝＝ m2＝1×104 m2，故選項B正確． 3．關(guān)于將油膜形狀畫在玻璃板上的步驟，下列說法正確的是(　B　) A．滴上油酸后在油膜擴散到最大面積時畫 B．滴上油酸后等油酸形狀穩(wěn)定后盡快畫 C．等的時間越長越好 D．隨便什么時候畫都行 解析　油酸酒精溶液在滴入水中后由于表面張力的作用會擴散，剛開始時由于油膜中有酒精，所以面積較大，酒精溶于水后會很快揮發(fā)，油膜面積又會縮小，此后有一段時間，油膜形狀處于穩(wěn)定狀態(tài)，測油膜面積應(yīng)該在這段時間內(nèi)測，所以選項A錯誤，選項B正確；如果等的時間過長，則油膜的形狀會發(fā)生變化，痱子粉所形成的包圍圈會逐漸破裂，無法再測，所以選項C、D錯誤． 4．用油膜

8、法測出油酸分子的直徑后，要測定阿伏加德羅常數(shù)，還需要知道油酸的(　B　) A．摩爾質(zhì)量 B．摩爾體積 C．質(zhì)量 D．體積 解析　設(shè)一個油酸分子體積為V，則V＝π()3，由NA＝可知，要測定阿伏加德羅常數(shù)，還需知道油酸的摩爾體積，故選項B正確． 5．(1)在做“用油膜法估測分子的大小”的實驗時，已經(jīng)準備的器材有：油酸酒精溶液、滴管、淺盤和水、玻璃板、彩筆，要完成本實驗，還欠缺的器材有__量筒、痱子粉、坐標紙__． (2)在用油膜法估測分子大小的實驗中，在哪些方面作了理想化的假設(shè)：__將油膜看成單分子油膜，將油酸分子看作球形，認為油酸分子是一個緊挨一個的__；實驗中滴在水面的是油酸酒精溶

9、液而不是純油酸，且只能滴一滴，這是因為__純油酸粘滯力較大，直接測量體積時誤差太大__；在將油酸酒精溶液滴向水面前，要先在水面上均勻撒些痱子粉，這樣做是為了__界定油膜大小的邊界__． (3)如圖甲所示的四個圖反映“用油膜法估測分子的大小”實驗中的四個步驟，將它們按操作先后順序排列應(yīng)是__dacb__.(用符號表示) 甲 (4)在做“用油膜法估測分子大小”的實驗中，已知實驗室中使用的油酸酒精溶液的體積濃度為A，又用滴管測得N滴這種油酸酒精溶液的總體積為V，將一滴這種溶液滴在淺盤中的水面上，在玻璃板上描出油膜的邊界線，再把玻璃板放在畫有邊長為a的正方形小格的紙上，如圖乙所示，測得油膜占有的小正方形個數(shù)為X． ①用以上字母表示油酸分子直徑的大小d＝！?。　　?##． ②從圖中數(shù)得油膜占有的小正方形個數(shù)為X＝__55__． 5