Question

1．在研究分子模型時(shí)，把相同體積的水和酒精充分混合，發(fā)現(xiàn)混合后的總體積小于混合前兩液體的體積之和．為了確定減小的體積和酒精含量的關(guān)系，學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了如下探究：

A．把一端封口的細(xì)玻璃管固定在米尺上，封口端和零刻度線對(duì)齊；
B．在玻璃管中注入一定體積的水，讀出水面的刻度L₁；
C．然后快速注入酒精到100cm刻度線；
D．封閉管口，將玻璃管反復(fù)翻轉(zhuǎn)，使水和酒精充分混合，讀出液面的刻度L．
（1）水和酒精充分混合后的總體積減小，這一現(xiàn)象表明C
A．分子間有引力 B．分子間有斥力
C．分子間有空隙 D．分子是運(yùn)動(dòng)的
（2）學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)，測(cè)出水柱的長(zhǎng)度L₁和混合后液柱的總長(zhǎng)度L，并計(jì)算出混合后酒精質(zhì)量的含量β和液柱減小的長(zhǎng)度△L．部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	水柱長(zhǎng)度L1/cm	混合后液柱的長(zhǎng)度L/cm	液柱減小的長(zhǎng)度△L/cm	酒精質(zhì)量的含量β/%
1	76.2	98.1	1.9	20
2		96.8	3.2	40
3	44.0	96.4	3.6
4	35.0	97.4		60
5	16.7	98.4	1.6	80

①第2次實(shí)驗(yàn)水面對(duì)刻度如圖1所示，讀出水面的刻度55.0cm．根據(jù)試題中信息，計(jì)算第3次實(shí)驗(yàn)后酒精質(zhì)
量的含量為50%；第4次實(shí)驗(yàn)液柱減小的長(zhǎng)度為2.6cm．（酒精密度0.8g/cm³）
②根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)趫D2坐標(biāo)系中描點(diǎn)作出△L-β的關(guān)系圖線．由圖線可知，在水和酒精混合前的總體積相同的前提下，混合后的體積減小量（△L）隨著酒精質(zhì)量含量（β）的增大而先增大后減�。�

Answer 1

分析 （1）物質(zhì)是由大量分子組成的，分子體積小，組成物體的分子間存在間隙；
（2）①使用刻度尺時(shí)要明確其分度值，起始端從0開(kāi)始，讀出末端刻度值，就是物體的長(zhǎng)度；
起始端沒(méi)有從0刻度線開(kāi)始的，要以某一刻度線為起點(diǎn)，讀出末端刻度值，減去起始端所對(duì)刻度即為物體長(zhǎng)度，注意刻度尺要估讀到分度值的下一位；
設(shè)細(xì)玻璃管的橫截面積為S，根據(jù)密度公式分別表示出水柱和酒精柱的質(zhì)量，利用β=$\frac{{m}_{酒精}}{{m}_{水}+{m}_{酒精}}$×100%求出第3次實(shí)驗(yàn)后酒精質(zhì)量的含量；
用100cm減去混合后液柱的長(zhǎng)度即為液柱減小的長(zhǎng)度△L；
②將表中的數(shù)據(jù)分別描點(diǎn)，然后用平滑的曲線將其連接起來(lái)即可得出△L-β的關(guān)系圖線；
根據(jù)圖線可知，在水和酒精混合前的總體積相同的前提下，混合后的體積減小量（△L）隨著酒精質(zhì)量含量（β）的變化規(guī)律．

解答 解：（1）酒精和水都是由分子構(gòu)成的物質(zhì)，它們的分子之間都存在一定的間隔．
當(dāng)把酒精和水混合以后，兩種分子不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，兩種物質(zhì)的分子相互穿插滲透，
進(jìn)入彼此的分子間隔，所以總體積會(huì)小于二者的體積之和，故選C；
（2）①由圖1可知，刻度尺的分度值為1cm，
則第2次實(shí)驗(yàn)水面水面的刻度55.0cm．
設(shè)細(xì)玻璃管的橫截面積為S，
水柱的質(zhì)量m_水=ρ_水V_水=ρ_水SL₁，
酒精柱的質(zhì)量m_酒精=ρ_酒精V_酒精=ρ_酒精SL₂，
則酒精質(zhì)量的含量：
β=$\frac{{m}_{酒精}}{{m}_{水}+{m}_{酒精}}$×100%=$\frac{{ρ}_{酒精}S{L}_{2}}{{ρ}_{水}S{L}_{1}+{ρ}_{酒精}S{L}_{2}}$×100%=$\frac{{ρ}_{酒精}{L}_{2}}{{ρ}_{水}{L}_{1}+{ρ}_{酒精}{L}_{2}}$×100%，
由表格數(shù)據(jù)可知，第3次實(shí)驗(yàn)水柱長(zhǎng)度L₁=44.0cm，
酒精柱的長(zhǎng)度L₂=100cm-44.0cm=56.0cm，
代入上式可解得：β≈50%．
第4次實(shí)驗(yàn)液柱減小的長(zhǎng)度為：
△L=100cm-97.4cm=2.6cm．
②將表中的數(shù)據(jù)（1.9，20）、（3.2，40）、（3.6，50）、（2.6，60）、（1.6，80）在圖2坐標(biāo)系中描點(diǎn)連線如圖所示：

由圖線可知，在水和酒精混合前的總體積相同的前提下，混合后的體積減小量（△L）隨著酒精質(zhì)量含量（β）的增大而先增大后減�。�
故答案為：（1）C；（2）①55.0；50；2.6；②見(jiàn)上圖；先增大后減小．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道實(shí)驗(yàn)探究題，涉及到分子動(dòng)理論的內(nèi)容等知識(shí)，關(guān)鍵要理解酒精質(zhì)量的含量并得出其質(zhì)量含量的表達(dá)式，對(duì)學(xué)生的推理能力及分析處理數(shù)據(jù)能力要求較高，有一定的難度．