Question

20．“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)的方法及步驟如下：
①向體積V_油=1mL的油酸中加酒精，直至總量達(dá)到V_總=500mL；
②用注射器吸�、僦信渲坪玫木凭�油酸溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，當(dāng)?shù)稳雗=100滴時(shí)，測(cè)得其體積恰好是V₀=1mL；
③先往邊長(zhǎng)為30cm～40cm的淺盤(pán)里倒入2cm深的水，然后將痱子粉均勻撒在水面上；
④用注射器往水面上滴一滴酒精油酸溶液，待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將事先準(zhǔn)備好的玻璃板放在淺盤(pán)上，并在玻璃板上描下油酸膜的形狀；
⑤將畫(huà)有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，如圖所示，數(shù)出輪廓范圍內(nèi)小方格的個(gè)數(shù)N，小方格的邊長(zhǎng)l=20mm．
根據(jù)以上信息，回答下列問(wèn)題：
（1）下列說(shuō)法中正確的是A
A．單分子油膜的厚度被認(rèn)為等于油分子的直徑
B．實(shí)驗(yàn)時(shí)用油酸酒精溶液滴入水面，由于油酸中含有酒精會(huì)造成誤差
C．實(shí)驗(yàn)中數(shù)油膜輪廓內(nèi)的正方形格數(shù)時(shí)，不足一格的應(yīng)全部舍去
D．處理數(shù)據(jù)時(shí)將一滴油酸酒精溶液的體積除以油膜面積就算得油酸分子的直徑
（2）1滴酒精油酸溶液中純油酸的體積V′是2.0×10^-5mL；
（3）油酸分子直徑是4.4×10^-10m．（保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 明確用“油膜法”估測(cè)分子大小的實(shí)驗(yàn)原理：認(rèn)為油酸分子是緊密排列的，而且形成的油膜為單分子油膜，然后用每滴油酸酒精溶液所含油酸體積除以油膜面積得出的油膜厚度即為油酸分子直徑．
在油膜法估測(cè)分子大小的實(shí)驗(yàn)中，讓一定體積的純油酸滴在水面上形成單分子油膜，估算出油膜面積，從而求出分子直徑，掌握估算油膜面積的方法：所圍成的方格中，面積超過(guò)一半按一半算，小于一半的舍去．

解答 解：（1）A、油膜為單分子緊密排列的，因此單分子油膜的厚度被認(rèn)為是油酸分子的直徑，故A正確；
B、即使油酸中含有酒精，但卻求出了油酸酒精溶液濃度，因此不會(huì)造成誤差，故B錯(cuò)誤；
C、實(shí)驗(yàn)中數(shù)油膜輪廓內(nèi)的正方形格數(shù)時(shí)，不足半格的應(yīng)全部舍去，大于半格的算一格，故C錯(cuò)誤；
D、一滴油酸酒精溶液的體積并非為油酸體積，要根據(jù)油酸酒精溶液中所含油酸的比例，求出所含油酸體積，故D錯(cuò)誤．
（2）1滴酒精油酸溶液中含油酸的體積：
V=$\frac{1}{500}×\frac{1}{100}$ ml=2.0×10^-5 ml；
（3）由于每格邊長(zhǎng)為20mm，則每一格就是4×10^-4m² ，估算油膜面積以超過(guò)半格以一格計(jì)算，小于半格就舍去的原則，估算出113格，
則油酸薄膜面積為：S=113×4×10^-4m² =4.5×10^-2 m²；
由于分子是單分子緊密排列的，因此分子直徑為：
d=$\frac{V}{S}$=$\frac{2×1{0}^{-5}×1{0}^{-6}}{4.5×1{0}^{-2}}$m=4.4×10^-10 m
故答案為：（1）A；（2）2.0×10^-5；（3）4.4×10^-10．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了用“油膜法”估測(cè)分子直徑大小的實(shí)驗(yàn)，正確解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的前提是明確實(shí)驗(yàn)原理．
掌握該實(shí)驗(yàn)的原理是解決問(wèn)題的關(guān)鍵，該實(shí)驗(yàn)中以油酸分子呈球型分布在水面上，且一個(gè)挨一個(gè)，從而可以由體積與面積相除求出油膜的厚度，從而求出分子直徑．