高考物理一輪精細復習 （必備基礎點撥+高考考點集結+考點專訓）實驗《用油膜法估測分子的大小》》課件

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1、一、實驗目的一、實驗目的(1)估測油酸分子的大小。估測油酸分子的大小。(2)學會間接測量微觀量的原理和方法。學會間接測量微觀量的原理和方法。二、實驗原理二、實驗原理利用油酸酒精溶液在平靜的水面上形成單分子油膜利用油酸酒精溶液在平靜的水面上形成單分子油膜(如圖實如圖實121所示所示)，將油酸分子看做球形，測出一定，將油酸分子看做球形，測出一定圖實圖實121超鏈接超鏈接體積油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面積，用體積油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面積，用dV/S計計算出油膜的厚度，其中算出油膜的厚度，其中V為一滴油酸酒精溶液中純油酸的體為一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積，積，S為油膜面積。這個厚度就近

2、似等于油酸分子的直徑。為油膜面積。這個厚度就近似等于油酸分子的直徑。 三、實驗器材三、實驗器材 清水、盛水淺盤、滴管清水、盛水淺盤、滴管(或注射器或注射器)、試劑瓶、坐標紙、試劑瓶、坐標紙、玻璃板、痱子粉玻璃板、痱子粉(或石膏粉或石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩筆。、油酸酒精溶液、量筒、彩筆。 四、實驗步驟四、實驗步驟 (1)取取1毫升毫升(1 cm3)的油酸溶于酒精中，制成的油酸溶于酒精中，制成200 毫升的毫升的油酸酒精溶液。油酸酒精溶液。 (2)往邊長約為往邊長約為30 40 cm的淺盤中倒入約的淺盤中倒入約2 cm深的水，深的水，然后將痱子粉或石膏粉均勻地撒在水面上。然后將痱子粉或石膏

3、粉均勻地撒在水面上。(4)用滴管用滴管(或注射器或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油酸向水面上滴入一滴配制好的油酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散開，形成單分子油膜。酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散開，形成單分子油膜。(5)待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將準備好的玻璃板蓋在待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將準備好的玻璃板蓋在淺盤上，用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上。淺盤上，用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上。(6)將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，算將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，算出油酸薄膜的面積。方法是計算輪廓范圍內正方形的個出油酸薄膜的面積。方法是計算輪廓范圍內正方形的個數，不足半個的舍去，多

4、于半個的算一個，把正方形的數，不足半個的舍去，多于半個的算一個，把正方形的個數乘以單個正方形的面積就是油膜的面積。個數乘以單個正方形的面積就是油膜的面積。五、數據處理五、數據處理根據上面記錄的數據，完成以下表格內容。根據上面記錄的數據，完成以下表格內容。21輪廓面積輪廓面積S輪廓內的輪廓內的小格子數小格子數量筒內增加量筒內增加1 mL溶液時的滴數溶液時的滴數實驗次數實驗次數21平均值平均值分子的大小分子的大小(m)一滴溶液中純油酸一滴溶液中純油酸的體積的體積V實驗次數實驗次數六、注意事項六、注意事項(1)油酸酒精溶液配制后不宜長時間放置，以免改變油酸酒精溶液配制后不宜長時間放置，以免改變濃度，

5、產生誤差。濃度，產生誤差。(3)痱子粉的用量不要太大，否則不易成功。痱子粉的用量不要太大，否則不易成功。(4)測測1滴油酸酒精溶液的體積時，滴入量筒中的油酸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為整毫升數，應多滴幾毫升，數出對酒精溶液的體積應為整毫升數，應多滴幾毫升，數出對應的滴數，這樣求平均值誤差較小。應的滴數，這樣求平均值誤差較小。(5)淺盤里水離盤口面的距離應較小，并要水平放置，淺盤里水離盤口面的距離應較小，并要水平放置，以便準確地畫出薄膜的形狀，畫線時視線應與板面垂直。以便準確地畫出薄膜的形狀，畫線時視線應與板面垂直。(6)要待油膜形狀穩(wěn)定后，再畫輪廓。要待油膜形狀穩(wěn)

6、定后，再畫輪廓。(7)本實驗只要求估算分子的大小，實驗結果的數本實驗只要求估算分子的大小，實驗結果的數量級符合即可。量級符合即可。(8)做完實驗后，把水從盤的一側邊緣倒出，并用做完實驗后，把水從盤的一側邊緣倒出，并用少量酒精清洗，然后用脫脂棉擦去，最后用水沖洗，少量酒精清洗，然后用脫脂棉擦去，最后用水沖洗，以保持盤的清潔。以保持盤的清潔。七、誤差分析七、誤差分析(1)油酸酒精溶液配制后長時間放置，溶液的濃度會油酸酒精溶液配制后長時間放置，溶液的濃度會改變，會給實驗帶來較大誤差。改變，會給實驗帶來較大誤差。(2)純油酸體積的計算誤差。純油酸體積的計算誤差。(3)油膜面積的測量誤差油膜面積的測量誤

7、差油膜形狀的畫線誤差；油膜形狀的畫線誤差；數格子法本身是一種估算的方法，自然會帶來誤差。數格子法本身是一種估算的方法，自然會帶來誤差。實驗原理與操作實驗原理與操作例例1(2011全國高考全國高考)在在“油膜法估測油酸分子的油膜法估測油酸分子的大小大小”實驗中，有下列實驗步驟：實驗中，有下列實驗步驟：往邊長約為往邊長約為40 cm的淺盤里倒入約的淺盤里倒入約2 cm深的水，待深的水，待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上。水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上。用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形狀穩(wěn)定。面上，待薄膜形狀穩(wěn)定。將

8、畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標紙上，計算將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標紙上，計算出油膜的面積，根據油酸的體積和面積計算出油酸分子出油膜的面積，根據油酸的體積和面積計算出油酸分子直徑的大小。直徑的大小。用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內每增加一定體積時的滴數，由滴入量筒中，記下量筒內每增加一定體積時的滴數，由此計算出一滴油酸酒精溶液的體積。此計算出一滴油酸酒精溶液的體積。將玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的形狀用彩筆將玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上。描繪在玻璃板上。完成下列填空：完成下列填空：(1)上述

9、步驟中，正確的順序是上述步驟中，正確的順序是_。(填寫步驟填寫步驟前面的數字前面的數字)(2)將將1 cm3的油酸溶于酒精，制成的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒的油酸酒精溶液；測得精溶液；測得1 cm3的油酸酒精溶液有的油酸酒精溶液有50滴?，F取一滴該滴?，F取一滴該油酸酒精溶液滴在水面上，測得所形成的油膜的面積是油酸酒精溶液滴在水面上，測得所形成的油膜的面積是0.13 m2.由此估算出油酸分子的直徑為由此估算出油酸分子的直徑為_m。(結果結果保留保留1位有效數字位有效數字)解析解析(1)根據實驗原理易知操作步驟正確的順序根據實驗原理易知操作步驟正確的順序為；為；答案答案(1)(2)5

10、1010題組演練題組演練1“用油膜法估測分子的大小用油膜法估測分子的大小”實驗的科學依據是實驗的科學依據是()A將油酸形成的膜看成單分子油膜將油酸形成的膜看成單分子油膜B不考慮各油酸分子間的間隙不考慮各油酸分子間的間隙C考慮了各油酸分子間的間隙考慮了各油酸分子間的間隙D將油酸分子看成球形將油酸分子看成球形答案：答案：ABD2一滴油酸酒精溶液含質量為一滴油酸酒精溶液含質量為m的純油酸，滴在液面的純油酸，滴在液面上擴散后形成的最大面積為上擴散后形成的最大面積為S。已知純油酸的摩爾。已知純油酸的摩爾質量為質量為M、密度為、密度為，阿伏加德羅常數為，阿伏加德羅常數為NA，下列，下列表達式中正確的有表達

11、式中正確的有 ()答案：答案：BC3利用油膜法估測油酸分子的大小，實驗器材有：濃利用油膜法估測油酸分子的大小，實驗器材有：濃度為度為0.05%(體積分數體積分數)的油酸酒精溶液、最小刻度為的油酸酒精溶液、最小刻度為0.1 mL的量筒、盛有適量清水的規(guī)格為的量筒、盛有適量清水的規(guī)格為30 cm40 cm的淺盤、痱子粉、橡皮頭滴管、玻璃板、彩筆、的淺盤、痱子粉、橡皮頭滴管、玻璃板、彩筆、坐標紙。坐標紙。(1)下面是實驗步驟，請?zhí)顚懰钡牟襟E下面是實驗步驟，請?zhí)顚懰钡牟襟EC。A用滴管將濃度為用滴管將濃度為0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下滴入地滴入量筒中，記下

12、滴入1 mL油酸酒精溶液時的滴油酸酒精溶液時的滴數數N；B將痱子粉均勻地撒在淺盤內的水面上，用滴管吸取將痱子粉均勻地撒在淺盤內的水面上，用滴管吸取濃度為濃度為0.05%的油酸酒精溶液，從靠近水面處向淺盤中的油酸酒精溶液，從靠近水面處向淺盤中央一滴一滴地滴入油酸酒精溶液，直到油酸薄膜有足夠央一滴一滴地滴入油酸酒精溶液，直到油酸薄膜有足夠大的面積且不與器壁接觸為止，記下滴入的滴數大的面積且不與器壁接觸為止，記下滴入的滴數n；C_；D將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，以坐將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，以坐標紙上邊長為標紙上邊長為1 cm的正方形為單位，計算輪廓內正方形的正方形為單位，

13、計算輪廓內正方形的個數，算出油酸薄膜的面積的個數，算出油酸薄膜的面積S。(2)用已給的和測得的物理量表示單個油酸分子的大小用已給的和測得的物理量表示單個油酸分子的大小_(單位：單位：cm)。解析：解析：(1)待薄膜形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，待薄膜形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上。用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上。答案：見解析答案：見解析數據處理與誤差分析數據處理與誤差分析例例2在在“用油膜法估測分子大小用油膜法估測分子大小”實驗中所用的實驗中所用的油酸酒精溶液的濃度為油酸酒精溶液的濃度為1 000 mL溶液中有純油酸溶液中有純油酸0.6 mL，用注射器

14、測得用注射器測得1 mL上述溶液為上述溶液為80滴，把滴，把1滴該溶液滴入滴該溶液滴入盛水的淺盤內，讓油膜在水面上盡可能散開，測得油酸盛水的淺盤內，讓油膜在水面上盡可能散開，測得油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖實薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖實122所示，圖中每一所示，圖中每一小方格的邊長為小方格的邊長為1 cm，試求：，試求：圖實圖實122(1)油酸薄膜的面積是油酸薄膜的面積是_cm2；(2)實驗測出油酸分子的直徑是實驗測出油酸分子的直徑是_m；(結果保留兩位有效數字結果保留兩位有效數字)(3)實驗中為什么要讓油膜盡可能散開？實驗中為什么要讓油膜盡可能散開？解析解析(1)舍去不足半格的，多于半格的算一

15、格，數舍去不足半格的，多于半格的算一格，數一下共有一下共有114(113115)個；一個小方格的面積個；一個小方格的面積S0L21 cm2，所以面積所以面積S1141 cm2114 cm2。(3)讓油膜盡可能散開，是為了讓油膜在水面上形成讓油膜盡可能散開，是為了讓油膜在水面上形成單分子油膜。單分子油膜。答案答案(1)114(113115)都對都對(2)6.61010(3)這樣做的目的是讓油膜在水面上形成單分子油膜這樣做的目的是讓油膜在水面上形成單分子油膜題組演練題組演練4某學生在做某學生在做“用油膜法估測分子的大小用油膜法估測分子的大小”的實驗時，的實驗時，計計算結果偏大，可能是由于算結果偏大

16、，可能是由于 ()A油酸未完全散開油酸未完全散開B油酸溶液濃度低于實際值油酸溶液濃度低于實際值C計算油膜面積時，舍去了所有不足一格的方格計算油膜面積時，舍去了所有不足一格的方格D求每滴體積時，求每滴體積時，1 mL的溶液的滴數多記了的溶液的滴數多記了10滴滴答案：答案：AC5(2012江蘇三校聯考江蘇三校聯考)將將1 mL的純油酸配成的純油酸配成500 mL的油酸酒的油酸酒精溶液，待均勻溶解后，用滴管向量筒內滴加精溶液，待均勻溶解后，用滴管向量筒內滴加200滴上述溶滴上述溶液，量筒中的溶液體積增加了液，量筒中的溶液體積增加了 1 mL，則每滴油酸酒精溶液，則每滴油酸酒精溶液體積為體積為_mL。

17、現在讓其中一滴落到盛水的淺盤內，?，F在讓其中一滴落到盛水的淺盤內，待油膜充分展開后，測得油膜的面積為待油膜充分展開后，測得油膜的面積為200 cm2，則估算油，則估算油酸分子的直徑是酸分子的直徑是_m(保留一位有效數字保留一位有效數字)。解析：將解析：將1 mL的純油酸配成的純油酸配成 500 mL的油酸酒精溶液，油的油酸酒精溶液，油酸濃度為酸濃度為1/500，每滴油酸酒精溶液的體積為，每滴油酸酒精溶液的體積為1/200 mL0.005 mL。含純油酸體積為。含純油酸體積為V0.005 mL1/500105mL，由由VSd解得油酸分子的直徑是解得油酸分子的直徑是d51010m。答案：答案：0.

18、00551010答案：答案：1101 m27.油酸酒精溶液的濃度為每油酸酒精溶液的濃度為每1 000 mL油酸酒油酸酒精溶液中有油酸精溶液中有油酸0.6 mL，現用滴管向量，現用滴管向量筒內滴加筒內滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液滴上述溶液，量筒中的溶液體積增加了體積增加了1 mL，若把一滴這樣的油酸，若把一滴這樣的油酸酒精溶液滴入足夠大盛水的淺盤中，由于酒精溶于水，酒精溶液滴入足夠大盛水的淺盤中，由于酒精溶于水，油酸在水面展開，穩(wěn)定后形成的油膜的形狀如圖實油酸在水面展開，穩(wěn)定后形成的油膜的形狀如圖實123所示。若每一小方格的邊長為所示。若每一小方格的邊長為25 mm，試問：，試問：圖實圖實1

19、23(1)這種估測方法是將每個油酸分子視為這種估測方法是將每個油酸分子視為_模型，讓油模型，讓油酸盡可能地在水面上散開，則形成的油膜可視為酸盡可能地在水面上散開，則形成的油膜可視為_油膜，油膜，這層油膜的厚度可視為油酸分子的這層油膜的厚度可視為油酸分子的_。圖實。圖實123中中油酸膜的面積為油酸膜的面積為_m2；每一滴油酸酒精溶液中含有純；每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸體積是油酸體積是_m3；根據上述數據，估測出油酸分子的；根據上述數據，估測出油酸分子的直徑是直徑是_m。(結果保留兩位有效數字結果保留兩位有效數字)(2)某同學在實驗過程中，在距水面約某同學在實驗過程中，在距水面約2 cm的位置將一滴油酸的位置將一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，實驗時觀察到，油膜的面積會先酒精溶液滴入水面形成油膜，實驗時觀察到，油膜的面積會先擴張后又收縮了一些，這是為什么呢？擴張后又收縮了一些，這是為什么呢？請寫出你分析的原因：請寫出你分析的原因：_。答案：答案：(1)球體單分子直徑球體單分子直徑4.41021.210112.71010(2)主要有兩個原因：水面受到落下油滴的沖擊，先主要有兩個原因：水面受到落下油滴的沖擊，先陷下后又恢復水平，因此油膜的面積擴張；油酸酒精陷下后又恢復水平，因此油膜的面積擴張；油酸酒精溶液中的酒精揮發(fā)，使液面收縮溶液中的酒精揮發(fā)，使液面收縮