《2019版新高考物理大一輪復(fù)習(xí)課件:實(shí)驗(yàn)十三 用油膜法估測分子的大小》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2019版新高考物理大一輪復(fù)習(xí)課件:實(shí)驗(yàn)十三 用油膜法估測分子的大?。?9頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、實(shí)驗(yàn)十三 用油膜法估測分子的大小 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?(1)用油膜法估測分子的大小 (2)加深對分子動理論基本內(nèi)容的理解 (3)學(xué)會間接測量微觀量的方法 實(shí)驗(yàn)原理 油酸 單分子 酒精 實(shí)驗(yàn)采用使_在水面上形成一層_油膜的方法 估測分子的大小把一滴用_稀釋過的油酸滴在水面上時, 油酸就在水面上散開,其中的酒精溶于水,并很快揮發(fā),在水 面上形成如圖 S13-1 所示形狀的一個_油膜,實(shí)驗(yàn)中如 果算出一定體積的油酸在水面上形成的單分子油膜的_, 即可算出油酸分子的大小 面積 圖S13-1 單分子 實(shí)驗(yàn)器材 配制好的_、淺盤、痱子粉(或石膏粉)、注射 器(或滴管)、量筒、_、彩筆、_ 實(shí)驗(yàn)過程 油酸酒
2、精溶液 玻璃板 坐標(biāo)紙 實(shí)驗(yàn)步驟 (1)取 1 mL(1 cm3)油酸溶于酒精中,制成 200 mL 的油酸酒 精溶液 n (2)用滴管(或注射器)向量筒中滴入_滴配制好的油酸 酒精溶液,使這些溶液的體積恰好為 1 mL,算出每滴油酸酒精 溶液的體積 V0_ mL 1 n (3)往邊長約為 3040 cm 的淺盤中倒入約 2 cm 深的水,然 后將_或_均勻地撒在水面上 (4)用滴管(或注射器)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_ (5)待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后,將一塊較大的玻璃板蓋在淺盤 上,用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上 (6)將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放
3、在坐標(biāo)紙上,算出油酸 薄膜的_ 痱子粉 石膏粉 單分子油膜 面積 (7) 根據(jù)油酸酒精溶液的濃度,算出一滴溶液中純油酸的 _,根據(jù)一滴溶液中油酸的體積 V 和薄膜的面積 S,算 出油酸薄膜的厚度_,即為油酸分子的直徑比較算出 的分子直徑,若其數(shù)量級(單位為 m)不是 1010,則思考實(shí)驗(yàn)過 程是否有誤,并重做實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證 注意事項(xiàng) 體積 V d V S (1)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)檢查方盤是否干凈 (2)方盤中的水應(yīng)保持穩(wěn)定狀態(tài),最好靜置一段時間,痱子 粉均勻撒在水面上 (3)向水面滴油酸酒精溶液時,針尖應(yīng)豎直、靠近水面,如 果離水面太高,可能無法形成油膜最好在 1 cm 高左右 (4)計(jì)算油膜面積時,以坐
4、標(biāo)紙上方格的數(shù)目來計(jì)算,不足 半個的舍去,多于半個的算 1 個 實(shí)驗(yàn)分析 誤差分析 (1)油酸酒精溶液的配制體積比不準(zhǔn)確 (2)測定每一滴油酸酒精溶液的體積時造成誤差 (3)計(jì)算油膜面積時采用正方形坐標(biāo)紙“數(shù)格子法”,會造 成誤差 【基礎(chǔ)檢測】 (2016 年湖北孝感二模) 在“用油膜法估測分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中,用注射器將一 滴油酸酒精溶液滴入盛水的淺盤里,待水面穩(wěn)定后,將玻璃板 放在淺盤上,在玻璃板上描出油膜的輪廓,隨后把玻璃板放在 坐標(biāo)紙上,其形狀如圖 S13-2 所示,坐標(biāo)紙上正 方形小方格的邊長為 10 mm,該油酸膜的面積 是_m2;若一滴油酸酒精溶液中含有純 油酸的體積是 4106
5、 mL,則油酸分子的直徑 是_m(計(jì)算結(jié)果保留 1 位有效數(shù)字) 圖 S13-2 解析:正方形小方格的個數(shù)約為 80 個,油膜面積 S801 cm28103 m2 油酸分子的直徑 dVS410128103 m51010 m. 答案:8103 51010 考點(diǎn) 用油膜法估測分子的大小 重點(diǎn)歸納 1油酸酒精溶液的濃度以小于 1 1000 為宜 2實(shí)驗(yàn)前,必須把所有的實(shí)驗(yàn)用具擦洗干凈,實(shí)驗(yàn)時吸取 油酸、酒精和溶液的移液管要分別專用,不能混用否則會增 大誤差,影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果 3痱子粉和油酸用量都不能太多,否則不易成功,撒痱子 粉時一定要均勻 4待測油酸面先擴(kuò)散后收縮,要在穩(wěn)定后再畫輪廓擴(kuò)散 后又收縮有兩
6、個原因:一是水面受油酸滴沖擊后的恢復(fù);二是 酒精揮發(fā)后液面收縮 5本實(shí)驗(yàn)只要求估算分子大小,實(shí)驗(yàn)結(jié)果的數(shù)量級符合要 求(1010 m)即可 典例剖析 例題:油酸的分子式為 C17H33COOH,它的一個分子可以看成由兩部分組成:一部分是 C17H33,另一部分是COOH,COOH 對水有很強(qiáng)的親和力當(dāng)把一滴用酒精稀釋過的油酸滴在水面上時,油酸就在水面上散開,其中的酒精溶于水中,并很快揮發(fā)油酸中 C17H33部分冒出水面,而COOH 部分留在水中,油酸分子就直立在水面上,形成一個單分子油膜 現(xiàn)有按酒精與油酸的體積比為 mn(mn)配制好的油酸酒精溶液置于容器中,還有一個充入約 2 cm 深水的淺
7、盤,一支滴管,一個量筒 請補(bǔ)充下述估測分子大小的實(shí)驗(yàn)步驟: (1)_( 需測量的物理量自己用字 母表示) (2)用滴管將一滴油酸酒精溶液滴入淺盤,待油酸薄膜穩(wěn)定 后,將薄膜輪廓描繪在坐標(biāo)紙上,如圖 S13-3 所示(已知坐標(biāo) 紙上每個小方格面積為 S,求油膜面積時,半 個以上方格面積記為 S,不足半個舍去)則油 膜面積為_ (3) 估算油酸分子直徑的表達(dá)式 為 d _. 圖 S13-3 解析:根據(jù)“油酸分子就直立在水面上,形成一個單分子油膜”即可用油膜法粗測分子直徑 “體積比為 mn 配制好的油酸酒精溶液”,從而意識到要按比例算出油酸的體積又考慮到要提高精確度,而測一滴油酸酒精溶液很難精確測量
8、,應(yīng)想到微小量放大原理,進(jìn)而回答此題第一問“用滴管向量筒內(nèi)加注 N 滴油酸酒精溶液,讀出其體積 V”, 則此 N 滴油酸酒精溶液含有油酸的體積為nmnV 題中指出用滴管將一滴油酸酒精溶液滴入淺盤,因此一滴溶液中純油酸的體積為nmnVN 答案:(1)用滴管向量筒內(nèi)加注 N 滴油酸酒精溶液,讀出其體積 V (2)8S (3)nV8NSmn 【考點(diǎn)練透】 1(2016 年湖北三校聯(lián)考)在“用油膜法估測油酸分子的大 小”實(shí)驗(yàn)中,有下列實(shí)驗(yàn)步驟: 往邊長約為 40 cm 的淺盤里倒入約 2 cm 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 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
9、膜形狀穩(wěn)定 將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標(biāo)紙上,計(jì)算出油膜 的面積,根據(jù)油酸的體積和面積計(jì)算出油酸分子直徑的大小 用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量 筒中,記下量筒內(nèi)每增加一定體積時的滴數(shù),由此計(jì)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描繪在 玻璃板上 完成下列填空: (1)上述步驟中,正確的順序是_(填寫步驟前面的 數(shù)字) (2)將 1 cm3 的油酸溶于酒精,制成 300 cm3 的油酸酒精溶 液,測得 1 cm3 的油酸酒精溶液有 50 滴現(xiàn)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 0.13 m2.由此估算 出油酸分子的直
10、徑為_m(計(jì)算結(jié)果保留 1 位有效數(shù)字) 解析:(1)依據(jù)實(shí)驗(yàn)順序,首先配置混合溶液,然后在淺盤中放水和痱子粉,將一滴溶液滴入淺盤中,將玻璃板放在淺盤上獲取油膜形狀,最后用已知邊長的坐標(biāo)紙上的油膜形狀來計(jì)算油膜的總面積,故正確的操作順序?yàn)椋?(2)一滴油酸酒精溶液中油酸的體積為 V1 cm330050SD,其中 S0.13 m2,故油酸分子直徑 DVS1106 m3300500.13 m251010 m. 答案:(1) (2)51010 2(2017 年濟(jì)南模擬)在“用油膜法估測分子的大小”的實(shí) 驗(yàn)中: (1)某同學(xué)的操作步驟如下: 取一定量的無水酒精和油酸,制成一定濃度的油酸酒精 溶液 在量筒中滴入一滴該溶液,測出它的體積 在蒸發(fā)皿內(nèi)盛一定量的水,再滴入一滴該溶液,待其散 開穩(wěn)定 在蒸發(fā)皿上覆蓋玻璃板,描出油膜形狀,用透明方格紙 測量油膜面積 請指出錯誤或遺漏的步驟,并改正其錯誤:_ _ _ _ _. (2)實(shí)驗(yàn)中,用 a mL 純油酸配制成 b mL 的油酸酒精溶液 現(xiàn)已測得一滴該溶液 c mL,將一滴該溶液滴入水中,油膜充分 展開后面積為 S cm2,估算油酸分子的直徑大小為_cm. 答案:(1)在量筒中滴入 N 滴該溶液,測出它的體積; 在水面上先撒上痱子粉(或石膏粉),再滴入一滴該溶液 (2) ac bS