新教材物理一轮总复习-第十四章热学实验十八用油膜法估测油酸分子的大小学案.docx

实验十八用油膜法估测油酸分子的大小【素养目标】1.知道油膜法估测油酸分子的大小的原理.2.掌握用油膜法估测油酸分子的大小的方法必备知识·自主落实一、操作过程提醒：用酒精对油酸进行稀释，有利于获取更小体积的纯油酸，这样更有利于油酸在水面上形成单分子油膜同时酒精易挥发，不影响测量结果1.配置溶液：取1 mL油酸溶于_中，制成200 mL油酸酒精溶液2倒水撒粉：往边长约为3040 cm的浅盘提醒：撒爽身粉后，便于观察所形成的油膜的轮廓中倒入约2 cm深的水，然后将爽身粉(或细石膏粉)_地撒在水面上3计算体积：用滴管(或注射器)向量筒中滴入n滴配制好的_溶液，使这些溶液的体积恰好为1 mL，算出每滴油酸酒精溶液的体积V0 mL4形成油膜：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开，形成_油膜警示：油膜的面积是先扩张后缩小，最后达到稳定状态5描画形状：待油酸薄膜形状稳定后，将准备好的玻璃板盖在浅盘上，用彩笔将_的形状画在玻璃板上6计算面积：将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积方法是计算轮廓范围内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个，把正方形的个数乘以单个正方形的面积就是油膜的面积7.计算直径：根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V，利用一滴溶液中纯油酸的体积V和薄膜的面积S，算出油酸薄膜的厚度d，即为油酸分子的直径比较算出的分子直径，看其数量级(单位为m)是否为1010，若不是1010需重做实验警示：由于滴在水面上的不是纯油酸，而是油酸酒精溶液，故油酸的体积需要进行换算二、数据处理1一滴油酸溶液的平均体积.2一滴油酸溶液中含纯油酸的体积V×油酸溶液的体积比(体积比)3油膜的面积Sn×1 cm2.(n为有效格数，小方格的边长为1 cm)4分子直径d(代入数据时注意统一单位和有效数字的保留)三、误差分析1油酸酒精溶液配制后若长时间放置，溶液的浓度会改变，会给实验带来较大误差2纯油酸体积的计算误差3油膜面积的测量误差4油膜形状的画线误差5数格子法本身是一种估算的方法，自然会带来误差关键能力·精准突破考点一教材原型实验例1 某实验小组完成“用油膜法测油酸分子的大小”的实验(1)该小组进行下列实验操作，请选出需要的实验操作，并将它们按操作先后顺序排列：D、_(用字母符号表示)(2)某次实验时，滴下油酸酒精溶液后，爽身粉迅速散开形成如图所示的“锯齿”边沿图案，出现该图样的可能原因是_A盆中装的水量太多B爽身粉撒得太多，且厚度不均匀C盆太小，导致油酸无法形成单分子层(3)若实验所用油酸酒精溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸1 mL，用注射器测得1 mL上述溶液有50滴，把一滴油酸酒精溶液滴入盛水的浅盘里待水面稳定后将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标中方格的边长为1 cm.油酸膜的面积为_cm2.每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为_ mL(结果采用科学计数法，保留一位有效数字). 按以上实验数据估测出的油酸分子的直径为_ m(结果采用科学计数法，保留一位有效数字)解题心得针 对 训 练小刚在家用搪瓷碗、适量温水、植物油、酒精、细石膏粉、坐标纸、彩笔等估测分子的大小，他将0.1 mL的植物油溶于酒精，制成250 mL的植物油酒精溶液，用注射器测得1.0 mL上述溶液有100滴，现取一滴该溶液滴在水面上，将油膜形状画在边长为1.0 cm的方格纸上，算出完整的方格有67个，大于半格的有14个，小于半格的有19个则：(1)让植物油尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为单分子油膜，这层油膜的厚度可视为植物油分子的_(2)利用上述具体操作中的有关数据可知一滴植物油酒精溶液含植物油为_ m3，求得的植物油分子直径为_ m(结果均保留两位有效数字)考点二探索创新实验例2 在“用油膜法估测分子的大小”实验中，已知一滴溶液中油酸的体积为V油膜，配制的油酸溶液中，纯油酸与溶液体积之比为1:500，1 mL溶液滴250滴，那么1滴溶液的体积是_ mL，所以一滴溶液中油酸体积为V油酸_cm3.若实验中测得结果如表所示，请根据所给数据填写出空白处的数值，并与公认的油酸分子长度值L01.12×1010 m作比较，并判断此实验是否符合数量级的要求次数S/cm2L/cmL平均值153324933563解题心得实验十八用油膜法估测油酸分子的大小必备知识·自主落实一、1酒精2均匀3油酸酒精4单分子5油酸薄膜关键能力·精准突破例1解析：(1)“用油膜法测油酸分子的大小”的实验步骤为：用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积；往边长约40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，水面稳定后将适量爽身粉均匀撒在水面上；用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定；将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上；将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小则排列顺序为D、B、F、E、C.(2)出现该图样的可能原因是：爽身粉撒得太多，且厚度不均匀，导致油酸没有均匀排列开，选项B正确(3)将大于半个格子的记为1个格，舍掉小于半个格子的，则格子数为72，则油酸膜的面积为S72 cm2；每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V mL2×106 mL；按以上实验数据估测出的油酸分子的直径为d cm3×108 cm3×1010 m.答案：(1)B、F、E、C(2)B(3)72(7074均可)2×1063×1010针对训练解析：(1)这种估测方法是将每个分子视为球体，让植物油尽可能在水面散开形成的油膜可视为单分子油膜，这层油膜的厚度可视为植物油分子的直径(2)一滴植物油酒精溶液含纯植物油体积为V mL4.0×1012 m3根据题意，完整的方格有67个，大于半格的有14个，小于半格的有19个，根据大于半格算一格计算，超过半格的方格个数为n671481则油膜面积为S 81×1 cm×1 cm81 cm28.1×103 m2植物油在水面上形成单分子油膜，则植物油分子直径为d m4.9×1010 m.答案：(1)直径(2)4.0×10124.9×1010例2解析：由题给条件得，1滴溶液的体积为V溶液 mL4×103 mL，因为，故1滴溶液中油酸体积为：V油酸V溶液 cm38×106 cm3.据此算得3次测得L的结果分别为：L11.5×108 cm，L21.62×108 cm，L31.42×108 cm.其平均值为1.51×1010 m这与公认值的数量级相吻合，故本次估测数值符合数量级的要求答案：4×1038×106填表数据见解析符合要求