在“用油膜法估测分子大小”实验中所用的油酸酒精溶液的浓度为1 000 mL溶液中有纯油酸0. 6 mL,用注射器测得1 mL上述溶液为80滴,把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内,让油膜在水面上尽可能散开,测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示,图中正方形方格的边长为1 cm,试求:
(1)油酸膜的面积是 cm2 ;
(2)实验测出油酸分子的直径是 m;(结果保留两位有效数字)
(3)实验中为什么要让油膜尽可能散开? 。
(1)113~115; (2)6.5×10-10~6.6×10-10;(3)这样做的目的是为了让油膜在水面上形成单分子薄膜
【解析】:(1)通过对格子的计数,大约值为113~115;
(2)由公式d=可知,直径为6.5×10-10~6.6×10-10;
(3)这样做的目的是为了让油膜在水面上形成单分子薄
测量分子大小的方法有很多,如油膜法、显微法。
(1)在用油膜法估测分子大小的实验中,用移液管量取0.25 mL油酸,倒入标注250 mL的容量瓶中,再加入酒精后得到250 mL的溶液。然后用滴管吸取这种溶液,向小量筒中滴入100滴溶液,溶液的液面达到量筒中1 mL的刻度,再用滴管取配好的油酸溶液,向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液,在液面上形成油酸薄膜,待油膜稳定后,放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜,如图甲所示。坐标格的每个小正方形大小为2 cm×2 cm。由图可以估算出油膜的面积是__________cm2,由此估算出油酸分子的直径是________m(保留1位有效数字)。
(2)图乙是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片。这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为1.43×10-8 m的圆周而组成的,由此可以估算出铁原子的直径约为__________ m(结果保留2位有效数字)。
(1)256±4 8×10-10 (2)9.4×10-10
【解析】:(1)数油膜的正方形格数,大于半格的算一格,小于半格的舍去,得到油膜的面积S=64×2 cm×2 cm=256 cm2。溶液浓度为,每滴溶液体积为 mL,2滴溶液中所含油酸体积为V=2×10-5 cm3,油膜厚度即油酸分子的直径是d=≈8×10-10 m。
(2)直径为1.43×10-8 m的圆周周长为l=πd=4.5×10-8 m,可以估算出铁原子的直径约为d′= m=9.4×10-10 m。
(2020·江苏盐城月考)油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.5 mL,用滴管向量筒内滴50滴上述溶液,量筒中的溶液体积增加1 mL。若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中,由于酒精溶于水,油酸在水面展开,稳定后形成单分子油膜的形状如图所示。(以下计算结果均保留2位有效数字)
(1)若每一小方格的边长为10 mm,则油酸薄膜的面积为________m2。
(2)每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为________m3。
(3)根据上述数据,估算出油酸分子的直径为________m。
(4)为了尽可能准确地估测出油膜分子的大小,下列哪些措施是可行的________。
A.油酸浓度适当大一些
B.油酸浓度适当小一些
C.油酸扩散后立即绘出轮廓图
D.油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图
(1)7.8×10-3到8.5×10-3 (2)1.0×10-11(3)1.2×10-9或1.3×10-9 (4)BD
【解析】:(1)每个正方形的面积为S1=(10 mm)2=1×10-4 m2
面积超过正方形面积一半的正方形的个数为80个,则油酸膜的面积约为 S=80S1=80×10-4 m2=8.0×10-3 m2。
(2)每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积:V=(0.5)/ (1 000×50)mL=1.0×10-11 m3。
(3)把油酸分子看成球形,且不考虑分子间的空隙,则分子的直径为:
。
(4)为能形成单分子油膜,油膜浓度应适当小些;绘制轮廓图应在油酸扩散稳定后进行,B、D选项正确,A、C错误。
“用油膜法估测分子的大小”实验的简要步骤如下:
A.将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去,多于半个的算一个),再根据方格的边长求出油酸膜的面积S
B.将一滴油酸酒精溶液滴在水面上,待油酸薄膜的形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上
C.用浅盘装入约2 cm深的水
D.用公式d=,求出薄膜厚度,即油酸分子直径的大小
E.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
(1)上述步骤中有步骤遗漏或不完整的,请指出:
①__________________________________________________。
②__________________________________________________。
(2)上述实验步骤的合理顺序是________。
(1)见解析 (2)CFBAED
【解析】:(1)①C步骤中,要在水面上均匀撒上痱子粉或细石膏粉。
②实验时,还需要:F.用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒,记下量筒内增加一定体积时液滴的数目。
(2)实验步骤的合理顺序是CFBAED。
(1)某同学在用油膜法估测分子直径的实验中,计算结果明显偏大,可能是由于( )
A.油酸未完全散开 B.油酸中含有大量酒精
C.计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格
D.求每滴溶液的体积时,1mL的溶液的滴数多记了10滴
(2)在本实验中,若用直径为0.5m的浅圆盘盛水,要让油酸在水面上形成单分子油酸膜,那么油酸滴的体积的数量级不能大于 m3
(1)AC (2)10-11
【解析】:(1)根据公式d=可知油酸未完全散开就是面积S小,计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格意思还是面积S计算小,故计算结果偏大。
本卷还有8题,登录并加入会员即可免费使用哦~
该作品由: 用户杨旭分享上传
可圈可点是一个信息分享及获取的平台。不确保部分用户上传资料的来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系 可圈可点 ,我们核实后将及时进行处理。