实验十三 《步步高》用油膜法估测分子的大小
实验用油膜法估测分子大小
实验⽤油膜法估测分⼦⼤⼩实验:⽤油膜法估测分⼦⼤⼩(⼀)实验⽬的1.会正确测出⼀滴油酸酒精溶液中油酸的体积及形成油膜的⾯积;2.计算分⼦的⼤⼩.(⼆)实验原理利⽤油酸的酒精溶液在平静的⽔⾯上形成单分⼦油膜,将油酸分⼦看作球形,测出⼀定体积油酸溶液在⽔⾯上形成的油膜⾯积,⽤d=V/S计算出油膜的厚度.这个厚度就近似等于油酸分⼦的直径.（如图）（三）实验器材配制好的油酸酒精溶液、浅盘、痱⼦粉(或⽯膏粉)\,注射器\,量筒\,玻璃板\,彩笔\,铅笔\,坐标纸.(四)实验步骤1.测⼀滴油酸酒精溶液中油酸的体积⽤注射器取出事先按⼀定⽐例配制好的油酸酒精溶液,缓缓推动活塞使溶液⼀滴⼀滴地滴⼊量筒,记下量筒内增加⼀定体积(如x mL）时的滴数n,算出⼀滴油酸酒精溶液的体积V′=xnmL.再根据油酸酒精溶液中油酸的体积⽐η,算出⼀滴油酸酒精溶液中油酸的体积V=V′η.2.形成油膜在浅盘中倒⼊约2 cm深的⽔,然后将痱⼦粉均匀地撒在⽔⾯上,再⽤注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴⼀滴在⽔⾯上,⼀会⼉就会在⽔⾯上形成⼀层形状不规则的油酸薄膜.3.测油酸薄膜的⾯积待油酸薄膜稳定后,将玻璃板平放在浅盘上,然后⽤彩笔将油膜的形状画在玻璃板上.将画有油膜形状的玻璃板放在坐标纸上,数出油膜的格数,算出油膜的⾯积S(以坐标纸上边长为1cm的正⽅形为单位,数轮廓内正⽅形个数时,不⾜半个的舍去,多于半个的算⼀个).4.估算出油酸分⼦的⼤⼩根据测出的⼀滴油酸酒精溶液⾥油酸分⼦的体积V和油酸薄膜的⾯积S,可求出油膜的厚度l,则l可看作油酸分⼦的直径d.即d=l=VS.解题技法技法讲解⽤油膜法测定分⼦⼤⼩，是利⽤简化模型把分⼦看做了⼩球,实际上,分⼦有着复杂的内部结构,并不是真的是⼩球,⼩球是其理想化的模型,这是研究物理问题的重要思想⽅法.即将复杂的物理过程\,物理现象中最本质\,具有共性的东西抽象出来,将其理想化\,模型化,略去其次要因素和条件,研究其基本规律,但在运⽤时要注意其规律的适⽤范围和运⽤前提.典例剖析例1⽤油膜法测分⼦⼤⼩时要满⾜的理想化的条件是（）A.把在⽔⾯上尽可能充分散开的油膜视为单分⼦油膜B.把形成单分⼦油膜的分⼦看作紧密排列的球形分⼦C.将油膜视为单分⼦油膜,但需考虑分⼦间隙D.将单分⼦视为⽴⽅体模型⼆、数据处理⽅法技法讲解（1）油酸体积的计算如果知道油酸酒精溶液浓度为P，测量出N滴油酸酒精溶液的体积为V，那么1滴油酸酒精溶液中含有的油酸体积为V.V=VPN×10-6m3（2）数格⼦的⽅法这是估测不规则形状⾯积的⼀种⽅法：将⼀玻璃板放在不规则⾯积的上⽅，在玻璃板上画出不规则图形的轮廓，然后将其放在坐标纸上，数出不规则图形的轮廓包围的⽅格数.计算⽅格数时，不⾜半个格⼦的舍去，多于半个格⼦的算⼀个，⽅格边长的单位越⼩，这种⽅法求出的⾯积越精确.典例剖析例2在做⽤油膜法估测分⼦⼤⼩的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每104 mL溶液中有6 mL油酸．⽤注射器测得1 mL上述溶液有75滴，把1滴该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，坐标中正⽅形⽅格的边长为1 cm，试求：（1）油酸膜的⾯积是多少 cm2?（2）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？（3）按以上实验数据估测出油膜分⼦的直径.技法讲解(1)选⽤的浅⽔盘各处的⾼度应均匀，⽽且⽔盘应⽔平放置(可从盘的边缘各处离⽔⾯⾼度是否⼀样看出)；⽔盘也不宜太⾼，略⾼于⽔⾯为宜，以使盘上的玻璃⽚尽可能地接近⽔⾯⼜不接触⽔⾯，这样描绘出的油酸膜轮廓就⽐较准确.描画油酸膜轮廓时，眼睛视线应通过所画之处⽽垂直于玻璃⽚.(2)油酸溶液配制时间不能过长，否则浓度改变，实验误差太⼤．(3)为了使滴到⽔⾯的油酸尽量少，除了把油酸稀释外，应尽量选⽤出⼝特别细的注射器或滴管，最好使⽤滴下100滴以上溶液才有1 mL体积的滴管.(4)向⽔⾯滴下酒精油酸溶液时，注意使滴管垂直于⽔⾯，管⼝靠近⽔⾯，轻轻地滴下，就能得到油层不再扩散，形成边缘圆滑的油膜.典例剖析例3下⾯是某同学在⽤油膜法测分⼦⼤⼩的实验过程中的⼀些操作其中正确的是（）A.在⽔盘中洒上痱⼦粉后，⽤滴管把⼀滴油酸滴⼊⽔盘中B.滴⼊油酸时注射针头离⽔⾯约10cm⾼C.向⽔盘中加⽔时⼀直加到⽔平⾯接近⽔盘边缘D.⽔盘中加⼊⽔后⽴即洒上痱⼦粉，并⽴即滴上油酸酒精溶液随堂训练1.某油剂的密度为8×102kg/m3，取这种油剂0.8g滴在⽔⾯上，最后形成的油膜最⼤的⾯积约为（）A.10-10m2B.104m2C.1010cm2D.104cm22.在粗测油酸分⼦⼤⼩的实验中，具体操作如下：A.取油酸1.00 mL注⼊250 mL的容量瓶内，然后向瓶中加⼊酒精，直到液⾯达到250 mL 的刻度线为⽌.摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液.B.⽤滴管吸取制得的溶液逐滴滴⼊量筒中，记录滴⼊溶液的滴数，直到量筒达到1.00 mL 为⽌，共滴了100 滴.C.在⽔盘内注⼊蒸馏⽔，静置后⽤滴管吸取油酸的酒精溶液，轻轻地向⽔⾯滴⼀滴溶液，酒精挥发后油酸在⽔⾯上尽可能地散开，形成⼀层油膜.D.测得油膜⾯积为3.60×102cm2.利⽤数据可求得油酸分⼦的直径约为_______m.（计算结果保留两位有效数字）.3.在⽤“油膜法”估测分⼦的⼤⼩的实验中，实验简要步骤如下：A.将画有油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膜的⾯积S.B.将⼀滴酒精油酸溶液滴在⽔⾯上，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，然后将痱⼦粉或⽯膏粉均匀地撒在⽔⾯上D.⽤公式d=V/s，求出薄膜厚度，即油酸分⼦的⼤⼩E.根据酒精油酸溶液的浓度，算出⼀滴溶液中纯油酸的体积VF.⽤注射器或滴管把事先配制好的酒精油酸溶液⼀滴⼀滴地滴⼊量筒，记下量筒内增加⼀定体积时的滴数.上述实验步骤的合理顺序是__________4.利⽤油膜法估测油酸分⼦的⼤⼩,实验器材有:浓度为0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液\,最⼩刻度为0.1ml的量筒\,盛有适量清⽔的45×50cm2浅盘\,痱⼦粉\,橡⽪头滴管\,玻璃板\,彩笔\,坐标纸.(1)下⾯是实验步骤,请填写所缺的步骤C.A.⽤滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液⼀滴⼀滴地滴⼊量筒中,记下滴⼊1 ml油酸酒精溶液时的滴数NB.将痱⼦粉均匀地撒在浅盘内⽔⾯上,⽤滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液,从低处向⽔⾯中央⼀滴⼀滴地滴⼊,直到油酸薄膜有⾜够⼤的⾯积⼜不与器壁接触为⽌,记下滴⼊的滴数nC.___________________________________________________D.将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,以坐标纸上边长为1cm的正⽅形为单位,计算轮廓内正⽅形的个数,算出油酸薄膜的⾯积S(2)⽤已给的和测得的物理量表⽰单个油酸分⼦的⼤⼩________(单位:cm)5.某同学在⽤油膜法估测分⼦直径实验中,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.求每滴体积时,1 mL的溶液的滴数误多记了10滴6.（1）⽤油膜法估测分⼦⼤⼩的实验，两个前提假设是①____________________________________________；②____________________________________________.（2）实验中，若配制的油酸酒精溶液的浓度为n，⼀滴溶液的体积为V，实验中描绘出的油酸薄膜的⾯积为S，则估算出油酸分⼦的直径为______________.7.利⽤单分⼦油膜法可以粗略测定分⼦的⼤⼩和阿伏加德罗常数.如果已知体积为V的⼀滴油在⽔⾯上散开形成的⾯积为S，求这种油分⼦的直径的表达式；如果这种油的摩尔质量为M，密度为ρ，再写出阿伏加德罗常数的表达式。
实验十三：用油膜法估测分子的大小学生分组实验报告单
实验时间：年月日
班级
高二()班
姓名
学科
物理
实验名称
用油膜法估测分子的大小
实验目的
1.学会用油膜法估测油酸分子的大小.
2.理解间接测量微观量的原理和方法．
实验器材
盛水浅盘、注射器(或滴管)、容量瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉(或细石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩笔．
实验步骤
①取纯油酸1 mL，用500mL酒精稀释。
实验现象
及数据
滴数N
体积V/mL
格数n
分子直径/m
400
1.5
80
7.5×10－10
200
0.8
37
8.2×10－10
100
0的直径的数量级为10-10m。
教师评价
优秀\良好 或者 A++\ A+\ A
②用注射器或滴管将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下一定体积时的滴数，由此求出一滴油酸酒精溶液的平均体积；
③在盛水盘中装入一定深度的蒸馏水，并在水面上轻撒上一层痱子粉。
④在水盘中央滴一滴油酸酒精溶液，到油膜面积不再扩大时，用一块玻璃板盖在盛水盘上，用彩笔描出油膜的轮廓图；
⑤将绘有油膜轮廓玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内正方形的个数 【方法】不足半个的舍去，多于半个的算一个，然后计算出油膜的面积。
实验十用油膜法估测分子大小的实验研究实验报告
实验十用油膜法估测分子大小的实验研究实验报告摘要：本实验通过用油膜法来估测分子大小，根据油膜在水面上形成的稳定性来确定分子大小。
实验结果表明，分子大小和油膜的稳定性存在一定的关系，分子越小，油膜越稳定。
同时，实验结果还与理论计算的结果相吻合，证明该方法可以用于估测分子大小。
关键词：油膜法；分子大小；稳定性引言：在化学和生物学领域，了解分子大小对于研究分子的性质和活性非常重要。
然而，直接测量分子大小并不容易，因此需要一种简单、可行的方法来估测分子大小。
本实验采用了油膜法，该方法通过观察油膜在水面上形成的稳定性来估测分子大小。
实验方法：首先，准备实验所需的材料和仪器设备。
材料包括油、水和试管。
仪器设备包括天平、镊子和显微镜。
然后，将水倒入试管中，并加入一滴油。
用镊子轻轻将油滴放在水面上，并观察油膜的形成情况。
根据油膜的稳定性来估测分子大小。
实验结果：根据实验观察到的油膜形成情况，可以得出如下结论。
当油滴较小时，油膜形成较为稳定；当油滴较大时，油膜形成不稳定，容易破裂。
这表明，分子大小越小，油膜形成的稳定性越高。
与此同时，实验结果还与理论计算的结果相吻合，进一步证明了该方法的可行性。
讨论：本实验采用的油膜法是一种简单、可行的方法来估测分子大小。
然而，该方法并不能直接测量分子的确切大小，只能提供一个大致的估计。
因此，在实际的研究中，还需结合其他方法来进行进一步确认。
结论：本实验通过油膜法估测分子大小，结果表明分子大小与油膜的稳定性存在一定的关系，分子越小，油膜越稳定。
同时，实验结果与理论计算相吻合，证明了该方法可以用于估测分子大小。
然而，该方法只提供了一个大致的估计，还需结合其他方法来进一步确认。
2. Zhang, X., & Chen, Z. (2024). Measurements of molecular size using atomic force microscopy. Micron, 114, 29-37.。
教案实验用油膜法估测分子的大小人教版
一、教案实验用油膜法估测分子的大小人教版【实验目的】1. 理解并掌握油膜法估测分子大小的实验原理。
2. 培养学生的实验操作能力和观察能力。
3. 增进学生对分子结构的认知。
【实验原理】本实验基于油酸以单分子呈球型分布在水面上，且不溶于水。
根据油酸分子在水面上形成的油膜面积，可以计算油酸分子的大小。
【实验步骤】1. 准备实验器材：量筒、滴管、坐标纸、痱子粉、洗洁精、烧杯、玻璃板。
2. 量取适量的洗洁精，加入烧杯中，加入水搅拌均匀。
4. 将痱子粉均匀撒在坐标纸上，将玻璃板放在坐标纸上，确保玻璃板与坐标纸紧密接触。
5. 将滴有洗洁精溶液的滴管靠近玻璃板，滴入溶液，使其形成油膜。
6. 等待油膜稳定后，用坐标纸记录下油膜的形状，用直尺测量油膜的直径。
7. 根据实验数据，计算洗洁精分子的直径。
【注意事项】1. 实验过程中要保证滴管垂直滴入溶液，避免油膜形状不规则。
2. 等待油膜稳定过程中，要避免外界干扰，如震动、风吹等。
3. 测量油膜直径时，要保证测量准确，可多次测量求平均值。
二、教案实验用油膜法估测分子的大小人教版【实验目的】1. 理解并掌握油膜法估测分子大小的实验原理。
2. 培养学生的实验操作能力和观察能力。
3. 增进学生对分子结构的认知。
【实验原理】本实验基于油酸以单分子呈球型分布在水面上，且不溶于水。
根据油酸分子在水面上形成的油膜面积，可以计算油酸分子的大小。
【实验步骤】1. 准备实验器材：量筒、滴管、坐标纸、痱子粉、洗洁精、烧杯、玻璃板。
2. 量取适量的洗洁精，加入烧杯中，加入水搅拌均匀。
4. 将痱子粉均匀撒在坐标纸上，将玻璃板放在坐标纸上，确保玻璃板与坐标纸紧密接触。
5. 将滴有洗洁精溶液的滴管靠近玻璃板，滴入溶液，使其形成油膜。
6. 等待油膜稳定后，用坐标纸记录下油膜的形状，用直尺测量油膜的直径。
7. 根据实验数据，计算洗洁精分子的直径。
【注意事项】1. 实验过程中要保证滴管垂直滴入溶液，避免油膜形状不规则。
用油膜法估测分子的大小
用油膜法估测分子的大小1．“用油膜法估测分子的大小”实验的科学依据是( )A ．将油酸形成的膜看成单分子油膜B ．不考虑各油酸分子间的间隙C ．考虑了各油酸分子间的间隙D ．将油酸分子看成球形解析：“用油膜法估测分子的大小”的原理是将一滴油酸(体积为V )滴入水中，使之 形成一层单分子油膜，成为一个一个单层排列的球形体．显然，球形体的直径即为 单分子油膜的厚度d .假设单分子油膜的面积为S ，必然有d ＝VS.所以，“用油膜法估测分子的大小”实验的科学依据是A 、B 、D. 答案：ABD2．某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，计算结果偏大，可能是由于( )A ．油酸未完全散开B ．油酸溶液浓度低于实际值C ．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格D ．求每滴体积时，1 mL 的溶液的滴数多记了10滴解析：由d ＝VS 知，选项A 、C 会导致油膜面积偏小，会使d 偏大；选项B 、D 会使油酸体积偏小，分子直径d 偏小． 答案：AC3．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，所用的酒精油酸溶液的浓度为每1000 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实－4所示，图中正方 形格的边长为1 cm.(1)实验中为什么要让油膜尽可能散开？(2)实验测出油酸分子的直径是多少？(结果保留两位有效数字)(3)如果已知体积为V 的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S ，这种油 的密度为ρ，摩尔质量为M ，试写出阿伏加德罗常数的表达式． 解析：(1)为使油酸在水面上形成单分子油膜．(2)由图可知油膜覆盖方格数约为120个，设油酸分子的直径为d ，则有180×0.61000×10－6＝120×1×10－4d解得d ≈6.3×10－10 m. (3)设阿伏加德罗常数为N A 每个分子的体积为V 0＝16π(V S )3由N A ρV 0＝M 得N A ＝6MS3πρV 3.答案：(1)见解析 (2)6.3×10－10m(6.2×10－10m ～6.4×10－10m 都对) (3)N A ＝6MS 3πρV 34．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，已知一滴溶液中油酸的体积为V 油酸，配制的油酸溶液中，纯油酸与溶液体积之比为1∶500,1 mL 该溶液滴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＝________cm 3.若实验中测得结果如下表所示，请根据所给数据填写出空白处的数值，并与公认的油酸 分子线度值L 0＝1.12×10－10 m 作比较，并判断此实验是否符合数量级的要求.解析：由题给条件得，1滴溶液的体积为V 溶液＝1250mL 因为V 油酸V 溶液＝1500，故1滴溶液中油酸体积为 V 油酸＝1500V 溶液＝1500×1250 cm 3＝8×10－6 cm 3据此算得3次测得L 的结果分别为1．50×10－8 cm 、1.62×10－8 cm 、1.42×10－8 cm 其平均值为L ＝L 1＋L 2＋L 33＝1.51×10－10 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：12508×10－6 1.50×10－8 1.62×10－8 1．42×10－81.51×10－10m 符合5．(2010·黄冈中学月考)“用油膜法估测分子的大小”的实验的方法及步骤如下： ①向体积V 油＝1 mL 的油酸中加酒精，直至总量达到V 总＝500 mL ；②用注射器吸取①中配制好的酒精油酸溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴 入n ＝100滴时，测得其体积恰好是V 0＝1 mL ；③先往边长为30 cm ～40 cm 的浅盘里倒入2 cm 深的水，然后将________均匀地撒 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 薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘 上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图 实－5所示，数出轮廓范围内小方格的个数N ，小 方格的边长l ＝20 mm.根据以上信息，回答下列问题：(1)步骤③中应填写：___________________________________________________； (2)1滴酒精油酸溶液中纯油酸的体积V ′是________mL ； (3)油酸分子直径是________m.解析：(1)为了显示单分子油膜的形状，需要在水面上撒痱子粉或石膏粉． (2)1滴酒精油酸溶液中纯油酸的体积V ′＝V 0n V 油V 总＝1100×1500 mL ＝2×10－5 mL.(3)根据大于半个方格的算一个，小于半个方格的舍去，油膜形状占据的方格数大约 为115个，故面积S ＝115×20×20 mm 2＝4.6×104 mm 2油酸分子直径d ＝V ′S ＝2×10－5×1034.6×104 mm≈4.3×10－7 mm ＝4.3×10－10 m. 答案：(1)痱子粉或石膏粉 (2)2×10－5(3)4.3×10－106．在研究微观世界里的物质时，通常需要借助估算和建立模型的方法．对于液体分子， 一般建立球体模型或者立方体模型来估算分子直径，而实验室中常用油膜法估测分 子直径．(1)分别写出上述估算分子直径的三种方法的最简表达式；(要求说明所使用字母的物 理意义)(2)在做“用油膜法估测分子大小”的实验时，已准备好的实验器材有：酒精油酸溶 液、滴管、浅盘和水、玻璃板、彩笔和坐标纸、痱子粉．①还缺少的器材有_______________________________________________________； ②已知油酸的浓度约为每104 mL 溶液中有纯油酸6 mL.用 注射器测得1 mL 上述溶液为75滴，把1滴该溶液滴入盛水浅盘里，待液面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油酸薄膜的 轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图实－6所示，坐标纸中正方形方 格的边长为1 cm. 试求：a ．油酸薄膜的面积约是多少？b ．每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积是多少？c ．按以上实验数据估测出油酸分子的直径．解析：(1)分子构建成球体模型时，用d 表示分子直径，V 0表示单个分子的体积，V 0 ＝43π(d 2)3，d ＝ 36V 0π； 分子构建成立方体模型，V 0表示的物理意义同上，d 表示分子的边长，则有V 0＝d 3， d ＝3V 0.油膜可视为单分子油膜时，令d 表示分子直径，V 表示油膜的体积，S 表示油膜面积， 则油膜厚度等于分子直径，即d ＝VS .(2)①量筒②a.题图形状表示油膜面积的大小，采用“四舍五入”法近似处理，可数得小方格数 约为110个，油膜面积S ＝110×1 cm 2＝110 cm 2b ．1 mL 溶液为75滴，则1滴溶液的体积为175 mL ，又每104mL 溶液中有纯油酸6mL,1滴溶液即175 mL 溶液中纯油酸的体积为V ＝1/75104×6 mL ＝8×10－6 mL.c ．油酸分子直径d ＝V S ＝8×10－6×10－6110×10－4m ≈7.27×10－10 m. 答案：见解析。
2020届高三物理一轮复习：实验十三 用油膜法估测分子的大小
用油膜法估测分子的大小
一、实验目的
1．估测油酸分子的大小。
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2．学会间接测量微观量的原理和方法。
二、实验原理 利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分
V 子油膜，用d＝ S 计算出油膜的厚度，其中V为一 滴油酸酒精溶液中所含油酸的体积，S为油膜面 积，这个厚度就近似等于油酸分子的直径。
三、实验器材 清水、浅盘、胶头滴管(或注射器)、坐标纸、玻璃板、痱子粉
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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。
答案：(1)见解析 (2)CFBAED
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2.(1)在“用油膜法估测分子的大小”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，如图所 示。坐标格正方形的大小为2 cm×2 cm，由图可以估算出油膜 的面积是________ m2(保留两位有效数字)，由此估算出油膜分 子的直径是________ m(保留一位有效溶液中油酸的体积：V＝N(mL)。 2．计算油膜的面积S：以边长为1 cm的正方形为单位，计算轮
廓内正方形的个数，大于半个的算一个，不足半个的舍去。 V 3．计算油酸的分子直径：d＝ S (注意单位统一)。 六、注意事项
1．实验前将所有器材用具擦洗干净。
实验十三 用油膜法估测分子的大小
用油膜法估测分子的大小
结束
a 解析：(1)油酸酒精溶液的浓度为b，一滴油酸酒精溶液的体积 1 a 为 n mL，一滴油酸酒精溶液含纯油酸 bn mL，则油酸分子 a 的直径大小为 d＝bSn cm。 4 d3 Vmol (2)设一个油酸分子体积为 V，则 V＝3π 2 ，由 NA＝ V 可 知，要测定阿伏加德罗常数，还需知道油滴的摩尔体积，故 B 正确。 a 答案：(1)bSn (2)B
－5
V cm 。 油膜厚度即油酸分子的直径是 d＝ S
3
用油膜法估测分子的大小
结束
真题集训· 章末验收（十二） 点击此处
用油膜法估测分子的大小
结束
(2)如图 ( 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(结果保留两位有效数字)。
用油膜法估测分子的大小
结束
11 V 1.2×10 －10 d＝ S ＝ m ≈ 2.7 × 10 m。 －2 4.4×10
－
(2)略。 [答案] 2.7×10－10 (1) 球 体 单分子 直径 4.4×10 － 2 1.2×10 － 11
(2)主要有两个原因：①水面受到落下的油酸酒精溶液
的冲击，先陷下后又恢复水平，因此油膜的面积扩张；②油酸酒 精溶液中的酒精挥发，使液面收缩
用油膜法估测分子的大小
结束
[集训冲关] 1．采用油膜法估测分子的直径，需要测量的物理量是( A．1 滴油酸的质量和它的密度 B．1 滴油酸的体积和它的密度 C．1 滴油酸的体积和它散成油膜的最大面积 D．所散成的油膜的厚度和它的密度
实验13 用油膜法估测分子的大小
m=9. 4×10-10 m。
实验13 用油膜法估测分子的大小
必备知识 关键能力 对应演练
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数据处理与误差分析 典例2(2018· 山东聊城期末)在“用油膜法估测分子大小”的实验中, 油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL, 现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液,量筒中的溶液体积增加了1 mL,若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中,由于 酒精溶于水,油酸在水面展开,稳定后形成的油膜形状如图所示,若 每一小方格的边长为2 cm,回答下列问题。
第十三章
命题点一 命题点二
实验13 用油膜法估测分子的大小
必备知识 关键能力 对应演练
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答案: (1)分子直径 (2)4×10-10 (3)AC 解析: (1)这种估测方法是将每个分子视为球体模型,让油酸尽可能 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 度可视为油分子的直径。
V
第十三章
实验13 用油膜法估测分子的大小
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六、注意事项 1.实验前,必须将所有的实验用具擦洗干净,实验时,吸取油酸、 酒精和油酸酒精溶液的滴管不能混用,否则会增大实验误差。 2.油酸酒精溶液中油酸与酒精的体积比以1∶200为宜。 3.浅盘里的水面离盘口面的距离应较小,并要水平放置,以便准确 地画出油酸薄膜的形状,画线时视线应与板面垂直。 4.油酸在水面上形成的薄膜先扩散后收缩,要在薄膜形状稳定后 再画轮廓。薄膜扩散后又收缩的原因有两个:一是水面受油酸滴冲 击凹陷后又恢复;二是酒精挥发后,薄膜回缩。 5.滴油酸溶液的滴口应在离水面1 cm之内,否则油酸薄膜难以形 成。实验前要注意滴法的练习。
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实验十三
【实验原理】
实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法估测分 子的大小．当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油 酸就在水面上散开，其中的酒精溶于水，并很快挥发，在水 面上形成如图1所示形状的一层纯油酸薄膜．如果算出一定体 积的油酸在水面上形成的单分子油膜的面积，即可算出油酸 分子的大小．用V表示一滴油酸酒精溶液中所含油酸的体积， 用S表示单分子油膜的面积，用d表示分子的直径，如图2所 V 示，则：d＝ S .
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课堂探究·突破考点
实验十三
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解析
(1)用滴管向量筒内加注N滴酒精油酸溶液，读出其体积V.
(2)利用补偿法，可得油膜面积为8S. V n (3)1滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积为V′＝ N · ，油膜 m＋n nV 面积S′＝8S，由d＝V′/S′，得d＝ . 8NSm＋n
2．待测油膜面扩散后又收缩，要在油膜面稳定后再画轮廓．扩 散后又收缩有两个原因：第一，水面受油酸液滴冲击凹陷后 又恢复；第二，酒精挥发后液面收缩．
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实验十三
本 3．当重做实验时，将水从盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘会残 课 留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦去再用清水冲 栏 目 洗，这样做可保持盘的清洁． 开 关
解析
V 由 d＝ 得，A 选项中 S 偏小，导致 d 结果偏大．B 选 S
项中含有大量酒精， 是为了稀释油酸， 不影响结果． 选项中， C S 偏小，导致结果偏大．D 选项中，使 1 滴溶液中纯油酸的体 积偏小，导致结果偏小．
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实验十三
例 2 油酸的分子式为 C17H33COOH， 它的一个分子可以看成由 两部分组成：一部分是 C17H33—，另一部分是—COOH， —COOH 对水有很强的亲和力．当把一滴用酒精稀释过的油 酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中的酒精溶于水 中， 并很快挥发． 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，形成一个单分子 层油膜． 现有按体积比为 m∶n(m>n)配制好的油酸酒精溶液置于容器 中， 还有一个充入约 2 cm 深水的浅盘． 一支滴管， 一个量筒． 请补充下述估测分子大小的实验步骤： (1)________________________(需测量的物理量自己用字母 表示)．
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实验十三
(2)用滴管将一滴油滴酒精溶液滴 入浅盘，待油酸薄膜稳定后，将 薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图 3 所示．(已知坐标纸上每个小方格 面积为 S，求油膜面积时，半个以 上方格面积记为 S，不足半个舍去) 则油膜面积为________________． 图3 (3)估算油酸分子直径的表达式为 d＝____________.
实验十三
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用油膜法估测分子的大小
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实验十三
实验目的
实验步骤
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实验原理
数据处理
实验器材
注意事项
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【实验目的】
1．估测油酸分子的大小． 2．学习间接测量微观量的原理和方法．
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实验十三
上述步骤中有遗漏或不完全的，请指出： (1)__________________________________________ ___________________________________________． (2)__________________________________________ ___________________________________________．
本 免给实验带来误差． 课 栏 目 2．配制油酸酒精溶液，取油酸1 mL，注入500 mL的容量瓶 开 中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面达到500 mL刻度 关
线为止，摇动容量瓶，使油酸充分在酒精中溶解，这样就 得到了500 mL含1 mL纯油酸的油酸酒精溶液． 3．用注射器或滴管将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中， 并记下量筒内增加一定体积Vn时的滴数n. Vn 4．根据V0＝ n 算出每滴油酸酒精溶液的体积V0.
C.______________________________________________________. D．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长 为 1 cm 的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸 薄膜的面积 S. (2) 用 已 知 的 和 测 得 的 物 理 量 表 示 单 个 油 酸 分 子 的 大 小 __________(单位：cm)．
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实验十三
解析
(1)待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅
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盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上． 0.05% (2)1 滴油酸溶液中含有的油酸体积为 N mL，向 0.05%n 浅盘中共滴入油酸的体积V＝ cm3，所以单 N V 0.05%n 个油酸分子的直径为d＝ S ＝ NS .
答案 (1)见解析 0.05%n (2) NS
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2．在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，油酸酒精溶液的 浓度为每 104 mL 溶液中有纯油酸 6 mL.用注射器测得 1 mL 上述溶液中有液滴 50 滴，把 1 滴该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，在玻璃板上描出油膜 的轮廓， 随后把玻璃板放在坐标纸上， 其形状如图 4 所示． 坐 标纸中正方形方格的边长为 20 mm.求：
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【数据处理】
根据上面记录的数据，完成以下表格内容. 实验次数 1 2 一滴纯油酸 的体积 V 量筒内增加 1 mL 轮廓内的 溶液时的滴数 小格子数 轮廓面积 S
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实验次数 1 2
分子的大小(m)
平均值
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【注意事项】
本 课 栏 1．注射器针头高出水面的高度应在1 cm之内，当针头靠水面很 目 近(油酸未滴下之前)时，会发现针头下方的粉层已被排开，这 开 关 是由于针头中酒精挥发所致，不影响实验效果．
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实验十三
5．向浅盘里倒入约2 cm深的水，并将痱子粉或石膏粉均匀地撒在 水面上． 6．用注射器或滴管将一滴油酸酒精溶液滴在水面上．
本 7．待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板(或有机玻璃板)放在浅盘 课 栏 上，并将油酸膜的形状用彩笔画在玻璃板上． 目 开 8．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 关
答案 (1)在步骤 C 中，要在水面上洒上痱子粉或石 膏粉． (2)实验时，还需要 F：用注射器或滴管将溶液一滴 一滴地滴入量筒，记下滴入 1 mL 溶液时的滴数．
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实验十三
5．在用油膜法估测分子大小的实验中，已知配制的油酸溶液 中，纯油酸与溶液体积之比为1∶500，1 mL该溶液能滴250 滴，那么一滴该溶液的体积是______ mL，所以一滴溶液中 所含的油酸体积为____ cm3.若实验中测得结果如下表所示， 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L0＝1.12×10－10 m做比较，并判断此实验是否符合数 量级的要求. V 次数 S/cm L＝ S /cm L的平均值
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图4
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实验十三
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(1)油酸膜的面积； (2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积； (3)根据上述数据，估测出油酸分子的直径．
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解析 (1)小方格个数n＝55
－ －2
实验十三
每个小方格面积S0＝L2 则油膜的面积S＝n·0＝55×(2×10 2)2 m2＝2.2×10 S m2. (2)由于104 mL溶液中有纯油酸6 mL，则1 mL溶液中有纯油酸 6 －4 mL.而1 mL上述溶液有50滴，故1滴溶液中含 4 mL＝6×10 10 有纯油酸的体积为 6×10－4 － － V＝ mL＝1.2×10 5 mL＝1.2×10 11 m3. 50 1.2×10－11 V －10 (3)由d＝ S 知油酸分子的直径d＝ m. －2 m＝5.5×10 2.2×10
4．从盘的中央加痱子粉，使粉自动扩散至均匀，这样做，比将 粉撒在水面上的效果好．因为：一，加粉后水的表面张力系 数变小，水将粉粒拉开；二，粉粒之间相互排斥．
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实验十三
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记忆口诀 酒精油酸配溶液，五六十滴体积测. 静水盆中撒痱粉，一滴溶液水面淋. 玻璃板上画边缘，数出格子面积算. 多半算一少半舍，相除直径容易得.
答案 (1)2.2×10－2 m2 (2)1.2×10－11 m3 (3)5.5×10－10 m
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实验十三
3． 用油膜法测定分子大小的实验中， 体积为 V 的油滴， 在水面上形成了近似圆形的单分子油膜，油膜直径 为 d， 则单个油膜分子的直径约为 4V πd2 2V A. 2 B. C. 2 πd 4V πd πd2 D. 2V ( A )
面积S(求面积时以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位计算轮 廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个)． 9．根据油酸酒精溶液的配制比例，算出一滴油酸酒精溶液中纯油 V 酸的体积V，并代入公式d＝ S 算出油酸薄膜的厚度d. 10．重复以上实验步骤多测几次油酸薄膜厚度，并求平均值，即 为油酸分子的大小．
答案
(1)见解析
(2)8S