第十一章实验专题针对训练

1．某学生在“用油膜法估测分子大小”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．求每滴体积时，1mL溶液的滴数多记了10滴解析：如果油酸未完全散开，形成的油膜的厚度大于分子直径，结果会偏大，选A.油酸中含有的酒精会很快挥发或溶于水，酒精有助于形成单分子膜，使测量更准确，不选B.如果舍去了所有不足一格的方格，油膜的面积变小，由d＝VS计算出的直径偏大，选C.滴数多记了10滴，会使每滴的体积减小，由d＝VS计算出的直径偏小，不选D.答案：AC2．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，现有按体积比为n∶m配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个盛有约2cm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．)图实－3(2)用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，等油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图实－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，不足半个的舍去)则油膜面积为________．(3)估算油酸分子直径的表达式为d＝____________.解析：(1)用滴管向量筒内加注N滴油酸酒精溶液，读其体积V.(2)利用补偿法，可查得面积为8S.(3)1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V′＝VN×nm＋n，油膜面积S′＝8S，由d＝V′S′，得d＝nV8NSm＋n.答案：(1)见解析(2)8S(3)nV8NSm＋n3.油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.6mL，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1mL，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，稳定后形成的油膜的形状如图实图实－4－4所示．若每一小方格的边长为25mm，试问：(1)这种估测方法是将每个油酸分子视为________模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为_______油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的________．图实－4中油酸膜的面积为________m2；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是________m3；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是________m．(结果保留两位有效数字)(2)某同学在实验过程中，在距水面约2cm的位置将一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，实验时观察到，油膜的面积会先扩张后又收缩了一些，这是为什么呢？请写出你分析的原因：_______________________________________________________________________________________________________________________.解析：油膜面积约占70小格，面积约为S＝70×25×25×10－6m2≈4.4×10－2m2，一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为V＝150×0.61000×10－6m3＝1.2×10－11m3，油酸分子的直径约等于油膜的厚度d＝VS＝1.2×10－114.4×10－2m≈2.7×10－10m.答案：(1)球体单分子直径4.4×10－21．2×10－112.7×10－10(2)主要有两个原因：①水面受到落下油滴的冲击，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4．利用油膜法可以粗略测出阿伏加德罗常数，把密度ρ＝0.8×103kg/m3的某种油，用滴管滴出一滴在水面上形成油膜，已知这滴油的体积为V＝0.5×10－3cm3，形成的油膜面积为S＝0.7m2.油的摩尔质量M＝0.09kg/mol.若把油膜看成是单分子层，每个油分子看成球形，只需要保留一位有效数字，那么：(1)油分子的直径是多少？(2)由以上数据可粗略测出阿伏加德罗常数NA是多少？(先列出文字计算式，再代入数据计算)解析：(1)由d＝VS可得：d＝0.5×10－3×10－60.7m≈7×10－10m.(2)每个油分子的体积V0＝16πd3油的摩尔体积V摩尔＝Mρ假设油是由油分子紧密排列而成的有：NA＝V摩尔V0＝6Mπρd3，代入数据可得NA≈6×1023mol－1.答案：(1)7×10－10m(2)NA＝6Mπρd36×10235．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：油酸酒精溶液、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104mL溶液中有纯油酸6mL.用注射器测得1mL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－5所示，坐标纸中正方形方格的边长为1cm.图实－5试求：a．油酸薄膜的面积约是多少？b．每滴油酸酒精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，V0表示单个分子的体积，V0＝43π(d2)3，d＝36V0π；分子构建成立方体模型，V0表示的物理意义同上，d表示分子的边长，则有V0＝d3，d＝3V0.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＝110×1cm2＝110cm2b．1mL溶液为75滴，则1滴溶液的体积为175mL，又每104mL溶液中有纯油酸6mL,1滴溶液即175mL溶液中纯油酸的体积为V＝175×6104mL＝8×10－6mL.c．油酸分子直径d＝VS＝8×10－6×10－6110×10－4m≈7.27×10－10m.答案：见解析