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第3课时实验：用油膜法估测分子的大小一、实验原理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，在水面上形成___________________．实验中如果测出一定体积的油酸在水面上形成的单分子油膜的__________，即可估算出油酸分子的大小．一个单分子层油膜面积_S二、实验器材清水、酒精、油酸、量筒、浅盘(边长约30cm～40cm)、注射器(或滴管)、玻璃板(或有机玻璃板)、彩笔、痱子粉(或石膏粉)、坐标纸、容量瓶(500mL)．三、实验步骤1．配制酒精油酸溶液，取油酸1mL，注入500mL的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面达到500mL刻度线为止，摇动容量瓶，使油酸充分在酒精中溶解，这样就得到500mL酒精油酸溶液；2．用注射器或滴管将酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒中，并计下量筒内一定体积VN时的滴数N.算出每滴酒精油酸溶液的体积V0＝_________；3．向浅盘里倒入约2cm深的水，并将痱子粉(或石膏粉)均匀地撒在水面上；4．用注射器或滴管将酒精油酸溶液滴在水面上一滴；5．待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板(或有机玻璃板)放在浅盘上，并将油酸薄膜的形状用彩笔画在玻璃板上；VN/N6．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S(求面积时以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个)；7．根据酒精油酸溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V，算出油酸薄膜的厚度d＝_____；V/S8．看数量级是否符合实际，否则重做实验．实验记录项目油酸酒精溶液的深度体积VN溶液对应的滴数一滴油酸酒精溶液的体积一滴油酸的体积油膜面积分子的大小数值一、误差分析1．形成的油膜不是单分子油膜让油膜尽可能散开，等收缩到稳定状态再进行测量．要求使用的酒精的浓度、痱子粉的用量适宜等．2．纯油酸体积的计算误差要用累积法测油滴的体积．先测出1mL的酒精油酸溶液的滴数，从而计算出一滴酒精油酸溶液的体积．再由油酸的浓度算出油酸的体积．3．油膜的面积S测算产生的误差(1)油膜形状画线误差：用浅盘使玻璃尽量靠近液面，画线尽量和油膜边缘对应．(2)数格子法，带来的误差用坐标纸，测出形状不规则油膜的面积．数出不规则图形的轮廓包围的方格数，计算方格数时，不足半格的舍去，多于半格的算一个，方格边长的单位越小，用这种方法求出的面积越精确．二、注意事项1．测1滴酒精油酸溶液的体积时，滴入量筒中的酒精油酸溶液的体积应为整毫升数，应多滴几毫升，数出对应的滴数，这样求平均值误差较小．2．浅盘里水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直．3．在水面撒痱子粉后，不要再触动盘中的水．4．利用坐标纸求油膜面积时，以边长1cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，不足半格的舍去，多于半格的算一个．一、对实验步骤及操作过程的考查在用油膜法估算分子大小的实验中下列步骤中错误的是________．(1)用酒精稀释油酸来配置油酸酒精溶液，油酸和溶液的比是1∶200.(2)将油酸酒精溶液一滴一滴的滴入量筒中，记下量筒内油酸酒精溶液的体积V和滴入的油酸酒精溶液的滴数N，反复试验三次，最后取平均滴数．则一滴油酸酒精溶液的体积为V1＝V/N(3)将水倒入塑料浅盘，水深约1cm～2cm，或达盘深的一半即可．(4)将石膏粉(或痱子粉)均匀的撒在水面上，目的为了便于看清油膜．(5)用注射器(或滴管)吸取配好的油酸酒精溶液并在浅盘中央水面上方1cm内，滴一滴稀释的油酸溶液．(6)将有机玻璃迅速盖在浅盘上，并用水彩笔在有机玻璃板上描绘出油酸薄膜的轮廓图．(7)将有机玻璃放在坐标纸上，计算出油酸薄膜的面积S，求面积时以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，不足半个舍去，多于半个的算一个．(8)根据d＝V1/S即可计算出油酸薄膜的厚度，即油酸分子的大小．(9)清理好有机玻璃及浅盘，使表面没有油酸残留，将仪器整理好、归位．(10)处理实验数据，填好记录表．【解析】(6)有错，待油酸膜形状稳定后，将玻璃板轻放在浅盘上，等待油膜面积不再变化后再用水彩笔描出油膜轮廓；(8)有错，应用1滴油酸酒精溶液中纯油酸体积比上油膜面积．【答案】(6)(8)二、实验数据处理在“用油膜法估测分子的大小”实验中，油酸酒精溶液的浓度为104mL溶液中有纯油酸6mL.用注射器测得1mL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，如下图所示，标纸中正方形小方格的边长为20mm.求：(1)油膜的面积是多少？(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？(3)根据上述数据，估测出油酸分子的直径是多少？【解析】(1)轮廓包围的小方格约58个，则油膜的面积S＝58×(2×10－2)2m2＝2.32×10－2m2.(2)每一滴溶液中含纯油酸的体积V＝150×6104mL＝1.2×10－5mL.(3)油酸分子直径d＝VS＝1.2×10－5×10－62.32×10－2m≈5×10－10m.【答案】(1)2.32×10－2m2(小方格数56～60个均可)(2)1.2×10－5mL(2)5×10－10m(2008年高考上海单科)体积为V的油滴，落在平静的水面上，扩展成面积为S的单分子油膜，则该油膜的分子直径约为________．已知阿伏加德罗常数为NA，油的摩尔质量为M，则一个油分子的质量为________．命题研究【解析】本题第一问考查了用油膜法测分子的直径的实验．该实验理论上将扩展开的油膜看做单分子油膜，即油滴的分子直径为油膜的厚度，用油滴的体积与油膜表面积的比值表示；油的摩尔质量M等于1mol油分子的质量即NA个油分子的质量，得一个油分子的质量为MNA.【答案】VSMNA本实验的关键在于单分子油层模型的建立，近几年高考命题比较少，此类题的关键在于把握单分子油层的体积V等于分子直径d与油膜面积S的乘积，即V＝dS.(2004年高考上海卷)利用扫描隧道显微镜(STM)可以得到物质表面原子排列的图象，从而可以研究物质的构成规律，下面的照片是一些晶体材料表面的STM图象，通过观察、比较，可以看到这些材料都是由原子在空间排列而构成的，具有一定的结构特征，则构成这些材料的原子在物质表面排列的共同特点是(1)________________________________________________________________________；(2)________________________________________________________________________．【答案】(1)在确定方向上原子有规律地排列，在不同方向上原子的排列规律一般不同(2)原子排列具有一定对称性等基础达标训练点击进入链接