Question

8．在用油膜法估測分子的大小的實驗中，具體操作如下：
①取油酸0.1mL注入250mL的容量瓶內，然后向瓶中加入酒精，直到液面達到250mL的刻度為止，搖動瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，記錄滴入的滴數(shù)直到量筒達到1.0mL為止，恰好共滴了100滴；
③在邊長約40cm的淺盤內注入約2cm深的水，將細石膏粉均勻地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，輕輕地向水面滴一滴溶液，酒精揮發(fā)后，油酸在水面上盡可能地散開，形成一層油膜，膜上沒有石膏粉，可以清楚地看出油膜輪廓；
④待油膜形狀穩(wěn)定后，將事先準備好的玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上繪出油膜的形狀；
⑤將畫有油膜形狀的玻璃板放在邊長為1.0cm的方格紙上，算出完整的方格有67個，大于半格的有14個，小于半格的有19個．
（1）這種估測方法是將每個分子視為球體，讓油酸盡可能地在水面上散開，則形成的油膜可視為單分子油膜，這層油膜的厚度可視為油酸分子的直徑．
（2）利用上述具體操作中的有關數(shù)據(jù)可知一滴油酸酒精溶液含純油酸為4.0×10^-12m³，油膜面積為8.1×10^-3m²，求得的油膜分子直徑為4.8×10^-10m．（結果全部取兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 根據(jù)題意得到油酸酒精溶液中純油酸的濃度，再求出純油酸的體積．
估算油膜面積的方法是：先估算方格的個數(shù)：面積超過一半按一半算，小于一半的舍去．再用方格數(shù)乘以一個方格的面積，得到油膜的面積．
因為形成單分子層的油膜，所以油膜分子直徑等于純油酸的體積與油膜面積之比

解答 解：（1）這種估測方法是將每個分子視為球體，讓油酸盡可能在水面散開，形成的油膜可視為單分子油膜，這層油膜的厚度可視為油酸分子的直徑．
（2）一滴油酸酒精溶液含純油酸體積為$V=\frac{0.1}{250}×\frac{1}{100}mL=4.0×1{0}_{\;}^{-12}{m}_{\;}^{3}$
據(jù)題意：完整的方格有67個，大于半格的有14個，小于半格的有19個．根據(jù)大于半格算一個計算，超過半格的方格個數(shù)為n=67+14=81，
則油膜面積為$S=81×1cm×1cm=81c{m}_{\;}^{2}$=$8.1×1{0}_{\;}^{-3}{m}_{\;}^{2}$
油酸在水面上形成單分子油膜，則油膜分子直徑為 d=$d=\frac{V}{S}=\frac{4，0×1{0}_{\;}^{-12}}{8.1×1{0}_{\;}^{-3}}m≈4.8×1{0}_{\;}^{-10}m$
故答案為：（1）球體   單分子油膜    直徑     （2）4.0×10^-12 8.1×10^-3 4.8×10^-10

點評 本題關鍵是明確用油膜法估測分子的大小實驗的原理，能夠運用公式$d=\frac{V}{S}$解分子直徑，注意單位的換算要正確，計算要細心準確．