Question

1．在“油膜法估測(cè)油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，有下列實(shí)驗(yàn)步驟：
①往邊長(zhǎng)約為40cm的淺盤里倒入約2cm深的水．待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上．
②用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形狀穩(wěn)定．
③將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標(biāo)紙上，計(jì)算出油膜的面積，根據(jù)油酸的體積和面積計(jì)算出油酸分子直徑的大�。�
④用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內(nèi)每增加一定體積時(shí)的滴數(shù)，由此計(jì)算出一滴油酸酒精溶液的體積．
⑤將玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上．
完成下列填空：
（1）上述步驟中，正確的順序是④①②⑤③．（填寫步驟前面的數(shù)字）
（2）將1cm³的油酸溶于酒精，制成300cm³的油酸酒精溶液；測(cè)得1cm³的油酸酒精溶液有50滴．現(xiàn)取一滴該油酸酒精溶液滴在水面上，測(cè)得所形成的油膜的面積是0.13m²．由此估算出油酸分子的直徑為5×10^-10m．（結(jié)果保留1位有效數(shù)字）
（3）如圖是用掃描隧道顯微鏡拍下的一個(gè)“量子圍欄”的照片．這個(gè)量子圍欄是由48個(gè)鐵原子在銅的表面排列成直徑為1.43×l0^-8m，的圓周而組成的．由此可以估算出鐵原予的直徑約為9.4×10^-10m（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1、2）將配制好的油酸酒精溶液，通過量筒測(cè)出1滴此溶液的體積．然后將1滴此溶液滴在有痱子粉的淺盤里的水面上，等待形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆描繪出油酸膜的形狀，將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，按不足半個(gè)舍去，多于半個(gè)的算一個(gè)，統(tǒng)計(jì)出油酸薄膜的面積．則用1滴此溶液的體積除以1滴此溶液的面積，恰好就是油酸分子的直徑．
（3）求出圓的周長(zhǎng)，周長(zhǎng)除以分子個(gè)數(shù)就是分子直徑．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)操作開始之前要先配制油酸酒精溶液，確定每一滴溶液中含有純油酸的體積，所以步驟④放在首位．
實(shí)驗(yàn)操作時(shí)要在淺盤放水、痱子粉，為油膜形成創(chuàng)造條件，然后是滴入油酸、測(cè)量油膜面積，計(jì)算油膜厚度（即油酸分子直徑），所以接下來(lái)的步驟是①②⑤③．
（2）油酸溶液的體積百分比濃度是$\frac{1}{300}$，一滴溶液的體積為：V=$\frac{1}{50}$cm³=2×10^-8m³，
所以分子直徑為：d=5×10^-10m．
（3）直徑為1.43×l0^-8m，的圓周周長(zhǎng)為l=πd=4.5×l0^-8m，
可以估算出鐵原予的直徑約為：d=4.5×l0^-8m÷48=9.4×10^-10m．
故答案為：（1）④①②⑤③；（2）5×10^-10；（3）9.4×10^-10．

點(diǎn)評(píng) 本題是以油酸分子呈球型分布在水面上，且一個(gè)靠著一個(gè)，從而可以由體積與面積相除求出油膜的厚度．