Question

14．用油膜法估測分子大小的實驗步驟如下：
①向體積為5mL的純油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液總量為10⁴mL；
②用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，當?shù)?5滴時體積為1mL
③先往邊長為30～40cm的淺盤里倒入2cm深的水；
④用注射器往水面上滴1滴上述溶液，等油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將事先準備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形狀；
⑤將畫有油酸薄膜輪廓形狀的玻璃板，放在畫有許多邊長為a=2cm的小正方形的坐標紙上，其形狀如圖所示．
（1）上述過程遺漏的步驟是將痱子粉均勻撒在水面上；
（2）油酸膜的面積約為$3×1{0}_{\;}^{2}$cm²；（保留一位有效數(shù)字）
（2）油酸分子的直徑約為$2×1{0}_{\;}^{-10}$m；（保留一位有效數(shù)字）
（3）考慮到油膜散開時沒有完全形成單分子油膜，則實驗計算的油酸分子的直徑結果是偏大（選填“偏大”、“偏小”、“不變”）．

Answer 1

分析 為了清楚地看出油膜的形狀應在水面上撒上痱子粉；先求出1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積，再用純油酸的體積除以油膜的面積即得到油酸分子的直徑．

解答 解：（1）由實驗步驟可知，缺少的實驗步驟是：將痱子粉均勻撒在水面上；
（2）由圖示可知，油膜占75個格，油膜的面積為：$S=75×2cm×2cm=3×1{0}_{\;}^{2}c{m}_{\;}^{2}$
（3）一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積為：$V=\frac{1}{75}mL×\frac{5}{1{0}_{\;}^{4}}=6.7×1{0}_{\;}^{-6}mL$
油酸分子的直徑為：$d=\frac{V}{S}=\frac{6.7×1{0}_{\;}^{-6}×1{0}_{\;}^{-6}{m}_{\;}^{3}}{3×1{0}_{\;}^{2}×1{0}_{\;}^{-4}{m}_{\;}^{2}}=2×1{0}_{\;}^{-10}m$
（4）油酸未完全散開，S偏小，故得到的分子直徑d將偏大
故答案為：（1）將痱子粉均勻撒在水面上；（2）$3×1{0}_{\;}^{2}$；（3）$2×1{0}_{\;}^{-10}$；（4）偏大

點評 本題考查了油膜法測分子直徑是實驗步驟、求分子的直徑；要熟悉實驗步驟與實驗注意事項，求分子直徑時，求油的體積是易錯點，一定要注意所求的體積是純油的體積．解題結果還要保留有效數(shù)字