2019高考物理一輪復習 第十三章 熱學 實驗13 用油膜法估測分子的大小課件 新人教版.ppt

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實驗13用油膜法估測分子的大小 一 實驗目的估測油酸分子的大小 二 實驗原理1 利用油酸酒精溶液在平靜的水面上形成單分子油膜 如圖所示 2 將油酸分子看作球形 測出一定體積油酸溶液在水面上形成的油膜面積 3 用d 計算出油膜的厚度 V為一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積 S為油膜面積 這個厚度就近似等于油酸分子的直徑 三 實驗器材盛水淺盤 注射器 或滴管 容量瓶 坐標紙 玻璃板 痱子粉 或細石膏粉 油酸酒精溶液 量筒 彩筆 四 實驗步驟1 配制油酸酒精溶液 把1mL的油酸溶于酒精中 制成200mL的油酸酒精溶液 2 往淺盤中倒入約2cm深的水 然后將痱子粉 或石膏粉 均勻地撒在水面上 3 用滴管 或注射器 向量筒中滴入n滴油酸酒精溶液 使這些溶液體積恰好為1mL 算出每滴油酸酒精溶液所含油酸的體積V mL 4 用滴管 或注射器 向水面上滴入一滴油酸酒精溶液 形成油膜 5 待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后 將一塊較大的玻璃板蓋在淺盤上 用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上 6 將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上 算出油酸薄膜的面積S 五 誤差分析1 純油酸體積的計算引起誤差 2 油膜面積的測量引起的誤差主要有兩個方面 1 油膜形狀的畫線誤差 2 數(shù)格子法本身是一種估算的方法 自然會帶來誤差 六 注意事項1 實驗前 必須將所有的實驗用具擦洗干凈 實驗時 吸取油酸 酒精和油酸酒精溶液的滴管不能混用 否則會增大實驗誤差 2 油酸酒精溶液中油酸與酒精的體積比以1 200為宜 3 淺盤里的水面離盤口面的距離應較小 并要水平放置 以便準確地畫出油酸薄膜的形狀 畫線時視線應與板面垂直 4 油酸在水面上形成的薄膜先擴散后收縮 要在薄膜形狀穩(wěn)定后再畫輪廓 薄膜擴散后又收縮的原因有兩個 一是水面受油酸滴沖擊凹陷后又恢復 二是酒精揮發(fā)后 薄膜回縮 5 滴油酸溶液的滴口應在離水面1cm之內(nèi) 否則油酸薄膜難以形成 實驗前要注意滴法的練習 命題點一 命題點二 實驗原理與操作例1 2017 黑龍江伊春市南岔區(qū)期中 在油膜法估測油酸分子的大小實驗中 有下列實驗步驟 a 往邊長約為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 b 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 c 將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標紙上 計算出油膜的面積 根據(jù)油酸的體積和面積計算出油酸分子直徑的大小 d 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)每增加一定體積時的滴數(shù) 由此計算出一滴油酸酒精溶液的體積 命題點一 命題點二 e 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 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m 結(jié)果保留一位有效數(shù)字 答案 1 dabec 2 5 10 10解析 2 根據(jù)實驗原理可知 油酸分子直徑為d m 5 10 10m 命題點一 命題點二 用油膜法估測分子大小的思路 1 理解分子模型 也就是理解油酸分子在水面上形成的薄膜厚度即分子直徑 2 明確溶質(zhì)和溶劑的關(guān)系 正確求出純油酸體積V 3 準確 數(shù) 出油膜的面積S 4 利用d 求得分子直徑 命題點一 命題點二 數(shù)據(jù)處理與誤差分析例2 2017 山東臨沭縣期中 油酸酒精溶液的濃度為每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0 6mL 現(xiàn)用滴管向量筒內(nèi)滴加50滴上述溶液 量筒中的溶液體積增加了1mL 若把一滴這樣的油酸酒精溶液滴入足夠大盛水的淺盤中 由于酒精溶于水 油酸在水面展開 穩(wěn)定后形成的油膜的形狀如圖所示 每一小方格的邊長為25mm 命題點一 命題點二 1 這種估測方法是將每個油酸分子視為模型 讓油酸盡可能地在水面上散開 則形成的油膜可視為油膜 這層油膜的厚度可視為油酸分子的 圖中油酸膜的面積為m2 每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸體積是m3 根據(jù)上述數(shù)據(jù) 估測出油酸分子的直徑是m 結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 2 某同學在實驗過程中 在距水面約2cm的位置將一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜 實驗時觀察到 油膜的面積會先擴張后又收縮了一些 這是為什么呢 請寫出你分析的原因 命題點一 命題點二 答案 1 球體單分子直徑4 5 10 21 2 10 112 7 10 10 2 水面受到落下油滴的沖擊 先陷下后又恢復水平 因此油膜的面積擴張 油酸酒精溶液中的酒精揮發(fā) 使液面收縮 解析 1 油膜面積約占72小格 面積約為S 72 25 25 10 6m2 4 5 10 2m2 一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積為 2 實驗過程中除了按步驟進行操作 還要仔細觀察實驗現(xiàn)象 并學會分析所觀察到的現(xiàn)象 命題點一 命題點二 進行數(shù)據(jù)處理防止出現(xiàn)以下四個方面的錯誤 1 將油酸酒精溶液的體積直接作為油酸的體積進行計算 2 計算油膜面積時 將不完整的方格作為完整方格處理 3 計算油酸膜面積時 只數(shù)了完整的方格數(shù) 4 計算分子直徑時沒有統(tǒng)一到國際單位 1 2017 陜西渭南一模 關(guān)于用 油膜法 估測分子大小的實驗 下列說法正確的是 A 單分子油膜的厚度被認為是油酸分子的直徑B 測量結(jié)果表明 分子直徑的數(shù)量級是10 10mC 實驗時先將一滴油酸酒精溶液滴入水面 再把痱子粉撒在水面上D 處理數(shù)據(jù)時將一滴油酸酒精溶液的體積除以油膜面積就算得油酸分子的直徑E 實驗時 先將1cm3的油酸滴入300cm3的純酒精中 制成油酸酒精溶液 再取一滴該溶液滴在撒有痱子粉的水面上 測量所形成的油膜面積 答案 解析 2 2017 山東濟寧期末 測量分子大小的方法有很多 如油膜法 顯微法 1 在用油膜法估測分子大小的實驗中 用移液管量取0 25mL油酸 倒入標注250mL的容量瓶中 再加入酒精后得到250mL的溶液 然后用滴管吸取這種溶液 向小量筒中滴入100滴溶液 溶液的液面達到量筒中1mL的刻度 再用滴管取配好的油酸溶液 向撒有痱子粉的盛水淺盤中滴下2滴溶液 在液面上形成油酸薄膜 待油膜穩(wěn)定后 放在帶有正方形坐標格的玻璃板下觀察油膜 如圖甲所示 坐標格的每個小正方形大小為2cm 2cm 由圖可以估算出油膜的面積是cm2 由此估算出油酸分子的直徑是m 保留一位有效數(shù)字 2 圖乙是用掃描隧道顯微鏡拍下的一個 量子圍欄 的照片 這個量子圍欄是由48個鐵原子在銅的表面排列成直徑為1 43 10 8m的圓周而組成的 由此可以估算出鐵原子的直徑約為m 結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 答案 1 2568 10 10 2 9 4 10 10 解析 1 數(shù)油膜的正方形格數(shù) 大于半格的算一格 小于半格的舍去