2025年高中物理试卷(带答案)实验十八　用油膜法估测油酸分子的大小.docx

实验十八用油膜法估测油酸分子的大小

1.知道油膜法估测油酸分子的大小的原理．

2．掌握用油膜法估测油酸分子的大小的方法．

一、操作过程

1．配置溶液：取1mL油酸溶于________中，制成200mL油酸酒精溶液．

提醒：用酒精对油酸进行稀释，有利于获取更小体积的纯油酸，这样更有利于油酸在水面上形成单分子油膜．同时酒精易挥发，不影响测量结果．

2．倒水撒粉：往边长约为30～40cm的浅盘中倒入约2cm深的水，然后将爽身粉(或细石膏粉)________地撒在水面上．

提醒：撒爽身粉后，便于观察所形成的油膜的轮廓．

3.计算体积：用滴管(或注射器)向量筒中滴入n滴配制好的______溶液，使这些溶液的体积恰好为1mL，算出每滴油酸酒精溶液的体积V0＝1nmL

4．形成油膜：用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散开，形成________油膜．

警示：油膜的面积是先扩张后缩小，最后达到稳定状态．

5．描画形状：待油酸薄膜形状稳定后，将准备好的玻璃板盖在浅盘上，用彩笔将________的形状画在玻璃板上．

6．计算面积：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．方法是计算轮廓范围内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个，把正方形的个数乘以单个正方形的面积就是油膜的面积．

7.计算直径：根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V，利用一滴溶液中纯油酸的体积V和薄膜的面积S，算出油酸薄膜的厚度d＝VS，即为油酸分子的直径．比较算出的分子直径，看其数量级(单位为m)是否为10－10，若不是10－10需重做实验

警示：由于滴在水面上的不是纯油酸，而是油酸酒精溶液，故油酸的体积需要进行换算．

二、数据处理

1．一滴油酸溶液的平均体积V＝N滴油酸溶液的体积

2．一滴油酸溶液中含纯油酸的体积V＝V×油酸溶液的体积比．

(体积比＝纯油酸体积溶液的体积

3．油膜的面积S＝n×1cm2(n为有效格数，小方格的边长为1cm)．

4．分子直径d＝VS(代入数据时注意统一单位和有效数字的保留)

三、误差分析

1．油酸酒精溶液配制后若长时间放置，溶液的浓度会改变，会给实验带来较大误差．

2．纯油酸体积的计算误差．

3．油膜面积的测量误差．

4．油膜形状的画线误差．

5．数格子法本身是一种估算的方法，自然会带来误差．

四、注意事项

1．在有机玻璃板上描绘轮廓时动作轻而迅速，眼睛视线要始终与玻璃垂直．

2．本实验只要求估算油酸分子的大小，实验结果数量级符合要求即可．

考点一教材原型实验

例1在做

“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL，用注射器测得1mL上述溶液有75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，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为2cm.

(1)请选出需要的实验操作，并将它们按操作先后顺序排列：D、________(用字母符号表示)．

(2)某次实验时，滴下油酸溶液后，痱子粉迅速散开形成如图所示的“锯齿”边沿图案，出现该图样的可能原因是___________________________________________

________________________________________________________________________.

A．盆中装的水量太多

B．痱子粉撒得太多，且厚度不均匀

C．盆太小，导致油酸无法形成单分子层

(3)按题目中所给实验数据估测出油酸分子的直径为________m(保留一位有效数字)．

例2[2024·河南许昌模拟预测]在“用油膜法估测分子的大小”实验中：

(1)该实验中建立理想化模型，下列说法正确的是________．

A．将油膜看成单分子层油膜

B．油酸分子间的间隙不可忽略

C．不考虑各油酸分子间的相互作用力

D．将油酸分子看成立方体模型

(2)某同学在本实验中，计算结果明显偏小，可能是由于________．

A．油酸未完全散开

B．油酸酒精溶液的体积算作一滴纯油酸的体积

C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格

D.在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数多数了10滴

(3)该同学将一滴油酸酒精溶液滴入事先洒有均匀痱子粉的水槽中，待油膜充分散开后，在玻璃板上描出油膜的轮廓，该油膜的面积是8.0×10－3m2：已知油酸酒精溶液中油酸浓度为0.2%，400滴油酸酒精溶液滴入量筒后的体积是1.2mL，则油酸分子直径为________m(结果保留两位有效数字)．

考点二探索创新实验

例3在“用油膜法估测分子的大小”实验中，