2021届高考物理一轮复习-第12章-热学-实验17-用油膜法估测分子大小教案(含解析).doc

学必求其心得，业必贵于专精

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实验十七用油膜法估测分子大小

一、实验目的

1．估测油酸分子的大小。

2．学会间接测量微观量的原理和方法。

二、实验原理

实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法估测分子的大小。当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中的酒精溶于水，并很快挥发，在水面上形成如图甲所示形状的一层纯油酸薄膜。如果算出一定体积的油酸在水面上形成的单分子油膜的面积,即可算出油酸分子的大小。用V表示一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积，用S表示单分子油膜的面积,用d表示分子的直径，如图乙所示，则d＝eq\f（V，S).

甲乙

三、实验器材

盛水浅盘、注射器（或滴管）、容量瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉(或细石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩笔.

四、实验步骤

1．用稀酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘,以免给实验带来误差。

2．配制油酸酒精溶液，取纯油酸1mL，注入500mL的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面达到500mL刻度线为止，摇动容量瓶，使油酸充分溶解在酒精中,这样就得到了500mL含1mL纯油酸的油酸酒精溶液。

3．用注射器（或滴管)将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并记下量筒内增加一定体积Vn时的滴数n.

4．根据V0＝eq\f（Vn，n）算出每滴油酸酒精溶液的体积V0。

5．向浅盘里倒入约2cm深的水,并将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上。

6．用注射器(或滴管）将一滴油酸酒精溶液滴在水面上。

7．待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，并将油酸膜的形状用彩笔画在玻璃板上.

8．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S(求面积时以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位计算轮廓内正方形的个数,不足半个的舍去，多于半个的算一个)。

9．根据油酸酒精溶液的配制比例，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V，并代入公式d＝eq\f（V,S）算出油酸薄膜的厚度d。

10．重复以上实验步骤,多测几次油酸薄膜的厚度，并求平均值，即为油酸分子直径的大小。

五、数据处理

根据上面记录的数据，完成以下表格内容.

实验

次数

量筒内增加1mL

溶液时的滴数

轮廓内的

小格子数

轮廓面积S

1

2

3

4

实验次数

一滴纯油酸

的体积V

分子的

大小（m)

平均值

1

2

3

4

六、注意事项

1．注射器针头高出水面的高度应在1cm之内,当针头靠水面很近（油酸未滴下之前）时，会发现针头下方的粉层已被排开，这是针头中酒精挥发所致,不影响实验效果。

2．待测油酸薄膜扩散后又会收缩，要在油酸薄膜的形状稳定后再画轮廓。扩散后又收缩有两个原因：①水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复;②酒精挥发后液面收缩。

3．当重做实验时，将水从浅盘的一侧边缘倒出,在这侧边缘会残留油酸,可用少量酒精清洗,并用脱脂棉擦去再用清水冲洗，这样做可保持浅盘的清洁。

4．本实验只要求估测分子的大小，实验结果的数量级符合要求即可。

实验操作及注意事项

1．（多选）(2019·湖北省武汉市调研)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，下列做法正确的是（)

A．用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，若100滴溶液的体积是1mL，则1滴溶液中含有油酸10－2mL

B．往浅盘里倒入适量的水，再将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上

C．用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，同时将玻璃板放在浅盘上,并立即在玻璃板上描下油酸膜的形状

D．根据1滴油酸酒精溶液中油酸的体积V和油膜面积S就可以算出油膜厚度d＝eq\f（V,S），即油酸分子的大小

BD[用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，若100滴溶液的体积是1mL，则1滴油酸酒精溶液的体积是10－2mL，含有油酸的体积小于10－2mL,选项A错误；往浅盘里倒入适量的水，再将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上，选项B正确;用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，同时将玻璃板放在浅盘上，待油酸在液面上分布均匀并稳定后，在玻璃板上描下油酸膜的形状,选项C错误;根据1滴油酸酒精溶液中油酸的体积V和油膜面积S就可以算出油膜厚度d＝eq\f(V，S），即油酸分子的大小，选项D正确。］

2．“用油膜法估测分子的大小实验的简要步骤如下：

A．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去，多于半个的算一个)，再根据方格的边长求出油膜的面积S。

B．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上,待油酸薄膜的形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上.

C．用浅盘装入约2cm深的水。

D．用公式