專題-第二節(jié)-實驗：用油膜法估測油酸分子的大小-題型分析(2019人教版選擇性必修第三冊)

專題實驗：用油膜法估測油酸分子的大小題型分析專題一實驗步驟的考察例1用油膜法估測分子的大小、方法及步驟如下：①向體積V油＝1mL的油酸中加酒精，直至總量達到V總＝500mL；②用注射器吸取①中油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，當滴入n＝100滴時，測得其體積恰好是V0＝100mL；③先往邊長為30cm～40cm的淺盤里倒入2cm深的水，然后將________________均勻地撒在水面上；④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將事先準備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描下油酸膜的形狀；⑤將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，如圖所示，數出輪廓范圍內小方格的個數N，小方格的邊長l＝20mm.根據以上信息，回答下列問題：(1)步驟③中應填寫：________________；(2)1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V′＝______mL；(3)油酸分子直徑是____________m.解析(1)在該實驗中，由于油酸薄膜的邊緣在水中不易觀察和畫出，因此淺盤中倒入水后，將痱子粉或石膏粉均勻撒在水面上，以便于操作．(2)每滴酒精油酸溶液中含有純油酸的體積：V′＝eq\f(1,100×500)mL＝2×10－5mL.(3)面積超過正方形一半的正方形的個數為116個，則油酸膜的面積約為：S＝116×4cm2＝464cm2，因此油酸分子直徑為：d＝eq\f(V,S)＝eq\f(2×10－5mL,464cm2)＝4.3×10－8cm＝4.3×10－10m.答案(1)痱子粉或石膏粉(2)2×10－5(3)4.3×10－10歸納總結：在用油膜法估測分子大小的實驗中，讓一定體積的純油酸滴在水面上形成單分子油膜，估算出油膜面積，從而求出分子直徑；注意求油膜面積的方法以及單位的換算．專題二油膜法估測阿伏伽德羅常數例2在“用油膜法估測分子大小”的實驗中，所用的油酸酒精溶液的濃度為每1000mL溶液中有純油酸0.6mL，用注射器測得1mL上述溶液為80滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤內，讓油膜在水面上盡可能散開，測得油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖所示，圖中正方形方格的邊長為1cm。(1)實驗中為什么要讓油膜盡可能散開？(2)實驗測出油酸分子的直徑是多少？(結果保留兩位有效數字)(3)如果已知體積為V的一滴油在水面上散開形成的單分子油膜的面積為S，這種油的密度為ρ，摩爾質量為M，試寫出阿伏加德羅常數的表達式。解析(1)為使油膜在水面上形成單分子油膜。(2)由圖可知油膜覆蓋方格數約為120個，設油酸分子的直徑為d，則有eq\f(1,80)×eq\f(0.6,1000)×10－6m＝120×1×10－4d解得d＝6.3×10－10m.(6.2×10－10m～6.4×10－10m都對)(3)設阿伏加德羅常數為NA每個分子的體積V0＝eq\f(1,6)π(eq\f(V,S))3由NAρV0＝M，得NA＝eq\f(6MS3,πρV3)答案(1)為使油膜在水面上形成單分子油膜。(2)6.3×10－10m.(6.2×10－10m～6.4×10－10m都對)(3)eq\f(6MS3,πρV3)歸納總結：油膜法測分子直徑，關鍵是獲得一滴油酸酒