Question

17．在“油膜法估測分子直徑”的實驗中：
①下列關于油膜法實驗的說法中正確的是C
A．可以直接將油酸滴到淺水盆中進行實驗
B．實驗中撒痱子粉應該越多越好
C．該實驗中的理想化假設是將油膜看成單分子層油膜
D．實驗中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是可使油酸和痱子粉之間形成清晰的邊界輪廓
②某老師為本實驗配制油酸酒精溶液，實驗室配備的器材有：面積為0.25m²的蒸發(fā)皿，滴管，量筒（60滴溶液滴入量筒體積約為1毫升），純油酸和無水酒精若干等．已知分子直徑數量級為10^-10m，則該老師配制的油酸酒精溶液濃度（油酸與油酸酒精溶液的體積比）至多為多少？

Answer 1

分析 （1）明確用“油膜法”估測分子大小的實驗原理：認為油酸分子是緊密排列的，而且形成的油膜為單分子油膜，然后用每滴油酸酒精溶液所含油酸體積除以油膜面積得出的油膜面積厚度即為油酸分子直徑．
（2）要明確“用油膜法估測分子的大小”實驗的實驗原理：油酸以單分子呈球型分布在水面上，且一個挨一個，從而可以由體積與面積相除求出油膜的厚度，即可正確解答．形成的油膜的面積不能超過蒸發(fā)皿的面積，由此可以求出油酸酒精溶液濃度的最大值．

解答 解：①A、為了使油酸分子緊密排列，實驗時先將痱子粉均勻灑在水面上，再把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，故A錯誤；
B、實驗時先將痱子粉均勻灑在水面上適量即可，不能太多．故B錯誤；
C、油膜為單分子緊密排列的，因此單分子油膜的厚度被認為是油分子的直徑，故C正確；
D、實驗中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是盡可能地減小滴入水面的油酸的含量，故D錯誤．
故選：C．
②根據題意可知，形成的油膜的面積不能超過蒸發(fā)皿的面積，當油膜面積等于蒸發(fā)皿的面積時，此時油酸濃度最大，一滴油酸的體積為：
V=ds=10^-10m×0.25m²=2.5×10^-11m³
一滴酒精油酸溶液的體積為：V₀=${\frac{1}{60}cm}^{3}=1.7{{×10}^{-8}m}^{3}$
因此油酸的濃度為：$\frac{V}{{V}_{0}}=\frac{2.5{×10}^{-11}}{1.7{×10}^{-8}}=1.5{×10}^{-3}$
故答案為：①選C；②該老師配制的油酸酒精溶液濃度1.5×10^-3．

點評 本題考查了用“油膜法”估測分子直徑大小的實驗，正確解答實驗問題的前提是明確實驗原理．