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2.实验：用油膜法估测油酸分子的大小
1.在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，用到了“数格子”的方法，是为了估算（　　）
A.一滴油酸的体积
B.一滴油酸酒精溶液中纯油酸形成的油膜的面积
C.一个油酸分子的体积
D.一个油酸分子的面积
2.某同学在实验室做“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中，已知油酸酒精溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL。用注射器抽取上述溶液，并缓慢地滴出50滴溶液，共计1 mL。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘中，在刻有小正方形坐标的玻璃板上描出油膜的轮廓如图所示，坐标中小正方形方格的边长为20 mm。下列说法正确的是（　　）
A.实验中将油酸稀释是为了满足形成单分子油膜的条件
B.由实验数据可得每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是2×10－5 mL
C.经计算油酸分子的直径大约是3×10－8 m～7×10－8 m
D.实验中如果没有等油酸完全扩散开就描出轮廓，这样会导致计算的结果偏小
3.测量分子大小的方法有很多，如油膜法、显微法。
（1）在“用油膜法估测分子的大小”的实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是　　　　。
A.可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
B.对油酸起到稀释作用
C.有助于测量一滴油酸的体积
D.有助于油酸的颜色更透明便于识别
（2）某老师为本实验配制油酸酒精溶液，实验室配备的器材有：面积为0.22 m2的蒸发皿、滴管、量筒（50滴溶液滴入量筒体积约为1毫升）、纯油酸和无水酒精若干。已知分子直径数量级为10－10 m，则该老师配制的油酸酒精溶液浓度（油酸与油酸酒精溶液的体积比）至多为　　　　％（保留两位有效数字）。
4.在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中：
（1）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.油酸酒精溶液中含有大量酒精
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1 mL油酸酒精溶液时，滴数多数了10滴
（2）该同学将一滴油酸酒精溶液滴入事先撒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8.0×10－3 m2；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1.2 mL，则油酸分子直径为　　　　 m。（结果保留两位有效数字）
5.（1）“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的简要步骤如下：
①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。
②将1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。
③用浅盘装入约2 cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上。
④用公式d＝求出薄膜厚度，即油酸分子直径的大小。
⑤根据油酸酒精溶液的浓度，算出1滴溶液中纯油酸的体积V。
⑥用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数。
上述实验步骤的合理顺序是　　　　　　⑤④。
（2）步骤②中滴入浅盘中的油酸酒精溶液所含的纯油酸的体积为5.0×10－6 mL，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板平放在方格边长为1 cm的坐标纸上，按不足半个的舍去，多于半个的算一个，得到油膜面积为120 cm2，则此油酸分子直径为　　　　 m。（结果保留两位有效数字）
2.实验：用油膜法估测油酸分子的大小
1.B　在实验过程中，若油膜完全散开且形状稳定，则油酸在水面上形成的油膜面积可通过“数格子”的方法来估算，故选B。
2.A　实验中将油酸稀释是为了满足形成单分子油膜的条件，故A正确；由实验数据可得每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积为V0＝× mL＝1.2×10－5 mL，故B错误；由图可知，油膜轮廓里面大约有56个小方格，则油膜的轮廓的面积大约为 S＝56×（20×10－3）2m2＝2.24×10－2 m2，则油酸分子的直径大约为d＝＝ m≈5×10－10 m，故C错误；实验中如果没有等油酸完全扩散开就描出轮廓，则描出油膜的轮廓面积比单分子油膜面积小，计算得到油酸分子的直径偏大，故D错误。
3.（1）B　（2）0.11
解析：（1）实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液对油酸起到稀释作用，酒精稀释油酸是为了进一步减小油酸分子的面密度，使油酸分子尽可能少的在竖直方向上重叠，更能保证其形成单层分子油膜，也就是为了减小系统误差，B正确，A、C、D错误。
（2）根据题意可知，形成的油膜的面积不能超过蒸发皿的面积，当油膜面积等于蒸发皿的面积时，油酸酒精溶液浓度最大。一滴溶液中油酸的体积
V0＝DS＝10－10 m×0.22 m2＝2.2×10－11 m3
一滴油酸酒精溶液的体积V＝ cm3＝2×10－8m3，则此油酸酒精溶液的浓度为＝0.11％。
4.（1）D　（2）7.5×10－10
解析：（1）计算油酸分子直径的公式为d＝，V是纯油酸的体积，S是油膜的面积；水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开，则测量的面积S偏小，导致计算结果偏大，故A错误；因为酒精溶于水，若溶液中含有大量的酒精，则有利于油酸分散开，形成单分子层，对油膜面积无影响，对计算结果无影响，故B错误；计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，S偏小，结果偏大，故C错误；在向量筒中滴入 1 mL 油酸酒精溶液时，滴数多数了10滴，浓度降低，纯油酸的体积减小，则d减小，故D正确。
（2）根据题意有V＝×0.2％ mL＝6×10－6 mL＝6×10－12 m3
所以油酸分子的直径为d＝＝ m＝7.5×10－10 m。
5.（1）⑥③②①　（2）4.2×10－10
解析：（1）实验步骤为：将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出1滴此溶液的体积。然后将1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积。用1滴此溶液中纯油酸的体积除以油酸薄膜的面积，恰好就是油酸分子的直径。故正确的顺序为⑥③②①⑤④。
（2）油酸分子的直径d＝＝m≈4.2×10－10 m。
2 / 22.实验：用油膜法估测油酸分子的大小
一、实验思路
　利用油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法（图甲）。
1.估测分子大小。当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就会在水面上散开，其中的酒精溶于水中，并很快挥发，这样就在水面上形成一层单分子纯油酸薄膜（图乙）。
2.如果把分子看作小球，那么可以认为油膜的厚度等于油酸分子的大小（直径）。
3.测出一滴油酸的体积，并算出这滴油酸在水面上形成的单分子油膜的面积，就可估算出油酸分子的大小。
二、实验器材
　量筒，注射器，浅盘，油酸酒精溶液，玻璃板，坐标纸，痱子粉或滑石粉，细彩笔，水。
三、实验步骤
1.用注射器吸入一定体积（如1 mL）事先配制好的油酸酒精溶液，再均匀地滴到玻璃杯中，记下滴出的总滴数，即可算出一滴油酸酒精溶液的体积V0。
2.在边长30～40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，然后将痱子粉或滑石粉均匀地撒在水面上，用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待其散开。
3.当油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板轻放在浅盘上，用细彩笔仔细地把油酸薄膜边缘的形状画在玻璃板上。
4.将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，用数格的方法估算出油膜的面积S。
5.根据油酸酒精溶液的浓度和已测出的一滴油酸酒精溶液的体积V0，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V。
6.用公式D＝（D为油酸分子直径），计算得到油酸分子的大小。
四、数据处理
　在实验中由D＝计算分子的直径，“V”是经过换算后一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积。各物理量的计算方法如下：
（1）一滴油酸溶液的平均体积
＝。
（2）一滴油酸溶液中含纯油酸的体积V＝×油酸溶液的体积比。
（3）油膜的面积S＝n×1 cm2（n为有效格数，小方格的边长为1 cm）。
（4）分子直径D＝（代入数据时注意单位的统一）。
五、误差分析
产生原因 减小方法
偶然误差 测量油膜面积不准确 使用的坐标纸的方格要小一些，液面稳定后再测量面积
系统误差 油膜不是单分子层 使油酸溶液的浓度小一些
六、注意事项
1.油酸酒精溶液配制好后，不要长时间放置，以免浓度改变，产生误差。
2.待测油酸液面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓。扩散后又收缩有两个原因：第一，水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复；第二，酒精挥发后液面收缩。
3.当重做实验时，水从盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦拭，再用清水冲洗，这样做可保持盘的清洁。
4.从盘的中央加痱子粉，粉自动扩散至均匀，这样做比将粉撒在水面上的效果好。
题型一 教材原型实验
【典例1】　“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的简要步骤如下：
A.用注射器将事先配置好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下一定体积的总液滴。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。
B.用浅盘装入约2 cm深的水。
C.将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，立即将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油膜的形状描画在玻璃板上。
D.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。
E.用公式D＝，求出油膜厚度，即油酸分子直径的大小。
（1）上述步骤中有哪两个步骤有遗漏或不完整的，请指出并改正：
a.　　　　　　
　　　　　　　。
b.　　　　　　
　　　　　　　。
（2）在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，用移液管量取0.25 mL油酸，倒入标注250 mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250 mL的溶液。然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面达到量筒中 1 mL 的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图所示。坐标格的正方形大小为2 cm×2 cm。由图可以估算出油膜的面积是　　　　 cm2，由此估算出油酸分子的直径是　　　　 m（保留一位有效数字）。
（3）某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，数据偏大，对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是　　　　。
A.错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
B.计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理
C.计算油膜面积时，只数了完整的方格数
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　某同学在进行“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。
（1）首先要确定一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，具体做法是：把浓度为η的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下滴入溶液滴数n时量筒内增加的体积为V，则一滴溶液中含有纯油酸的体积为　　　　；
（2）然后将一滴油酸酒精溶液滴入盛水的浅盘里，待水面上的油酸膜尽可能铺开且稳定后，记下油酸膜面分布图，清点小格数（不足半个的舍去，多于半个的算一个）为k，已知图中每个正方形小方格的边长为a，则油膜的面积为　　　　；
（3）由此可得出油酸分子直径大小的表达式为　　　　。
题型二 创新拓展实验
【典例2】　测量分子大小的方法有很多，如油膜法、显微法。
（1）在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，某同学的操作步骤如下：
Ⅰ.取一定量的酒精和油酸，配制成一定浓度的油酸酒精溶液。
Ⅱ.用注射器将配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。
Ⅲ.在浅盘内盛一定量的水，在水面上先撒上痱子粉，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定。
Ⅳ.在浅盘上覆盖玻璃板，　　　　　，用方格纸测量油膜的面积，如图甲所示。
①请将步骤Ⅳ补充完整：　　　　　　　。
②实验中，用体积为a的纯油酸配制成体积为b的油酸酒精溶液，现已测得一滴油酸酒精溶液的体积为c，将一滴油酸酒精溶液滴入盛有水的器皿中，油膜充分展开后的面积为S，则估算油酸分子的直径为　　　　。
（2）图乙是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片，这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为1.43×10－8 m的圆周而组成的。由此可以估算出铁原子的直径约为　　　　　　 m。（结果保留两位有效数字）
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　某班级做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，实验前，教师在酒精中加入1 mL的油酸配制成 1 000 mL 的油酸酒精溶液。
（1）在实验时需要测量出1滴油酸酒精溶液的体积，具体的操作是用　　　　将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时液滴的滴数。
（2）在浅盘的水面撒上痱子粉，将1滴油酸酒精溶液滴入水中后，下列现象或判断正确的是　　　　。
A.油膜的面积先扩张后又稍微收缩了一些
B.油膜的面积先快速扩张后慢慢趋于稳定
C.若出现如图所示的情况，说明油酸酒精溶液浓度太大，需重新配制油酸酒精溶液进行实验
D.若出现如图所示的情况，可在水面上重新撒上痱子粉，再次滴入油酸酒精溶液进行实验
（3）甲实验小组测得1 mL油酸酒精溶液为80滴，通过数1滴溶液在水面扩散稳定后形成的油膜面积对应的方格的个数得到油膜的面积为250 cm2，可估算油酸分子的直径为　　　　 m（计算结果保留一位有效数字）。
1.（1）如图所示的四幅图反映“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按正确操作顺序排列应是　　　　（用符号表示）。
（2）用“油膜法”来粗略估测油酸分子的大小，利用了一些科学的近似处理，这些处理有：　　　　　　
　　　　　　　。
2.在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中：
（1）以下几个主要的操作步骤相应要获得的实验数据是：
①配制油酸酒精溶液时，必须记录并算出　　　　　　　　　　　　 　　　　　　。
②用滴管取配制好的油酸酒精溶液，然后逐滴滴入量筒中，……，这一步是为了测出　　　　　　　　　　　　　　　　 　　。
③用滴管将配制好的油酸酒精溶液在水面上滴入1滴，待水面上形成的油膜形状稳定后，……这一步是为了测出　　　　　　
　　　　　　　。
（2）将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是 0.13 m2。由此估算出油酸分子的直径为　　　　 m（结果保留一位有效数字）。
3.在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL溶液中有纯油酸 1 mL，用量筒和注射器测得60滴这样的溶液为 1 mL，用注射器把一滴该溶液滴入表面撒有痱子粉的浅盘里，待油膜形状稳定后，把玻璃板盖在浅盘上并描画出油膜的轮廓，如图所示。图中正方形小方格的边长为2 cm。（计算结果均保留2位有效数字）
（1）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是　　　　mL；
（2）根据上述数据及图中的面积，估测出油酸分子的直径是　　　　m（保留一位有效数字）；
（3）关于本实验下列说法正确的是　　　　。
A.选用油酸酒精溶液而不是纯油酸，目的是让油酸尽可能散开，形成单分子油膜
B.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，油酸分子直径的计算结果将偏大
C.在向量筒中滴入1 mL油酸酒精溶液时，滴数少记了几滴，油酸分子直径的计算结果将偏小
2.实验：用油膜法估测油酸分子的大小
【必备技能·细培养】
【典例1】　（1）a.C步骤中，立即改成待油酸薄膜稳定后
b.B步骤中，要在水面上均匀撒上痱子粉或滑石粉
（2）252（251～253均可）　8×10－10　（3）AC
解析：（1）C步骤中，立即改成待油酸薄膜稳定后。B步骤中，要在水面上均匀撒上痱子粉或滑石粉。
（2）由图可以估算出油膜的面积是
S＝63×2 cm×2 cm＝252 cm2
2滴油酸酒精溶液中含油酸的体积
V＝2× mL＝ mL＝2×10－11 m3
由此估算出油酸分子的直径是
D＝＝ m＝8×10－10 m。
（3）根据D＝可知，错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，则测量值偏大，选项A正确；计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理，则面积的测量值偏大，则直径的测量值偏小，选项B错误；计算油膜面积时，只数了完整的方格数，则面积测量值偏小，则直径测量值偏大，选项C正确。
素养训练
　（1）　（2）ka2　（3）
解析：（1）由题意可得一滴纯油酸的体积为V0＝；
（2）由题目条件可直接求得油膜的面积为S＝ka2；
（3）油酸分子直径大小的表达式为d＝＝。
【典例2】　（1）①描出油膜形状　②　（2）9.4×10－10
解析：（1）①在浅盘上覆盖玻璃板，描出油膜形状，用方格纸测量油膜面积。②一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V＝。油酸分子的直径为d＝＝。（2）48个铁原子组成一个圆，圆的周长等于48个原子直径之和，则铁原子的直径d1＝＝＝ m≈9.4×10－10 m。
素养训练
　（1）注射器（或滴管）　（2）A　（3）5×10－10　
解析：（1）溶液配制好之后，用注射器（或滴管）将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，并记下滴数和体积。
（2）油膜的面积先扩张后又收缩一些，故A正确，B错误；出现如题图所示的情况，是痱子粉撒得太多，导致油膜未完全展开，故C、D错误。
（3）油酸分子的直径d＝＝ m＝5×10－10 m。
【教学效果·勤检测】
1.（1）dacb　（2）见解析
解析：（1）“用油膜法估测油酸分子的大小”步骤为：配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径。易知正确操作顺序排列应是dacb。
（2）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，利用的近似处理有：把在水面上尽可能扩散开的油膜视为单分子油膜；把形成油膜的分子看成紧密排列的球形分子；认为油酸分子是一个挨一个排列的。
2.（1）①油酸酒精溶液的浓度　②一滴油酸酒精溶液的体积
③一滴油酸酒精溶液中的油酸形成的单分子油膜的面积
（2）5×10－10
解析：（1）①配制油酸酒精溶液时，必须记录并算出油酸酒精溶液的浓度。②用滴管取配制好的油酸酒精溶液，然后逐滴滴入量筒中，……，这一步是为了测出一滴油酸酒精溶液的体积。③用滴管将配制好的油酸酒精溶液在水面上滴入1滴，待水面上形成的油膜形状稳定后，……这一步是为了测出一滴油酸酒精溶液中的油酸形成的单分子油膜的面积。
（2）一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为V＝× m3，S＝0.13 m2，故油酸分子的直径D＝≈5×10－10 m。
3.（1）1.7×10－5　（2）7×10－10　（3）AB
解析：（1）1滴酒精油酸溶液中含油酸的体积
V＝× mL＝1.7×10－5 mL。
（2）由于每格边长为2 cm，则每一格面积就是 4 cm2，估算油膜面积时超过半格以一格计算，小于半格就舍去，估算出60格，则油酸薄膜面积为S＝60×4 cm2＝2.4×10－2m2，由于分子是单分子紧密排列的，因此分子直径为d＝＝ m＝7×10－10 m。
（3）计算时利用的是纯油酸的体积，酒精的作用是更易于油酸平铺成单层薄膜，自身溶于水或挥发掉，使测量结果更精确，所以选用油酸酒精溶液而不是纯油酸，目的是让油酸尽可能散开，形成单分子油膜，故A正确；计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，S将偏小，故得到的分子直径将偏大，故B正确；计算时在向量筒中滴入1 mL油脂酒精溶液时，滴数少数了几滴，油酸体积偏大，导致计算结果偏大，故C错误。
5 / 5(共52张PPT)
2.实验：用油膜法估测油酸分子的大小
目 录
01.
基础知识·准落实
02.
必备知识·快突破
03.
教学效果·勤检测
04.
课时训练·提素能
基础知识·准落实
梳理归纳 自主学习
01
一、实验思路
　利用油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法（图甲）。
1. 估测分子大小。当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸
就会在水面上散开，其中的酒精溶于水中，并很快挥发，这样就在
水面上形成一层单分子纯油酸薄膜（图乙）。
2. 如果把分子看作小球，那么可以认为油膜的厚度等于油酸分子的大
小（直径）。
3. 测出一滴油酸的体积，并算出这滴油酸在水面上形成的单分子油膜
的面积，就可估算出油酸分子的大小。
二、实验器材
　量筒，注射器，浅盘，油酸酒精溶液，玻璃板，坐标纸，痱子粉或
滑石粉，细彩笔，水。
三、实验步骤
1. 用注射器吸入一定体积（如1 mL）事先配制好的油酸酒精溶液，
再均匀地滴到玻璃杯中，记下滴出的总滴数，即可算出一滴油酸酒
精溶液的体积V0。
2. 在边长30～40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，然后将痱子粉或滑
石粉均匀地撒在水面上，用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴
一滴在水面上，待其散开。
3. 当油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板轻放在浅盘上，用细彩笔仔细
地把油酸薄膜边缘的形状画在玻璃板上。
4. 将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，用数格的方法估算出
油膜的面积S。
5. 根据油酸酒精溶液的浓度和已测出的一滴油酸酒精溶液的体积V0，
算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V。
6. 用公式D＝（D为油酸分子直径），计算得到油酸分子的大小。
四、数据处理
　在实验中由D＝计算分子的直径，“V”是经过换算后一滴油酸酒
精溶液中纯油酸的体积。各物理量的计算方法如下：
（1）一滴油酸溶液的平均体积＝。
（2）一滴油酸溶液中含纯油酸的体积V＝×油酸溶液的体积比
。
（3）油膜的面积S＝n×1 cm2（n为有效格数，小方格的边长为1
cm）。
（4）分子直径D＝（代入数据时注意单位的统一）。
五、误差分析
产生原因 减小方法
偶然误差 测量油膜面积不
准确 使用的坐标纸的方格要小一些，液面稳定后再测量面积
系统误差 油膜不是单分子层 使油酸溶液的浓度小一些
六、注意事项
1. 油酸酒精溶液配制好后，不要长时间放置，以免浓度改变，产
生误差。
2. 待测油酸液面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓。扩散后又收缩
有两个原因：第一，水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复；第二，酒
精挥发后液面收缩。
3. 当重做实验时，水从盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸，
可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦拭，再用清水冲洗，这样做可保
持盘的清洁。
4. 从盘的中央加痱子粉，粉自动扩散至均匀，这样做比将粉撒在水面
上的效果好。
02
必备技能·细培养
诱思导学 触类旁通
题型一 教材原型实验
【典例1】 “用油膜法估测油酸分子的大小”实验的简要步骤如下：
A. 用注射器将事先配置好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记
下一定体积的总液滴。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。
B. 用浅盘装入约2 cm深的水。
C. 将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，立即将玻璃板放在浅盘上，用
彩笔将油膜的形状描画在玻璃板上。
D. 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。
E. 用公式D＝，求出油膜厚度，即油酸分子直径的大小。
（1）上述步骤中有哪两个步骤有遗漏或不完整的，请指出并改正：
a. 。
b. 。
C步骤中，立即改成待油酸薄膜稳定后
B步骤中，要在水面上均匀撒上痱子粉或滑石粉
解析：C步骤中，立即改成待油酸薄膜稳定后。B步骤中，要在水面上均匀撒上痱子粉或滑石粉。
（2）在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，
用移液管量取0.25 mL油酸，倒入标注250 mL的
容量瓶中，再加入酒精后得到250 mL的溶液。然
后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入100滴
溶液，溶液的液面达到量筒中1 mL的刻度，再用
滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水浅
盘中滴下2滴溶液在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图所示。坐标格的正方形大小为2 cm×2 cm。由图可以估算出油膜的面积是 cm2，由此估算出油酸分子的直径是 m（保留一位有效数字）。
252（251～253均可）　
8×10－10　
解析：由图可以估算出油膜的面积是
S＝63×2 cm×2 cm＝252 cm2
2滴油酸酒精溶液中含油酸的体积
V＝2× mL＝ mL＝2×10－11 m3
由此估算出油酸分子的直径是
D＝＝ m＝8×10－10 m。
（3）某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，数据
偏大，对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的
是 。
A. 错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
B. 计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理
C. 计算油膜面积时，只数了完整的方格数
AC　
解析：根据D＝可知，错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油
酸的体积进行计算，则测量值偏大，选项A正确；计算油膜面积
时，错将不完整的方格作为完整方格处理，则面积的测量值偏
大，则直径的测量值偏小，选项B错误；计算油膜面积时，只数
了完整的方格数，则面积测量值偏小，则直径测量值偏大，选
项C正确。
　某同学在进行“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。
（1）首先要确定一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，具体做法是：
把浓度为η的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下滴入溶液
滴数n时量筒内增加的体积为V，则一滴溶液中含有纯油酸的体
积为 ；
解析：由题意可得一滴纯油酸的体积为V0＝；
　
（2）然后将一滴油酸酒精溶液滴入盛水的浅盘里，待水面上的油酸
膜尽可能铺开且稳定后，记下油酸膜面分布图，清点小格数
（不足半个的舍去，多于半个的算一个）为k，已知图中每个正
方形小方格的边长为a，则油膜的面积为 ；
解析：由题目条件可直接求得油膜的面积为S＝ka2；
（3）由此可得出油酸分子直径大小的表达式为 。
解析：油酸分子直径大小的表达式为d＝＝。
ka2　
　
题型二 创新拓展实验
【典例2】　测量分子大小的方法有很多，如油膜法、显微法。
（1）在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，某同学的操作
步骤如下：
Ⅰ.取一定量的酒精和油酸，配制成一定浓度的油酸酒精溶液。
Ⅱ.用注射器将配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记
下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶
液的体积。
Ⅲ.在浅盘内盛一定量的水，在水面上先撒上痱子粉，再滴入一滴油
酸酒精溶液，待其散开稳定。
Ⅳ.在浅盘上覆盖玻璃板， 　　，用方格纸测量油膜的面积，如图甲
所示。
①请将步骤Ⅳ补充完整： 。
描出油膜形状
②实验中，用体积为a的纯油酸配制成体积为b的油酸酒精溶液，现已
测得一滴油酸酒精溶液的体积为c，将一滴油酸酒精溶液滴入盛有水
的器皿中，油膜充分展开后的面积为S，则估算油酸分子的直径
为 。
　
解析：①在浅盘上覆盖玻璃板，描出油膜形状，用方格纸测量油膜面积。②一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V＝。油酸分子的直径为d＝＝。
（2）图乙是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片，这
个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为1.43×10－8 m的圆周而组成的。由此可以估算出铁原子的直径约
为 m。（结果保留两位有效数字）
解析： 48个铁原子组成一个圆，圆的周长等于48个原子直径
之和，则铁原子的直径d1＝＝＝
m≈9.4×10－10 m。
9.4×10－10　
　某班级做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，实验前，教师在
酒精中加入1 mL的油酸配制成 1 000 mL 的油酸酒精溶液。
（1）在实验时需要测量出1滴油酸酒精溶液的体积，具体的操作是
用 将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴
地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时液滴的滴数。
解析：溶液配制好之后，用注射器（或滴管）将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，并记下滴数和体积。
注射器（或滴管）　
（2）在浅盘的水面撒上痱子粉，将1滴油酸酒精溶液滴入水中后，下
列现象或判断正确的是 。
A. 油膜的面积先扩张后又稍微收缩了一些
B. 油膜的面积先快速扩张后慢慢趋于稳定
C. 若出现如图所示的情况，说明油酸酒精溶液浓度太大，需重新配制油酸酒精溶液进行实验
D. 若出现如图所示的情况，可在水面上重新撒上痱子粉，再次滴入油酸酒精溶液进行实验
A　
解析：油膜的面积先扩张后又收缩一些，故A正确，B错误；出现如题图所示的情况，是痱子粉撒得太多，导致油膜未完全展开，故C、D错误。
（3）甲实验小组测得1 mL油酸酒精溶液为80滴，通过数1滴溶液在水
面扩散稳定后形成的油膜面积对应的方格的个数得到油膜的面
积为250 cm2，可估算油酸分子的直径为 m（计算
结果保留一位有效数字）。
解析：油酸分子的直径d＝＝ m＝5×10－10 m。
5×10－10　
03
教学效果·勤检测
强化技能 查缺补漏
1. （1）如图所示的四幅图反映“用油膜法估测油酸分子的大小”实
验中的四个步骤，将它们按正确操作顺序排列应是 （用符
号表示）。
dacb　
解析： “用油膜法估测油酸分子的大小”步骤为：配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径。易知正确操作顺序排列应是dacb。
（2）用“油膜法”来粗略估测油酸分子的大小，利用了一些科学
的近似处理，这些处理有： 　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案：见解析
解析：在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，利用的近似处理有：把在水面上尽可能扩散开的油膜视为单分子油膜；把形成油膜的分子看成紧密排列的球形分子；认为油酸分子是一个挨一个排列的。
2. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中：
（1）以下几个主要的操作步骤相应要获得的实验数据是：
①配制油酸酒精溶液时，必须记录并算出
。
②用滴管取配制好的油酸酒精溶液，然后逐滴滴入量筒
中，……，这一步是为了测出 。
③用滴管将配制好的油酸酒精溶液在水面上滴入1滴，待水面
上形成的油膜形状稳定后，……这一步是为了测出
。
油酸酒精溶液的
浓度　
一滴油酸酒精溶液的体积
一滴油
酸酒精溶液中的油酸形成的单分子油膜的面积
解析：①配制油酸酒精溶液时，必须记录并算出油酸酒精溶液的浓度。②用滴管取配制好的油酸酒精溶液，然后逐滴滴入量筒中，……，这一步是为了测出一滴油酸酒精溶液的体积。③用滴管将配制好的油酸酒精溶液在水面上滴入1滴，待水面上形成的油膜形状稳定后，……这一步是为了测出一滴油酸酒精溶液中的油酸形成的单分子油膜的面积。
（2）将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；测
得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴
在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2。由此估算出
油酸分子的直径为 m（结果保留一位有效数字）。
解析：一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为V＝× m3，S＝0.13 m2，故油酸分子的直径D＝≈5×10－10 m。
5×10－10　
3. 在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验时，油酸酒精溶液的
浓度为每1 000 mL溶液中有纯油酸 1 mL，用量筒和注射器测得60
滴这样的溶液为 1 mL，用注射器把一滴该溶液滴入表面撒有痱子
粉的浅盘里，待油膜形状稳定后，把玻璃板盖在浅盘上并描画出油
膜的轮廓，如图所示。图中正方形小方格的边长为2 cm。（计算结
果均保留2位有效数字）
（1）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 mL；
1.7×10－ 5
解析：1滴酒精油酸溶液中含油酸的体积V＝×
mL＝1.7×10－5 mL。
（2）根据上述数据及图中的面积，估测出油酸分子的直径是 m（保留一位有效数字）；
7×10－10　
解析：由于每格边长为2 cm，则每一格面积就是 4 cm2，估算
油膜面积时超过半格以一格计算，小于半格就舍去，估算出
60格，则油酸薄膜面积为S＝60×4 cm2＝2.4×10－2m2，由于
分子是单分子紧密排列的，因此分子直径为d＝＝
m＝7×10－10 m。
（3）关于本实验下列说法正确的是 。
A. 选用油酸酒精溶液而不是纯油酸，目的是让油酸尽可能散开，形成单分子油膜
B. 计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，油酸分子直径的计算结果将偏大
C. 在向量筒中滴入1 mL油酸酒精溶液时，滴数少记了几滴，油酸分子直径的计算结果将偏小
AB　
解析：计算时利用的是纯油酸的体积，酒精的作用是更易于油酸平铺成单层薄膜，自身溶于水或挥发掉，使测量结果更精确，所以选用油酸酒精溶液而不是纯油酸，目的是让油酸尽可能散开，形成单分子油膜，故A正确；计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，S将偏小，故得到的分子直径将偏大，故B正确；计算时在向量筒中滴入1 mL油脂酒精溶液时，滴数少数了几滴，油酸体积偏大，导致计算结果偏大，故C错误。
04
课时训练·提素能
分层达标 素养提升
1. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，用到了“数格子”的
方法，是为了估算（　　）
A. 一滴油酸的体积
B. 一滴油酸酒精溶液中纯油酸形成的油膜的面积
C. 一个油酸分子的体积
D. 一个油酸分子的面积
解析：　在实验过程中，若油膜完全散开且形状稳定，则油酸在
水面上形成的油膜面积可通过“数格子”的方法来估算，故选B。
1
2
3
4
5
2. 某同学在实验室做“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中，已知
油酸酒精溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸 6 mL。用注射器
抽取上述溶液，并缓慢地滴出50滴溶液，共计1 mL。把1滴该溶液
滴入盛水的浅盘中，在刻有小正方形坐标的玻璃板上描出油膜的轮
廓如图所示，坐标中小正方形方格的边长为20 mm。下列说法正确
的是（　　）
A. 实验中将油酸稀释是为了满足形成单分子油膜的
条件
B. 由实验数据可得每一滴油酸酒精溶液中含有纯油
酸体积是2×10－5 mL
C. 经计算油酸分子的直径大约是3×10－8 m～7×10－8 m
D. 实验中如果没有等油酸完全扩散开就描出轮廓，这样会导致计算的结果偏小
1
2
3
4
5
解析：　实验中将油酸稀释是为了满足形成单分子油膜的条件，
故A正确；由实验数据可得每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积
为V0＝× mL＝1.2×10－5 mL，故B错误；由图可知，油膜轮
廓里面大约有56个小方格，则油膜的轮廓的面积大约为 S＝56×
（20×10－3）2m2＝2.24×10－2 m2，则油酸分子的直径大约为d＝
＝ m≈5×10－10 m，故C错误；实验中如果没有等油
酸完全扩散开就描出轮廓，则描出油膜的轮廓面积比单分子油膜面
积小，计算得到油酸分子的直径偏大，故D错误。
1
2
3
4
5
3. 测量分子大小的方法有很多，如油膜法、显微法。
（1）在“用油膜法估测分子的大小”的实验中使用到油酸酒精溶
液，其中酒精溶液的作用是 。
A. 可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
B. 对油酸起到稀释作用
C. 有助于测量一滴油酸的体积
D. 有助于油酸的颜色更透明便于识别
B　
1
2
3
4
5
解析：实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液对油酸起到稀释作用，酒精稀释油酸是为了进一步减小油酸分子的面密度，使油酸分子尽可能少的在竖直方向上重叠，更能保证其形成单层分子油膜，也就是为了减小系统误差，B正确，A、C、D错误。
1
2
3
4
5
（2）某老师为本实验配制油酸酒精溶液，实验室配备的器材有：
面积为0.22 m2的蒸发皿、滴管、量筒（50滴溶液滴入量筒体积约为1毫升）、纯油酸和无水酒精若干。已知分子直径数量级为10－10 m，则该老师配制的油酸酒精溶液浓度（油酸与油酸酒精溶液的体积比）至多为 ％（保留两位有效数字）。
0.11　
解析：根据题意可知，形成的油膜的面积不能超过蒸发
皿的面积，当油膜面积等于蒸发皿的面积时，油酸酒精溶液
浓度最大。一滴溶液中油酸的体积V0＝DS＝10－10 m×0.22
m2＝2.2×10－11 m3一滴油酸酒精溶液的体积V＝ cm3＝2×10－8m3，则此油酸酒精溶液的浓度为＝0.11％。
1
2
3
4
5
4. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中：
（1）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. 油酸酒精溶液中含有大量酒精
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1 mL油酸酒精溶液时，滴数多数了10滴
D　
1
2
3
4
5
解析：计算油酸分子直径的公式为d＝，V是纯油酸的体积，S是油膜的面积；水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开，则测量的面积S偏小，导致计算结果偏大，故A错误；因为酒精溶于水，若溶液中含有大量的酒精，则有利于油酸分散开，形成单分子层，对油膜面积无影响，对计算结果无影响，故B错误；计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，S偏小，结果偏大，故C错误；在向量筒中滴入 1 mL 油酸酒精溶液时，滴数多数了10滴，浓度降低，纯油酸的体积减小，则d减小，故D正确。
1
2
3
4
5
（2）该同学将一滴油酸酒精溶液滴入事先撒有均匀痱子粉的水
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8.0×10－3 m2；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
1.2 mL，则油酸分子直径为 m。（结果
保留两位有效数字）
解析：根据题意有V＝×0.2％ mL＝6×10－6 mL＝6×10－12 m3
所以油酸分子的直径为d＝＝ m＝7.5×10－10 m。
7.5×10－10　
1
2
3
4
5
5. （1）“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的简要步骤如下：
①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。
②将1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。
③用浅盘装入约2 cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水
面上。
④用公式d＝求出薄膜厚度，即油酸分子直径的大小。
⑤根据油酸酒精溶液的浓度，算出1滴溶液中纯油酸的体积V。
⑥用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量
筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数。
1
2
3
4
5
上述实验步骤的合理顺序是 ⑤④。
⑥③②①　
解析：实验步骤为：将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出1滴此溶液的体积。然后将1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积。用1滴此溶液中纯油酸的体积除以油酸薄膜的面积，恰好就是油酸分子的直径。故正确的顺序为⑥③②①⑤④。
1
2
3
4
5
（2）步骤②中滴入浅盘中的油酸酒精溶液所含的纯油酸的体积为
5.0×10－6 mL，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板平放在方格边
长为1 cm的坐标纸上，按不足半个的舍去，多于半个的算一
个，得到油膜面积为120 cm2，则此油酸分子直径
为 m。（结果保留两位有效数字）
解析：油酸分子的直径d＝＝m≈4.2×10－10 m。
4.2×10－10　
1
2
3
4
5
谢谢观看!

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