(2)直径为 1.43×10－8 m 的圆周周长为πd＝4.49×10－8 m，可以估算出铁原 子的直径约为 4.49×10－8 m÷48≈9.4×10－10 m.
【答案】 (1)2.6×102 8×10－10 (2)9.4×10－10
实验集训| 研测考向 1．在“用单分子油膜估测分子大小”实验中， (1)某同学操作步骤如下： ①取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液； ②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积； ③在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定； ④在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面 积． 改正其中的错误：________________________________________________
d＝VS＝3001××5100×－60.m133 m2＝5×10－10 m. 【答案】 (1)④①②⑤③ (2)5×10－10
[规律总结]
本实验中应注意的问题是：
(1)理解分子模型，也就是理解油酸分子在水面上形成的薄膜的厚度即分子
直径；(2)明确溶质和溶剂的关系，即明确所配的油酸酒精溶液的浓度，正确求
甲
乙
图实-12-1
(2)如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】 (1)数油膜覆盖的正方形格数，大于半格的算一格，小于半格的 舍去，得到估算出油膜的面积是 S＝格数×2 cm×2 cm≈2.6×102 cm2.溶液浓度 为1 0100，每滴溶液体积为1100 mL，2 滴溶液中所含油酸体积为 V＝2×10－5 cm3. 油膜厚度即油酸分子的直径是 d＝VS≈8×10－10 m.
出纯油酸的体积 V；(3)准确“数”出油膜的面积 S，数数的原则：大于半个格的
算一个，小于半个格的舍去；(4)利用 d＝VS求得分子直径．
考点二 实验数据处理 [例 2] 测量分子大小的方法有很多，如油膜法、显微法等． (1)在“用油膜法估测分子的大小”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酒精溶液，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，如图实-12-1 甲所示，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(保留两位有效数字)，由此估算出油酸分子 的直径是________m(保留一位有效数字)．
【解析】 (1)依据实验顺序，首先配置混合溶液，然后在浅盘中放水和痱 子粉，将一滴溶液滴入浅盘中，将玻璃板放在浅盘上获取油膜形状，最后用已 知边长的坐标纸上的油膜形状来计算油膜的总面积，故正确的操作顺序为 ④①②⑤③.
(2)一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为 V＝3010c×m530＝Sd，其中 S＝0.13 m2， 故油酸分子直径
实 验 研 究
实验十二 用油膜法估测分子的大小
实 验 集 训
● 实验原理及过程
实验研究| 高考储备 实验解读
● 注意事项 1．注射器针头高出水面的高度应在 1 cm 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，这是由于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．
④用注射器将事先配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．
⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上．
完成下列填空： (1)上述步骤中，正确的顺序是________．(填写步骤前面的数字) (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 1 位有 效数字)
高考方向 考点一 实验原理与操作 [例 1] 在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： ①往边长约为 40 cm 的浅盘里倒入约 2 cm 深的水，待水面稳定后将适量的 痱子粉均匀地撒在水面上． ②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定． ③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油 酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小．
(2)若油酸酒精溶液体积浓度为 0.10%，一滴溶液的体积为 4.8×10－3 ml，其 形成的油膜面积为 40 cm2，则估测出油酸分子的直径为________m.
【解析】 (1)②要测出一滴油酸酒精溶液的体积，即在量筒中滴入 N 滴溶 液，测出其体积为 V，则一滴该溶液的体积为 V1＝NV.③为了使一滴油酸酒精溶液 散开后界面比较清晰，要在水面上先撒上痱子粉．
(2)d＝4.8×10－430××1100－－64×0.10% m＝1.2×10－9 m(注意单位换算，用国际单位 制)．
【答案】 (1)②在量筒中滴入 N 滴溶液 ③在水面上先撒上痱子粉 (2)1.2×10－9
2．某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得 知：油酸的摩尔质量 M＝0.283 kg·mol－1，密度 ρ＝0.895×103 kg·m－3.若 100 滴 油酸的体积为 1 ml，则 1 滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少？(取 NA ＝6.02×1023mol－1，球的体积 V 与直径 D 的关系为 V＝16πD3，结果保留一位有 效数字)
【解析】 一个油酸分子的体积 V＝ρMNA，由球的体积与直径的关系得分子
3 直径 D＝
π6ρMNA，最大面积 S＝1×1D0－8 m3，解得 S＝1×101