- 实验:用油膜法估测分子的大小
- 共242题
英国天文学家琴斯举过一个生动的例子来说明阿伏加德罗常数是一个十分巨大的数目.他说:“假定美国首任总统华盛顿临终时最后呼出的一口气至今均匀地散布在整个大气层中,那么我们每一个人的肺里可有好几个华盛顿最后一口气放出的分子.”设人的一次呼吸量大约是500 cm3,肺活量为2—3 L,地球半径为6 370 km.估算一下琴斯的说法是否正确?设大气层厚度为20 km.
正确答案
说法是正确的.
呼出一口气的气体分子数为:×0.5=1.3×1022(个)
大气层体积:V=π[(6.39×106)3-(6.37×106)3]m3=1.3×1019m3
1 m3大气中含华盛顿呼出气体的分子数为:=103(个/m3)
人的肺活量约为2×10-3m3—3×10-3m3
所以我们每个人的肺里含有华盛顿最后一口气的2至3个分子,因此斯琴的说法是正确的.
已知铜的摩尔质量为6.4×10-2kg/mol,密度为8.9×103kg/m3,阿伏加德罗常数为6.0×l023mol-1.若每个铜原子可提供1个自由电子,试估算铜导体中自由电子的密度.
正确答案
8.4×1028个/m3
估算分子数的关键是求出被估算对象的摩尔数.只要知道了被估算对象的摩尔数n,便可利用阿伏加德罗常数NA,求出其中所含有的分子数N=nNA.
体积V=1m3铜的摩尔数为n=mol=1.4×105mol.
V="1" m3铜中的铜原子数为N=n摩NA=1.4×105×6.0×1023=8.4×1028(个).
由每个铜原子能提供1个自由电子可知,V="1" m3铜中含有的自由电子数N电=N,故铜导体中自由电子的密度为D==8.4×1028(个/m3).
(8分)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,用分度值为0.005的移液管,量取0.100
油酸,倒入标称250
的容量瓶中,再加入酒精使油酸溶解,最后得到250
的溶液。然后用滴管吸取这种溶液,向分度值为0.1
的小量筒中滴入100滴溶液,溶液的液面达到量筒中1
的刻度。再用滴管取配好的油酸溶液,向撒有痱子粉的盛水的浅盘中滴下5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。坐标格的正方形的大小为
。由图可以估算出油膜的面积是 ▲
(结果保留二位有效数字);由此估算出油酸分子的直径是 ▲
(结果保留一位有效数字)。
正确答案
(或
)
(每空4分)
略
(6分)“用油膜法估测分子的大小”实验的方法及步骤如下:
①向体积V油=1 mL的油酸中加酒精,直至总量达到V总=500 mL;
②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液,把它一滴一滴地滴入小量筒中,当滴入n=100滴时,测得其体积恰好是V0=1 mL;
③先往边长为30 cm~40 cm的浅盘里倒入2 cm深的水,然后将________均匀地撒在水面上;
④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液,待油酸薄膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,并在玻璃板上描下油酸膜的形状;
⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,如图3所示,数出轮廓范围内小方格的个数N,小方格的边长l=20 mm.
根据以上信息,回答下列问题:
(1)步骤③中应填写:______________________________________________________;
(2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V′是________mL;
(3)油酸分子直径是________m.
正确答案
(1)痱子粉或石膏粉 (2)2×10-5
(3)4.3×10-10
(1)为了显示单分子油膜的形状,需要在水面上撒痱子粉或石膏粉.
(2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积
V′==× mL=2×10-5 mL.
(3)根据大于半个方格的算一个,小于半个方格的舍去,油膜形状占据的方格数大约为115个,故面积S=115×20×20 mm2=4.6×104 mm2
油酸分子直径d== mm
≈4.3×10-7 mm=4.3×10-10 m.
在平均深度是10 m、水面面积为10 km2的湖里放入1 g的食盐,假设食盐均匀地溶解在湖水里,那么1 cm3的水里所含食盐分子的个数为__________.(食盐的摩尔质量为58.5 g/mol)
正确答案
1.0×108个
1 g食盐的分子数n′=NA
1 cm3水里所含食盐分子数n==
=
=1.0×108(个).
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