Question

【題目】在研究分子模型時(shí),把相同體積的水和酒精充分混合,發(fā)現(xiàn)混合后的總體積小于混合前兩液體的體積之和。為了確定減小的體積和酒精含量的關(guān)系,學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了如下探究:

圖1

圖2

A.把一端封口的細(xì)玻璃管固定在刻度尺上,封口端和零刻度線對(duì)齊;

B.在玻璃管中注入一定體積的水,讀出水面的刻度l1;

C.然后快速注入酒精到100 cm刻度線;

D.封閉管口,將玻璃管反復(fù)翻轉(zhuǎn),使水和酒精充分混合,讀出液面的刻度l。

(1)水和酒精充分混合后的總體積減小,這一現(xiàn)象表明___________。

A.分子間有引力　　　B.分子間有斥力

C.分子間有空隙 D.分子是運(yùn)動(dòng)的

(2)學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn),測(cè)出水柱的長度l1和混合后液柱的總長度l,并計(jì)算出混合后酒精質(zhì)量的含量β和液柱減小的長度Δl。部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示:

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	水柱長度l1/cm	混合后液柱的長度l/cm	液柱減小的長度Δl/cm	酒精質(zhì)量的含量β/%
1	76.2	98.1	1.9	20
2		96.8	3.2	40
3	44.0	96.4	3.6
4	35.0	97.4		60
5	16.7	98.4	1.6	80

①第2次實(shí)驗(yàn)水面對(duì)刻度如圖1所示,讀出水面的刻度___________ cm。根據(jù)試題中信息,計(jì)算第3次實(shí)驗(yàn)后酒精質(zhì)量的含量為________________%;第4次實(shí)驗(yàn)液柱減小的長度為_________________ cm。(酒精密度為0.8 g/cm3)

②根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù),請(qǐng)?jiān)趫D2坐標(biāo)系中描點(diǎn)作出Δl-β的關(guān)系圖線。

③由圖線可知,在水和酒精混合前的總體積相同的前提下,混合后的體積減小量(Δl)隨著酒精質(zhì)量含量(β)的增大而____________________。

Answer 1

【答案】 C 55.0 50 2.6 先增大后減小

【解析】 (1)酒精和水都是由分子構(gòu)成的物質(zhì)，它們的分子之間都存在一定的間隔。當(dāng)把酒精和水混合以后，兩種分子不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，兩種物質(zhì)的分子相互穿插滲透，進(jìn)入彼此的分子間隔，所以總體積會(huì)小于二者的體積之和，故選C；(2)①由圖1可知，刻度尺的分度值為1cm，則第2次實(shí)驗(yàn)水面水面的刻度55.0cm.設(shè)細(xì)玻璃管的橫截面積為S，水柱的質(zhì)量m水＝ρ水V水＝ρ水SL1，酒精柱的質(zhì)量m酒精＝ρ酒精V酒精＝ρ酒精SL2，則酒精質(zhì)量的含量：β＝×100% ＝×100%＝×100%，由表格數(shù)據(jù)可知,第3次實(shí)驗(yàn)水柱長度L1＝44.0cm，酒精柱的長度L2＝100cm44.0cm＝56.0cm，代入上式可解得：β≈50%.第4次實(shí)驗(yàn)液柱減小的長度為：△L＝100cm97.4cm＝2.6cm.②將表中的數(shù)據(jù)(1.9,20)、(3.2,40)、(3.6,50)、(2.6,60)、(1.6,80)在圖2坐標(biāo)系中描點(diǎn)連線如圖所示：

由圖線可知,在水和酒精混合前的總體積相同的前提下,混合后的體積減小量(△L)隨著酒精質(zhì)量含量(β)的增大而先增大后減小。

點(diǎn)睛（1）物質(zhì)是由大量分子組成的，分子體積小，組成物體的分子間存在間隙；（2）①使用刻度尺時(shí)要明確其分度值，起始端從0開始，讀出末端刻度值，就是物體的長度；起始端沒有從0刻度線開始的，要以某一刻度線為起點(diǎn)，讀出末端刻度值，減去起始端所對(duì)刻度即為物體長度，注意刻度尺要估讀到分度值的下一位；設(shè)細(xì)玻璃管的橫截面積為S，根據(jù)密度公式分別表示出水柱和酒精柱的質(zhì)量，利用β＝×100%求出第3次實(shí)驗(yàn)后酒精質(zhì)量的含量；用100cm減去混合后液柱的長度即為液柱減小的長度△L；②將表中的數(shù)據(jù)分別描點(diǎn)，然后用平滑的曲線將其連接起來即可得出△L-β的關(guān)系圖線；根據(jù)圖線可知，在水和酒精混合前的總體積相同的前提下，混合后的體積減小量（△L）隨著酒精質(zhì)量含量（β）的變化規(guī)律。