Question

【题目】因研究石墨烯而获得2010年诺贝尔物理学奖之后，安德烈海姆进而研究氧化石墨烯薄膜并获得新进展．为探究氧化石墨烯薄膜的物理特性，他进行了这样一组实验，如图所示：
①将氧化石墨烯薄膜覆盖在有刻度的空烧杯口上，如图①测得总质量m1；
②将薄膜揭开，向烧杯内倒入酒精与水的混合物，盖紧薄膜，如图②测得其总质量m2；
③一个月后，检查发现薄膜覆盖紧密完好，烧杯内液体体积明显减小，如图③测得此时总质量m3；
④以后，烧杯内液体体积保持不变．
已知ρ酒精=0.8×103kg/m3 ， 问
（1）一个月后，烧杯内剩余的液体密度是多少？是何种物质？
（2）实验说明氧化石墨烯薄膜具有怎样的物理特性？（写出一点即可）
（3）混合前原有水的体积是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：由图①、②、③可知，m1=20g，m2=50g+5g+2.4g=57.4g，m3=20g+10g+1.4g=31.4g，

剩余液体质量，m=m3﹣m1=31.4g﹣20g=11.4g；

由图②、③可知：V2=38ml，V3=14ml，

剩余液体的体积：V=V3=14ml，

ρ液= = ≈0.8g/cm3，该液体为酒精；

答：剩余液体的密度是0.8 g/cm3，该物质为 酒精；

（2）解：一个月后，剩余液体成分为酒精，说明水分已挥发，氧化石墨烯薄膜分子间有空隙，氧化石墨烯薄膜具有可以使水分子透过的物理特性；

答：氧化石墨烯薄膜具有可以使水分子透过的物理特性；

（3）解：混合前水的质量，m水=m2﹣m3=57.4g﹣31.4g=26g

混合前水的体积：V水= = =26cm3．

答：混合前水的体积是26cm3．

【解析】（1）读出天平、烧杯的示数，由密度公式可求密度，根据密度的值，确定物质；（2）由实验过程，结合数据分析解答；（3）由质量之差，得出水的质量，利用密度公式变形求出体积．