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【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,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,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,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=0.8×103 kg/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)求混合前原有水的体积.

【答案】
(1)解:由图①②③可知,m1=20.2g,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﹣20.2g=11.2g;

由图②、③可知:V2=38ml,V3=14ml,

剩余液体的体积:V=V3=14ml,

ρ= = =0.8g/cm3,该液体为酒精;


(2)解:已知密封的是水和酒精的混合物,一个月后,液体体积明显减小,计算结果表明,剩余液体都是酒精,据此可以得到:

①氧化石墨烯薄膜具有较好的透水性,烧杯内部的水全部蒸发;

②氧化石墨烯薄膜具有良好的密封性,水虽然蒸发了,但酒精的质量没有变化.

因为分子间有空隙,所以酒精和水混合后总体积会变少,因此不能用V2和V3的差值来计算混合前水的体积;

混合前水的质量:m=m2﹣m3=57.4g﹣31.4g=26g,

由ρ= 可得,混合前水的体积:

V= = =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)由质量之差,得出水的质量,利用密度公式变形求出体积.
【考点精析】通过灵活运用密度的计算,掌握密度公式:ρ = m/v即可以解答此题.

练习册系列答案
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