Question

某化學(xué)興趣小組在室溫的條件下（溫度為20℃），為了測定H₂SO₄與NaOH發(fā)生中和反應(yīng)時放出的熱量，在圖1的小燒杯中加入8mL溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為10%的NaOH溶液（密度1g/mL），并滴入3滴酚酞，測量其溫度；另取過量的稀硫酸（密度1.12g/mL），測量其溫度后逐量緩慢地加入到小燒杯中，邊加邊用環(huán)形玻璃棒攪拌；測得燒杯中溶液溫度的變化與加入稀硫酸體積之間關(guān)系如圖2所示．

（1）當加入5mL稀硫酸時，溶液中的溶質(zhì)有

 

（填寫溶質(zhì)化學(xué)式）．
（2）當加入約為

 

mL稀硫酸時，燒杯中溶液的溫度達到最高．此時燒杯中溶液的溫度約為（填寫整數(shù)）

 

℃，燒杯中溶液顏色

 

．
（3）當加入稀硫酸的體積大于10mL時，溶液溫度下降的原因是

 

．
（4）當溶液溫度升到最高時，此時溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)是多少？（寫出計算過程）

Answer 1

考點：根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計算,有關(guān)溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的簡單計算,中和反應(yīng)及其應(yīng)用

專題：綜合計算（圖像型、表格型、情景型計算題）

分析：（1）根據(jù)圖示當加入硫酸溶液的體積為5ml時，溫度繼續(xù)升高，說明氫氧化鈉有剩余解答；
（2）根據(jù)由于中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以隨著鹽酸的滴加中和反應(yīng)的不斷進行，熱量會不斷放出，至加入10mLHCl時恰好變無色說明該反應(yīng)恰好完成，所以放出的熱量達到最大值，所以燒杯中溶液的溫度最高解答；
（3）根據(jù)過量的稀硫酸起冷卻作用，使溶液溫度下降解答；
（4）根據(jù)由圖象可知當溶液溫度升到最高時，加入8mL溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為10%的NaOH溶液恰好反應(yīng)，利用化學(xué)方程式計算．

解答：解：
（1）根據(jù)圖示當加入硫酸溶液的體積為5ml時，溫度繼續(xù)升高，說明氫氧化鈉有剩余，所以溶質(zhì)中含有剩余的氫氧化鈉和氫氧化鈉與稀硫酸反應(yīng)生成的硫酸鈉；
（2）由于中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以隨著鹽酸的滴加中和反應(yīng)的不斷進行，熱量會不斷放出，至加入10mLHCl時恰好變無色說明該反應(yīng)恰好完成，所以放出的熱量達到最大值，所以燒杯中溶液的溫度最高；此時燒杯中溶液的溫度約為18℃；
（3）當加入稀硫酸的體積大于10mL時，說明此時硫酸有剩余，反應(yīng)停止，過量的稀硫酸起冷卻作用，使溶液溫度下降；
（4）由圖象可知當溶液溫度升到最高時，加入8mL溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為10%的NaOH溶液恰好進行；8mL溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為10%的NaOH溶液中氫氧化鈉的質(zhì)量=8mL×1g/mL×10%=0.8g
設(shè)生成的硫酸鈉質(zhì)量為x
H₂SO₄+2NaOH═2H₂O+Na₂SO₄
      80          142
      0.8g          x

80

0.8g

=

142

x

x=1.42g
此時溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)是

14.2g

8g+10mL×1.12g/mL

   

1.42g

8g+10mL×1.12g/mL

×100%≈0.74%
答案：
（1）NaOH和Na₂SO₄
（2）10   18   無色
（3）過量的稀硫酸起冷卻作用
（4）此時溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)是0.74%

點評：本題主要考查學(xué)生利用化學(xué)方程式進行計算的能力．解題的關(guān)鍵是結(jié)合物質(zhì)間反應(yīng)的情況，正確分析圖示數(shù)據(jù)，細心解答．