Question

8．某研究小組將V₁ mL 1.0mol/L HCl溶液和V₂ mL未知濃度的NaOH溶液混合均勻后測量并記錄溶液溫度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示（實(shí)驗(yàn)中始終保持V₁+V₂=50mL）．回答下列問題：

（1）研究小組做該實(shí)驗(yàn)時環(huán)境溫度低于（填“高于”、“低于”或“等于”）22℃．
（2）由題干及圖形可知，V₁：V₂=3：2時，酸堿恰好完全中和，此反應(yīng)所用NaOH溶液的濃度應(yīng)為1.5mol/L
（3）若通過實(shí)驗(yàn)測定及有關(guān)計(jì)算知此反應(yīng)共放出Q KJ的熱量，請寫出此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：H⁺（aq）+OH^-（aq）=H₂O（l）△H=-$\frac{100Q}{3}$kJ•mol^-1或HCl（aq）+NaOH（aq）=NaCl（aq）+H₂O（l）△H=-$\frac{100Q}{3}$kJ•mol^-1
（4）請簡要說明圖2裝置的不足之處缺少環(huán)形玻璃攪拌棒，燒杯間沒有填滿碎紙條．

Answer 1

分析 （1）從圖示觀察的起始溫度即為實(shí)驗(yàn)時的溫度；
（2）由圖可知，恰好反應(yīng)時參加反應(yīng)的鹽酸溶液的體積是30mL，由V₁+V₂=50mL可知，消耗的氫氧化鈉溶液的體積為20mL，以此求出兩者的體積比值、計(jì)算NaOH濃度；
（3）為使酸堿完全反應(yīng)，應(yīng)用環(huán)形玻璃攪拌棒；根據(jù)△H=-$\frac{Q}{n}$算出△H，根據(jù)化學(xué)計(jì)量數(shù)和△H關(guān)系寫出熱化學(xué)方程式；
（4）根據(jù)量熱計(jì)的構(gòu)造來判斷該裝置的缺少儀器，燒杯間需要保溫，減少測定誤差．

解答 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖2所示內(nèi)容，可以知道該實(shí)驗(yàn)開始時溫度一定是低于22℃，
故答案為：低于；
（2）恰好反應(yīng)時參加反應(yīng)的鹽酸溶液的體積是30mL，由V₁+V₂=50mL，消耗的氫氧化鈉溶液的體積為20mL，所以V₁/V₂=3/2；設(shè)恰好反應(yīng)時氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量是n．
             HCl+NaOH═NaCl+H₂O
             1              1
    1.0mol•L^-1×0.03L    n
則n=1.0mol•L^-1×0.03L=0.03mol，
所以濃度C=$\frac{0.03mol}{0.02L}$=1.5mol/L；
故答案為：3：2；1.5；
（3）20mL 1.5mol/L氫氧化鈉與30mL 1.0mol/L鹽酸溶液進(jìn)行中和反應(yīng)生成水的物質(zhì)的量為0.02L×1.50mol/L=0.03mol，△H=-$\frac{Q}{0.03}$KJ/mol=-$\frac{100Q}{3}$KJ/mol，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：H⁺（aq）+OH^-（aq）=H₂O （l）△H=-$\frac{100Q}{3}$kJ•mol^-1或HCl（aq）+NaOH（aq）=NaCl（aq）+H₂O （l）△H=-$\frac{100Q}{3}$kJ•mol^-1，
故答案為：H⁺（aq）+OH^-（aq）=H₂O（l）△H=-$\frac{100Q}{3}$kJ•mol^-1或HCl（aq）+NaOH（aq）=NaCl（aq）+H₂O（l）△H=-$\frac{100Q}{3}$kJ•mol^-1；
（4）根據(jù)量熱計(jì)的構(gòu)造可知該裝置的缺少儀器是環(huán)形玻璃攪拌器，為保證裝置中熱量不散失需要把燒杯間填滿碎紙條，
故答案為：缺少環(huán)形玻璃攪拌棒，燒杯間沒有填滿碎紙條．

點(diǎn)評 本題結(jié)合中和反應(yīng)的測定考查了同學(xué)們觀察分析問題的能力，以及利用化學(xué)方程式計(jì)算的能力，比較綜合，題目難度中等．