Question

12．利用下圖裝置測定中和熱的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①用量筒量取50mL 0.25mol/L硫酸倒入小燒杯中，測出硫酸溫度；
②用另一量筒量取50mL 0.55mol/L NaOH溶液，并用另一溫度計(jì)測出其溫度；
③將NaOH溶液倒入小燒杯中，設(shè)法使之混合均勻，測出混合液最高溫度．
回答下列問題：
（1）寫出稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)表示中和熱的熱化學(xué)方程式（中和熱數(shù)值為57.3kJ/mol）：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）═$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol．
（2）倒入NaOH溶液的正確操作是C（從下列選出）．
A．沿玻璃棒緩慢倒入
B．分三次少量倒入
C．一次迅速倒入
（3）使硫酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作是D（從下列選出）．
A．用溫度計(jì)小心攪拌
B．揭開硬紙片用玻璃棒攪拌
C．輕輕地振蕩燒杯
D．用套在溫度計(jì)上的環(huán)形玻璃棒輕輕地?cái)噭?br />（4）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：
①請?zhí)顚懴卤碇械目瞻祝?table class="edittable">溫度
實(shí)驗(yàn)次數(shù)起始溫度t₁℃終止溫度t₂/℃溫度差平均值（t₂-t₁）/℃H₂SO₄NaOH平均值126.226.026.129.5 
3.4℃ 227.027.427.232.3325.925.925.929.2426.426.226.329.8②近似認(rèn)為0.55mol/L NaOH溶液和0.25mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm³，中和后生成溶液的比熱容c=4.18J/（g•℃）．則中和熱△H=-56.8kJ/mol（取小數(shù)點(diǎn)后一位）．
③上述實(shí)驗(yàn)數(shù)值結(jié)果與57.3kJ/mol有偏差，產(chǎn)生偏差的原因可能是（填字母）acd．
a．實(shí)驗(yàn)裝置保溫、隔熱效果差
b．量取NaOH溶液的體積時仰視讀數(shù)
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中
d．用溫度計(jì)測定NaOH溶液起始溫度后直接測定H₂SO₄溶液的溫度．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)中和熱是強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液完全反應(yīng)生成1mol水放出的熱量，根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法寫出熱化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)硫酸和NaOH反應(yīng)反應(yīng)迅速劇烈，并且釋放大量熱，一次性快速倒入可以減少熱量散發(fā)而引來的誤差；
（3）硫酸與NaOH溶液混合時，用套在溫度計(jì)上的環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕地?cái)噭�，使硫酸與NaOH溶液混合均勻；
（4）①先判斷溫度差的有效性，然后求出溫度差平均值；
②根據(jù)Q=m•c•△T計(jì)算，先根據(jù)Q=m•c•△T計(jì)算反應(yīng)放出的熱量，然后根據(jù)△H=-$\frac{Q}{n}$kJ/mol計(jì)算出反應(yīng)熱；
③a．實(shí)驗(yàn)裝置保溫、隔熱效果差，熱量散失較大；
b．量取NaOH溶液的體積時仰視讀數(shù)，會導(dǎo)致所量的氫氧化鈉體積偏大；
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有稀硫酸的小燒杯中，熱量散失較大；
d．用溫度計(jì)測定NaOH溶液起始溫度后直接測定H₂SO₄溶液的溫度，硫酸的起始溫度偏高．

解答 解：（1）強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的中和熱數(shù)值為57.3kJ/mol，中和熱是強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液完全反應(yīng)生成1mol水放出的熱量，稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）═$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol；
故答案為：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）═$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol；
（2）倒入NaOH溶液時，必須一次迅速的倒入，目的是減少熱量的散失，不能分幾次倒入NaOH溶液，否則會導(dǎo)致熱量散失，影響測定結(jié)果；
故選：C；
（3）為使反應(yīng)充分，應(yīng)用環(huán)形玻璃攪拌棒進(jìn)行攪拌，溫度計(jì)是用來測定溫度的，不能用作攪拌儀器，更不能打開硬紙片，造成能量損失，而振蕩燒杯，不能使反應(yīng)充分進(jìn)行；
故選：D；
（4）①4次溫度差分別為：3.4℃，5.1℃，3.3℃，3.5℃，第2組數(shù)據(jù)無效，溫度差平均值為3.4℃；
故答案為：3.4℃；
②50mL 0.25mol/L硫酸與50mL 0.55mol/L NaOH溶液進(jìn)行中和反應(yīng)生成水的物質(zhì)的量為0.05L×0.25mol/L×2=0.025mol，溶液的質(zhì)量為100ml×1g/cm³=100g，溫度變化的值△T=3.4℃，則生成0.025mol水放出的熱量為Q=m•c•△T=100g×4.18J/（g•℃）×3.4℃=1421.2J，即1.4212kJ，所以實(shí)驗(yàn)測得的中和熱△H=-$\frac{1.4212kJ}{0.025mol}$=-56.8kJ/mol；
故答案為：-56.8kJ/mol；
③a．實(shí)驗(yàn)裝置保溫、隔熱效果差，熱量散失較大，所得中和熱的數(shù)值偏小，故a正確；
b．量取NaOH溶液的體積時仰視讀數(shù)，會導(dǎo)致所量的氫氧化鈉體積偏大，放出的熱量偏高，則大于57.3kJ/mol，故b錯誤；
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中，熱量散失較大，所得中和熱的數(shù)值偏小，故c正確；
d．用溫度計(jì)測定NaOH溶液起始溫度后直接測定H₂SO₄溶液的溫度，硫酸的起始溫度偏高，測得的熱量偏小，中和熱的數(shù)值偏小，故d正確．
故答案為：acd．

點(diǎn)評 本題考查了中和熱的測定方法，題目難度不大，注意掌握測定中和熱的正確方法，明確實(shí)驗(yàn)操作過程中關(guān)鍵在于盡可能減少熱量散失，使測定結(jié)果更加準(zhǔn)確．