Question

【題目】I．實驗室用50 mL 0.50mol/L鹽酸、50mL 0.55 mol/LNaOH溶液和如圖所示裝置，進行測定中和熱的實驗，得到表中的數(shù)據(jù)：

實驗次數(shù)	起始溫度t1/℃		終止溫度t2/℃
	鹽酸	NaOH溶液
1	20.2	20.3	23.7
2	20.3	20.5	23.8
3	21.5	21.6	24.9

完成下列問題：

(1)不能用銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒的理由是____。

(2)在操作正確的前提下，提高中和熱制定準確性的關(guān)鍵是____．

(3)根據(jù)上表中所測數(shù)據(jù)進行計算，則該實驗測得的中和熱△H=____[鹽酸和NaOH溶液的密度按1g/cm3計算，反應(yīng)后混合溶液的比熱容(c)按4.18J/(g．℃)計算]．

(4)如用0.5 mol/L的鹽酸與NaOH固體進行實驗，則實驗中測得的“中和熱”數(shù)值將_____（填“偏大”、“偏小”、“不變”）．如改用60 mL0.5moI/L的鹽酸與50 mL 0.55mol/L的NaOH溶液進行反應(yīng)，與上述實驗相比，所放出的熱量______（填“相等”或“不相等”），所求中和熱_____（填“相等”或“不相等”）。

(5)若某同學(xué)利用上述裝置做實驗，有些操作不規(guī)范，造成測得中和熱的數(shù)值偏低，請你分析可能的原因是______________。

A．測量鹽酸的溫度后，溫度計沒有用水沖洗干凈

B. 把量筒中的氫氧化鈉溶液倒入小燒杯時動作遲緩

C．做本實驗的當天室溫較高

D．將50mL0.55mol/L氫氧化鈉溶液取成了50mL0.55mol/L的氨水

E．在量取鹽酸時仰視計數(shù)

F大燒杯的蓋扳中間小孔太大。

Ⅱ．某小組利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反應(yīng)來探究“外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響”。實驗時，先分別量取兩種溶液，然后倒入試管中迅速振蕩混合均勻，開始計時，通過褪色所需時間來判斷反應(yīng)的快慢。該小組設(shè)計了如下方案：

（1）已知反應(yīng)后H2C2O4轉(zhuǎn)化為CO2逸出，KMnO4轉(zhuǎn)化為MnSO4，為了觀察到紫色褪去，H2C2O4與KMnO4初始的物質(zhì)的量需要滿足的關(guān)系為n(H2C2O4)：n(KMnO4) ≥_______。

（2）試驗編號②和③探究的內(nèi)容是_____________。

（3）實驗①測得KMnO4溶液的褪色時間為40s，忽略混合前后溶液體積的微小變化，這段時同內(nèi)平均反應(yīng)速率v(KMnO4)=__________mol·L-1·min-1。

Answer 1

【答案】 Cu傳熱快，熱量損失大 提高裝置的保溫效果 －56.8 kJ·mol－1 偏大 不相等 相等 ABDF 2.5(或5:2) 其他條件不變，溫度對反應(yīng)速率的影響 0.010

【解析】I．(1)不能將環(huán)形玻璃攪拌棒改為銅絲攪拌棒，因為銅絲攪拌棒是熱的良導(dǎo)體；故答案為：Cu傳熱快，熱量損失大；

(2)中和熱測定實驗主要目的是測量反應(yīng)放出的熱量多少，所以提高中和熱測定準確性的關(guān)鍵是提高裝置的保溫效果； 故答案為：提高裝置的保溫效果；

(3)第1次實驗鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為20.25℃，反應(yīng)前后溫度差為：3.45℃；第2次實驗鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為20.40℃，反應(yīng)前后溫度差為：3.40℃；第3次實驗鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為21.55℃，反應(yīng)前后溫度差為：3.35℃；三次溫度差的平均值為3.40℃，50mL0.50molL-1鹽酸、50mL0.55molL-1NaOH溶液的質(zhì)量m=100mL×1g/mL=100g，c=4.18J/(g℃)，代入公式Q=cm△T得生成0.025mol的水放出熱量Q=4.18J/(g℃)×100g×3.40℃=1421.2J=1.4212KJ，即生成0.025mol的水放出熱量1.4212KJ，所以生成1mol的水放出熱量為=56.8kJ，即該實驗測得的中和熱△H=-56.8kJ/mol；故答案為：-56.8kJ/mol；

(4)氫氧化鈉固體溶于水放熱，反應(yīng)后溫度偏高，計算所得熱量偏大，所以實驗中測得的“中和熱”數(shù)值將偏大；反應(yīng)放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關(guān)，改用60mL0.50mol/L鹽酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液進行反應(yīng)，與上述實驗相比，生成水的量增多，所放出的熱量偏高，但是中和熱的均是強酸和強堿反應(yīng)生成1mol水時放出的熱，中和熱相等；故答案為：偏大；不相等；相等；

(5)A．測量鹽酸的溫度后，溫度計沒有用水沖洗干凈，在測堿的溫度時，會發(fā)生酸和堿的中和，溫度計示數(shù)變化值減小，所以導(dǎo)致實驗測得中和熱的數(shù)值偏小，故A正確；B、把量筒中的氫氧化鈉溶液倒入小燒杯時動作遲緩，會導(dǎo)致一部分能量的散失，實驗測得中和熱的數(shù)值偏小，故B正確；C、做本實驗的室溫和反應(yīng)熱的數(shù)據(jù)之間無關(guān)，故C錯誤；D、將50mL0.55mol/L氫氧化鈉溶液取成了50mL0.55mol/L的氨水，由于氨水是弱堿，弱堿電離要吸熱，導(dǎo)致實驗測得中和熱的數(shù)值偏小，故D正確；E、在量取鹽酸時仰視計數(shù)，會使得實際量取體積高于所要量的體積，算過量，可以保證堿全反應(yīng)，導(dǎo)致實驗測得中和熱的數(shù)值偏高，故E錯誤；F、大燒杯的蓋板中間小孔太大，會導(dǎo)致一部分能量散失，導(dǎo)致實驗測得中和熱的數(shù)值偏小，故F正確；故選ABDF；

Ⅱ．(1)根據(jù)反應(yīng)后H2C2O4轉(zhuǎn)化為CO2逸出，KMnO4轉(zhuǎn)化為MnSO4，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑；H2C2O4中碳元素的化合價為+3價，變成二氧化碳后化合價總共升高了2×(4-3)價，所以每消耗1mol H2C2O4轉(zhuǎn)移2mol電子；為了觀察到紫色褪去，高錳酸鉀的物質(zhì)的量應(yīng)該少量，即c(H2C2O4)：c(KMnO4)≥=2.5，故答案為：2.5；

(2)實驗②和③，其他條件完全相同，探究的溫度不同，因此探究了溫度對反應(yīng)速率的影響，故答案為：其他條件不變，溫度對反應(yīng)速率的影響；

(3)草酸的物質(zhì)的量為：0.10molL-1×0.002L=0.0002mol，高錳酸鉀的物質(zhì)的量為：0.010molL-1×0.004L=0.00004mol，草酸和高錳酸鉀的物質(zhì)的量之比為：0.0002mol：0.00004mol=5：1，顯然草酸過量，高錳酸鉀完全反應(yīng)，混合后溶液中高錳酸鉀的濃度為： =×0.010mol/L，這段時間內(nèi)平均反應(yīng)速率v(KMnO4)= = molL-1s-1=×60 molL-1min-1=0.010molL-1min-1，故答案為：0.010。