【題目】利用下圖裝置測(cè)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(cè)出硫酸溫度;
②用另一量筒量取50mL 0.55mol/L NaOH溶液,測(cè)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(cè)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):__________________________。
(2)倒入NaOH溶液的正確操作是:______。(從下列選項(xiàng)中選出)
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)A為泡沫塑料板,上面有兩個(gè)小孔,分別插入溫度計(jì)和環(huán)形玻璃棒,兩個(gè)小孔不能開得過大,其原因是__________;反應(yīng)需要測(cè)量溫度,每次測(cè)量溫度后都必須__________;
(4)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:
溫度 實(shí)驗(yàn)次數(shù) | 起始溫度t1℃ | 終止溫度t2/℃ | 溫度差 (t2﹣t1)/℃ | |
H2SO4 | NaOH | |||
1 | 26.2 | 26.0 | 29.5 | |
2 | 27.0 | 27.4 | 32.3 | |
3 | 25.9 | 25.9 | 29.2 | |
4 | 26.4 | 26.2 | 29.8 |
①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=______(取小數(shù)點(diǎn)后一位).
②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)____.
a.實(shí)驗(yàn)裝置保溫、隔熱效果差
b.用溫度計(jì)測(cè)定H2SO4溶液起始溫度后直接測(cè)定NaOH溶液的溫度
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中. d.仰視量取酸堿溶液
(5)用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),測(cè)得的中和熱的數(shù)值會(huì)___;(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)原因是________________________________。
【答案】 )NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=﹣57.3kJ/mol C 減少熱量散失 用水將溫度計(jì)上的液體沖掉,并擦干溫度計(jì) ﹣56.8kJ/mol abc 偏小 氨水為弱堿,電離過程為吸熱過程,所以用氨水代替稀氫氧化鈉溶液反應(yīng),反應(yīng)放出的熱量小于57.3kJ
【解析】(1)中和熱是在稀溶液中,強(qiáng)酸和強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時(shí)所放出的熱量,由已知中和熱數(shù)值為57.3kJ/mol,則稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)表示中和熱的熱化學(xué)方程式為:NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=﹣57.3kJ/mol。
(2)為減少熱量散失,必須一次性迅速倒入NaOH溶液,不能分幾次倒入,否則會(huì)導(dǎo)致熱量散失,影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果,故選C。
(3)如圖所示,A為泡沫塑料板,上面有兩個(gè)小孔,分別插入溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒,若兩個(gè)小孔開得過大,會(huì)導(dǎo)致熱量散失較多,影響測(cè)定結(jié)果,所以兩個(gè)小孔不能開得過大;中和反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度計(jì)上的酸與NaOH溶液反應(yīng)放熱,使溫度計(jì)讀數(shù)升高,會(huì)使測(cè)得結(jié)果偏高,所以每次測(cè)量后用水將溫度計(jì)上的液體沖掉,并擦干溫度計(jì)。
(4)①第1次實(shí)驗(yàn)硫酸和NaOH溶液起始平均溫度為26.1℃,反應(yīng)后溫度為29.5℃,反應(yīng)前后溫度差為:3.4℃;第2次實(shí)驗(yàn)硫酸和NaOH溶液起始平均溫度為27.2℃,反應(yīng)后溫度為32.3℃,反應(yīng)前后溫度差為:5.1℃;第3次實(shí)驗(yàn)硫酸和NaOH溶液起始平均溫度為25.9℃,反應(yīng)后溫度為29.2℃,反應(yīng)前后溫度差為3.3℃;第4次實(shí)驗(yàn)硫酸和NaOH溶液起始平均溫度為26.3℃,反應(yīng)后溫度為29.8℃,反應(yīng)前后溫度差為3.5℃;因?yàn)榈?/span>2組數(shù)據(jù)與其他三組數(shù)據(jù)差別較大,所以第2組數(shù)據(jù)應(yīng)舍去;50mL的0.25mol/L硫酸與50mL的0.55mol/L氫氧化鈉溶液的質(zhì)量和為m=100mL×1g/cm3=100g,c=4.18J/(g℃),代入公式Q=cm△t得生成0.025mol水放出熱量Q=4.18J/(g℃)×100g×≈1421.2J=1.4212kJ,即生成0.025mol的水放出熱量為1.4212kJ,所以生成1mol的水放出熱量為:1.4212kJ×≈56.8kJ,所以該實(shí)驗(yàn)測(cè)得的中和熱△H=-56.8kJ/mol。②實(shí)際測(cè)量結(jié)果比57.3kJ/mol小,由公式Q=cm△t可看出,可能是△t偏小或m偏小造成的,實(shí)驗(yàn)裝置保溫、隔熱效果差,會(huì)使t2偏小,導(dǎo)致△t偏;用溫度計(jì)測(cè)定H2SO4溶液起始溫度后直接測(cè)定NaOH溶液的溫度,會(huì)使t1偏大,導(dǎo)致△t偏;分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中,會(huì)使熱量散失較多,使t2偏小,導(dǎo)致△t偏。谎鲆暳咳∷釅A溶液,會(huì)使量取的酸堿溶液偏多,m會(huì)偏大。綜上分析,abc正確。
(5)若用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),測(cè)得的中和熱的數(shù)值會(huì)偏小,因?yàn)榘彼疄槿鯄A,在水溶液中部分電離,中和反應(yīng)的同時(shí)會(huì)有電離過程發(fā)生,而電離為吸熱過程,所以用氨水代替稀氫氧化鈉溶液反應(yīng),反應(yīng)放出的熱量小于57.3kJ。
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A. d點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中:K+、NH4+、CO32﹣、I﹣
B. c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中:Ag+、Ca2+、NO3﹣、Na+
C. b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中:Na+、S2﹣、SO42﹣、Cl﹣
D. a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中:Na+、K+、SO42﹣、HCO3﹣
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上述關(guān)系圖能反映的化學(xué)觀點(diǎn)或化學(xué)思想有:( )
①化學(xué)變化中元素種類是不變的;②燃燒時(shí)化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為熱能和光能;
③光能或電能可以轉(zhuǎn)化為化學(xué)能;④無機(jī)物和有機(jī)物可以相互轉(zhuǎn)化;
⑤二氧化碳可成為一種重要的資源。
A. ①②③④ B. ①②③⑤ C. ①②④⑤ D. ①②③④⑤
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