Question

12．某實(shí)驗(yàn)小組用0.50mol•L^-1NaOH溶液和0.50mol•L^-1硫酸溶液進(jìn)行中和熱的測(cè)定．
Ⅰ．配制0.50mol•L^-1NaOH溶液
（1）若實(shí)驗(yàn)中大約要使用245mLNaOH溶液，至少需要稱量NaOH固體5.0g．
（2）從圖中選擇稱量NaOH固體所需要的儀器是（填字母）：abe．

名稱	托盤天平 （帶砝碼）	小燒杯	坩堝鉗	玻璃棒	藥匙	量筒
儀器
序號(hào)	a	b	c	d	e	f

Ⅱ．測(cè)定稀硫酸和稀氫氧化鈉中和熱的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．
（1）不能用銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒的理由是Cu傳熱快，熱量損失大．
（2）在操作正確的前提下，提高中和熱測(cè)定準(zhǔn)確性的關(guān)鍵是減少實(shí)驗(yàn)過程中的熱量損失．大燒杯如不蓋硬紙板，求得的中和熱數(shù)值將偏�。ㄌ睢捌�大”、“偏小”或“無影響”）．結(jié)合日常生活實(shí)際該實(shí)驗(yàn)在保溫杯中（家用產(chǎn)品）效果更好．
（3）寫出該反應(yīng)中和熱的熱化學(xué)方程式：（中和熱為57.3kJ•mol^-1）$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol；．
（4）取50mLNaOH溶液和30mL硫酸溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表．

試驗(yàn)次數(shù)	起始溫度t1/℃			終止溫度t2/℃	溫度差平均值（t2-t1）/℃
	H2SO4	NaOH	平均值
1	26.2	26.0	26.1	29.6
2	27.0	27.4	27.2	31.2
3	25.9	25.9	25.9	29.8
4	26.4	26.2	26.3	30.4

①表中的溫度差平均值為4.0℃．
②近似認(rèn)為0.50mol•L^-1 NaOH溶液和0.50mol•L^-1硫酸溶液的密度都是1g•cm^-3，中和后生成溶液的比熱容c=4.18J•（g•℃）^-1．則中和熱△H=-53.5kJ/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^-1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(shí)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(cè)定NaOH溶液起始溫度后直接測(cè)定H₂SO₄溶液的溫度
④實(shí)驗(yàn)中改用60mL0.5mol/L鹽酸跟50mL0.55mol•L^-1氫氧化鈉進(jìn)行反應(yīng)，與上述實(shí)驗(yàn)相比，所放出的熱量不相等（填相等或不相等，下同），所求的中和熱相等簡(jiǎn)述理由中和熱是指酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水所放出的熱量為標(biāo)準(zhǔn)的，而與酸、堿的用量無關(guān)．．

Answer 1

分析 Ⅰ、（1）根據(jù)公式m=nM=cVM來計(jì)算氫氧化鈉的質(zhì)量，但是沒有245mL的容量瓶；
（2）氫氧化鈉要在玻璃器皿中稱量，根據(jù)稱量固體氫氧化鈉所用的儀器來回答；
Ⅱ、（1）金屬導(dǎo)熱快，熱量損失多；
（2）中和熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵是保溫工作；大燒杯上如不蓋硬紙板，會(huì)使一部分熱量散失；日常生活中我們經(jīng)常用到保溫杯，在保溫杯中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)保溫效果會(huì)更好；
（3）稀強(qiáng)酸、稀強(qiáng)堿反應(yīng)生成1mol液態(tài)水時(shí)放出57.3kJ的熱量，應(yīng)生成1mol液態(tài)水；
（4）①先計(jì)算出每次試驗(yàn)操作測(cè)定的溫度差，然后舍棄誤差較大的數(shù)據(jù)，最后計(jì)算出溫度差平均值；
②根據(jù)Q=m•c•△T計(jì)算出反應(yīng)放出的熱量，然后計(jì)算出生成1mol水放出的熱量，就可以得到中和熱；
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(shí)仰視讀數(shù)，會(huì)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(cè)定NaOH溶液起始溫度后直接測(cè)定H₂SO₄溶液的溫度，硫酸的起始溫度偏高；
④反應(yīng)放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關(guān)，并根據(jù)中和熱的概念和實(shí)質(zhì)來回答；

解答 解：Ⅰ、（1）容量瓶沒有245mL規(guī)格的，只能用250mL規(guī)格的，需要稱量NaOH固體m=nM=cVM=0.5mol/L×0.25L×40g/mol=5.0g；
故答案為：5.0；
（2）氫氧化鈉要在小燒杯中稱量，稱量固體氫氧化鈉所用的儀器有天平、燒杯和藥匙；
故答案為：abe；
Ⅱ、（1）不能將環(huán)形玻璃攪拌棒改為銅絲攪拌棒，因?yàn)殂~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）在中和反應(yīng)中，必須確保熱量不散失，應(yīng)提高裝置的保溫效果；大燒杯上如不蓋硬紙板，會(huì)使一部分熱量散失，求得的中和熱數(shù)值將會(huì)減��；在日常生活實(shí)際該實(shí)驗(yàn)在保溫杯中效果更好；
故答案為：提高裝置的保溫效果；偏小；保溫杯；
（3）稀強(qiáng)酸、稀強(qiáng)堿反應(yīng)生成1mol液態(tài)水時(shí)放出57.3kJ的熱量，應(yīng)生成1mol液態(tài)水，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）①第一次測(cè)定溫度差為3.5℃，第二次測(cè)定的溫度差為4.0℃，第三次測(cè)定的溫度差為3.9℃，第四次測(cè)定的溫度差為4.1℃，實(shí)驗(yàn)1的誤差太大要舍去，三次溫度差的平均值為4.0℃，
故答案為：4.0；
②50mL 0.50mol•L^-1氫氧化鈉與30mL0.50mol•L^-1硫酸溶液進(jìn)行中和反應(yīng)，生成水的物質(zhì)的量為0.05L×0.50mol/L=0.025mol，溶液的質(zhì)量為：80mL×1g/cm³=100g，溫度變化的值為△T=4.0℃，則生成0.025mol水放出的熱量為：Q=m•c•△T=80g×4.18J/（g•℃）×4.0℃=1337.6J，即1.3376KJ，所以實(shí)驗(yàn)測(cè)得的中和熱△H=-$\frac{1.3376kJ}{0.025mol}$=-53.5kJ/mol
故答案為：-53.5kJ/mol；
③a．裝置保溫、隔熱效果差，測(cè)得的熱量偏小，中和熱的數(shù)值偏小，故a正確；
b．量取NaOH溶液的體積時(shí)仰視讀數(shù)，會(huì)導(dǎo)致所量的氫氧化鈉體積偏大，放出的熱量偏高，中和熱的數(shù)值偏大，故b錯(cuò)誤；
c．盡量一次快速將NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中，不允許分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中，故c正確；
d．溫度計(jì)測(cè)定NaOH溶液起始溫度后直接插入稀H₂SO₄測(cè)溫度，硫酸的起始溫度偏高，測(cè)得的熱量偏小，中和熱的數(shù)值偏小，故d正確．
故答案為：acd；
④反應(yīng)放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關(guān)，實(shí)驗(yàn)中改用60mL0.5mol/L鹽酸跟50mL0.55mol•L^-1氫氧化鈉進(jìn)行反應(yīng)，與上述實(shí)驗(yàn)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(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)生成1mol水時(shí)放出的熱，與酸堿的用量無關(guān)，中和熱數(shù)值相等，
故答案為：不相等；相等；中和熱是指酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水所放出的熱量為標(biāo)準(zhǔn)的，而與酸、堿的用量無關(guān)．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查中和熱的測(cè)定，題目難度中等，涉及溶液的配制、熱化學(xué)方程式以及反應(yīng)熱的計(jì)算，注意理解中和熱的概念、把握熱化學(xué)方程式的書寫方法，以及測(cè)定反應(yīng)熱的誤差等問題，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>