Question

無焰食品加熱器常被士兵用于野外加熱食物，它的成分是鎂粉、鐵粉、氯化鈉．使用時加入水，熱量是由鎂和水反應(yīng)產(chǎn)生的，1.0g鎂和水反應(yīng)放出熱量14.7kJ．下面是對該產(chǎn)品的實驗研究：
實驗1．室溫下將1.0mol鎂條、0.10mol鐵粉和0.10mol的氯化鈉加入隔熱容器的水中，連續(xù)攪拌，每50s記錄一次溫度在圖1上（曲線1），再把1.0mol鎂條分成100份（曲線2）和1.0mol鎂粉（曲線3）代替鎂條重復(fù)以上實驗．

實驗2．把0.10mol鎂粉和0.10mol氯化鈉混合，常溫下放入隔熱容器的100mL水中，不斷攪拌，15min時記錄溫度，鐵粉用量不同時溫度變化情況如圖2所示

實驗3．把0.10mol鎂粉和0.50mol鐵粉混合加入隔熱容器的100mL水中，不斷攪拌，15min時記錄溫度，氯化鈉用量不同時溫度變化情況如圖3所示．

請回答：
（1）實驗1可以發(fā)現(xiàn)影響鎂和水反應(yīng)速率的因素是

 

A．反應(yīng)溫度   B．NaCl的量    C．鐵的量   D．鎂的反應(yīng)表面積
（2）實驗3中大于0.125molNaCl的用量的實驗就不再做的原因是

 

A．加入更多NaCl不再增加反應(yīng)速率                B．加入NaCl會降低反應(yīng)速率
C．已達到沸點不會再有溫度變化                    D．需要加入更多的鐵粉提高溫度
（3）如果在實驗3中加入了0.060mol的NaCl，混合物的溫度最接近

 

A．34℃B．42℃C．50℃D．62℃
（4）一位工程師在設(shè)計無焰食物加熱器時，希望用盡可能少的物料產(chǎn)生盡可能多的熱量．根據(jù)以上實驗應(yīng)選擇的組合是

 

A．0.50mol的鐵粉、0.125molNaCl和0.10mol的鎂粉
B．0.50mol的鐵粉、0.125molNaCl和0.10mol的鎂條
C．0.70mol的鐵粉、0.125molNaCl和0.10mol的鎂粉
D．0.70mol的鐵粉、0.125molNaCl和0.10mol的鎂條
（5）寫出該無焰加熱器反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

 

；
（6）你認為鐵粉、NaCl為什么會使反應(yīng)速率增大？

 

．

Answer 1

分析：（1）鎂和水反應(yīng)為放熱反應(yīng)，根據(jù)曲線1、曲線2、曲線3中只有鎂的狀態(tài)不同進行判斷；
（2）根據(jù)圖3中氯化鈉的物質(zhì)的量等于0.125mol時溶液已經(jīng)沸騰分析；
（3）根據(jù)實驗3中圖象可知，加入0.060mol的NaCl，反應(yīng)溫度在40-50℃之間；
（4）鎂粉比鎂條產(chǎn)生熱量更快，根據(jù)實驗2可知，0.10mol鎂粉存在時，加入0.50mol鐵粉已經(jīng)達到最高溫度；
（5）根據(jù)1.0g鎂和水反應(yīng)放出熱量14.7kJ寫出該無焰加熱器反應(yīng)的熱化學(xué)方程式；
（6）根據(jù)形成了原電池，能夠加快反應(yīng)速率進行分析．

解答：解：（1）1.0g鎂和水反應(yīng)放出熱量14.7kJ，反應(yīng)速率越快，放出的熱量越大，溶液的溫度越高，由于曲線1、2、3中只有鎂的規(guī)格不同，所以影響鎂和水反應(yīng)速率的因素是：鎂的反應(yīng)表面積，
故答案為：D；
（2）根據(jù)圖3的圖象可知，加入0.125mol氯化鈉后，溶液已達到沸點不會再有溫度變化，所以大于0.125molNaCl的用量的實驗就不再做了，
故答案為：C；
（3）由圖3可知，當加入0.060mol的NaCl，反應(yīng)溫度大于40℃，小于50℃，混合物的溫度最接近42℃，
故答案為：B；
（4）鎂粉比鎂條能更快產(chǎn)生熱量，在鎂和氯化鈉固定的情況下，0.1mol鎂中加入0.50mol鐵粉時反應(yīng)溫度達到最大，再加入過量的鐵粉會造成浪費，所以A正確，
故答案為：A；
（5）由于1.0g鎂和水反應(yīng)放出熱量14.7kJ，24g鎂放出的熱量為352.7kJ，該無焰加熱器反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：Mg（s）+2H₂O（l）=Mg（OH）₂（s）+H₂（g）△H=-352.8kJ/mol，
故答案為：Mg（s）+2H₂O（l）=Mg（OH）₂（s）+H₂（g）△H=-352.8kJ/mol；
（6）鎂、鐵粉和NaCl溶液構(gòu)成了原電池，能夠使反應(yīng)速率大大加快，故答案為：可能是鎂、鐵粉和NaCl構(gòu)成了原電池．

點評：本題考查了探究吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)、熱化學(xué)方程式的書寫，題目難度中等，該題是高考中的常見題型，試題綜合性強，有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和發(fā)散思維能力，提高學(xué)生的應(yīng)試能力和學(xué)習效率．