4.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-1 NaOH溶液
(1)若實(shí)驗(yàn)中大約要使用245mL NaOH溶液,至少需要稱量NaOH固體5.0g.
(2)從下圖中選擇稱量NaOH固體所需要的儀器(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)abcdef
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)寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式(中和熱為57.3kJ•mol-1):H2SO4(aq)+2NaOH(aq)═Na2SO4(aq)+2H2O(l)△H=-114.6kJ•mol-1
(2)取50mL NaOH溶液和30mL硫酸溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表.
①請(qǐng)?zhí)顚懴卤碇械目瞻祝?br />
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)/℃
H2S O4NaOH平均值
126.226.026.130.1 
227.027.427.233.3
325.925.925.929.8
426.426.226.330.4
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•℃-1.則中和熱△H=-53.5kJ•mol-1(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)abcd.
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.

分析 Ⅰ.(1)依據(jù)使用溶液的體積,選擇合適的容量瓶,依據(jù)M=CVM計(jì)算溶質(zhì)的質(zhì)量;
(2)氫氧化鈉為腐蝕品要小燒杯中稱量,結(jié)合托盤天平的使用方法選擇稱量固體氫氧化鈉所用的儀器;
Ⅱ.(1)硫酸與氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉和水,結(jié)合中和熱為57.3kJ•mol-1,書寫熱化學(xué)方程式;
(2))①先判斷溫度差的有效性,然后求出溫度差平均值;
②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,導(dǎo)致部分熱量損失;
b.量取氫氧化鈉溶液的體積時(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;
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中,導(dǎo)致部分熱量散失;
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,導(dǎo)致鹽酸的起始溫度偏高;

解答 解:Ⅰ.(1)要使用245mL NaOH溶液,應(yīng)選擇250mL容量瓶,實(shí)際配制250mL0.50mol/L NaOH溶液溶液,需要?dú)溲趸c的質(zhì)量m=0.25L×0.5mol/L×40g/mol=5.0g;
故答案為:5.0g;
(2)氫氧化鈉要在稱量瓶或者小燒杯中稱量,稱量固體氫氧化鈉所用的儀器有天平、小燒杯和藥匙,
故答案為:abe;
Ⅱ.(1)中和熱為57.3kJ•mol-1,即生成1mol水放出57.3KJ熱量,則1mol硫酸與2mol氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉和2mol水,放出熱量為114.6KJ,所以其熱化學(xué)方程式:H2SO4(aq)+2NaOH(aq)═Na2SO4(aq)+2H2O(l)△H=-114.6 kJ•mol-1;
(2)①4次溫度差分別為:4.0℃,6.1℃,3.9℃,4.1℃,第2組舍去,溫度差平均值=$\frac{4.0℃+3.9℃+4.1℃}{3}$=4.0℃,
故答案為:4.0;
②50mL0.50mol/L氫氧化鈉與30mL0.50mol/L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/ml=80g,溫度變化的值為△T=4℃,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.實(shí)驗(yàn)裝置保溫、隔熱效果差,導(dǎo)致部分熱量損失,測(cè)定中和熱偏小,故a選;
b.量取氫氧化鈉溶液的體積時(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,故b選;
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中,導(dǎo)致部分熱量散失,導(dǎo)致中和熱偏小,故c選;
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,導(dǎo)致鹽酸的起始溫度偏高,導(dǎo)致中和熱偏小,故d選;
故選:abcd.

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查熱化學(xué)方程式以及反應(yīng)熱的計(jì)算,題目難度大,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(wèn)題.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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回答下列問(wèn)題:
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(2)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,該同學(xué)需要測(cè)定并記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有BDF(填序號(hào)).
A.鹽酸的濃度
B.鹽酸的溫度
C.氫氧化鈉溶液的濃度
D.氫氧化鈉溶液的溫度
E.水的比熱容
F.反應(yīng)后混合溶液的終止溫度
(3)使用補(bǔ)全儀器后的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),取50ml0.50mol•L-1鹽酸與50mL0.55mol/L NaOH溶液在小燒杯中進(jìn)行中和反應(yīng),三次實(shí)驗(yàn)溫度平均升高3.4℃.已知中和后生成的溶液的 比熱容為4.18J/(g•℃),溶液的密度均為1g/cm3.通過(guò)計(jì)算可得中和熱△H=-56.8kJ•mol-1,
(4)實(shí)驗(yàn)中改用60mL0.50mol•L-1鹽酸跟50mL0.55mol•L-1NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng),與上述正確的實(shí)驗(yàn)操作相比,所放出的熱量不相等(填“相等”或“不相等”),所求中和熱相等(填“相等”或“不相等”).
(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)得的中和熱數(shù)值會(huì)偏小;(填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”).

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