Question

15．實驗小組同學欲利用氫氧化鈉溶液與硫酸探究中和反應中的熱量變化．請你參與探究實驗．
（1）實驗小組設(shè)計了如下方案：在裝有20mL10%NaOH溶液的小燒杯中不斷滴加質(zhì)量分數(shù)為90%的濃硫酸，邊滴邊攪拌，并用溫度計測量實驗過程中燒杯內(nèi)液體溫度的變化情況，請你分析該實驗方案中存在的不足之處，提出兩點改進措施不足之處：利用了濃硫酸；改進方法：把濃硫酸改為稀硫酸、不足之處：邊滴邊攪拌；改進方法：一次性加入不攪拌．
（2）實驗過程中發(fā)生反應的化學方程式是2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O．
（3）如圖為該反應中溫度與滴加的硫酸質(zhì)量變化關(guān)系的理論值和測量值的曲線比較情況．
①圖示說明實驗中測得的中和反應放出的熱量比理論值低（填“高”或“低”）．
②請指出造成理論值和測量值差異的一點原因沒有采取隔熱處理．
③圖中溫度達到最高值后降低的原因是完全反應后不再放熱，繼續(xù)加入稀硫酸時會降溫，同時溶液散熱．
（4）實驗小組欲進一步探究氫氧化鈉溶液與硫酸反應放熱快慢的因素，你認為有哪些呢？請?zhí)岢霾孪�，并設(shè)計實驗．
猜想：與濃度有關(guān)
實驗方案：實驗步驟：在兩支裝有20mL10%的氫氧化鈉溶液的小燒杯中分別同時滴加質(zhì)量分數(shù)為5%、10%的稀硫酸各20mL，用溫度計測量實驗過程中燒杯內(nèi)液體溫度的變化情況；
實驗現(xiàn)象：滴加10%的稀硫酸的燒杯內(nèi)液體溫度升高的快；
實驗結(jié)論：反應物濃度越大，放熱越快．

Answer 1

分析 （1）濃硫酸溶于水放熱；
氫氧化鈉和硫酸的反應過程中，邊滴邊攪拌會使溶液散熱加快；
（2）實驗過程中氫氧化鈉和稀硫酸反應生成硫酸鈉和水；
（3）根據(jù)圖中信息可以判斷相關(guān)方面的問題；
（4）反應物濃度越大，反應速率越快，放熱或吸熱也越快．

解答 解：（1）濃硫酸溶于水放熱，因此不能確定溫度升高是由于中和反應放熱導致的，應該把濃硫酸換成稀硫酸，不足之處：利用了濃硫酸；改進方法：把濃硫酸改為稀硫酸；
如果邊滴邊攪拌，反應放出的熱量容易散發(fā)出去，不足之處：邊滴邊攪拌；改進方法：一次性加入不攪拌．
故填：不足之處：利用了濃硫酸；改進方法：把濃硫酸改為稀硫酸；
不足之處：邊滴邊攪拌；改進方法：一次性加入不攪拌．
（2）實驗過程中氫氧化鈉和稀硫酸反應生成硫酸鈉和水，反應的化學方程式為：2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O．
故填：2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O．
（3）①圖示說明實驗中測得的中和反應放出的熱量比理論值低．
故填：低．
②造成理論值和測量值差異的一點原因是沒有采取隔熱處理．
故填：沒有采取隔熱處理．
③圖中溫度達到最高值后降低的原因是完全反應后不再放熱，繼續(xù)加入稀硫酸時會降溫，同時溶液散熱．
故填：完全反應后不再放熱，繼續(xù)加入稀硫酸時會降溫，同時溶液散熱．
（4）猜想：與濃度有關(guān)；
實驗方案：實驗步驟：在兩支裝有20mL10%的氫氧化鈉溶液的小燒杯中分別同時滴加質(zhì)量分數(shù)為5%、10%的稀硫酸各20mL，用溫度計測量實驗過程中燒杯內(nèi)液體溫度的變化情況；
實驗現(xiàn)象：滴加10%的稀硫酸的燒杯內(nèi)液體溫度升高的快；
實驗結(jié)論：反應物濃度越大，放熱越快．
故填：與濃度有關(guān)；實驗步驟：在兩支裝有20mL10%的氫氧化鈉溶液的小燒杯中分別同時滴加質(zhì)量分數(shù)為5%、10%的稀硫酸各20mL，用溫度計測量實驗過程中燒杯內(nèi)液體溫度的變化情況；
實驗現(xiàn)象：滴加10%的稀硫酸的燒杯內(nèi)液體溫度升高的快；
實驗結(jié)論：反應物濃度越大，放熱越快．

點評 合理設(shè)計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結(jié)論的前提，因此要學會設(shè)計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎(chǔ)．