Question

15．實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)欲利用氫氧化鈉溶液與硫酸探究中和反應(yīng)中的熱量變化．請(qǐng)你參與探究實(shí)驗(yàn)．
（1）實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)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?jǐn)?shù)為90%的濃硫酸，邊滴邊攪拌，并用溫度計(jì)測(cè)量實(shí)驗(yàn)過程中燒杯內(nèi)液體溫度的變化情況，請(qǐng)你分析該實(shí)驗(yàn)方案中存在的不足之處，提出兩點(diǎn)改進(jìn)措施不足之處：利用了濃硫酸；改進(jìn)方法：把濃硫酸改為稀硫酸、不足之處：邊滴邊攪拌；改進(jìn)方法：一次性加入不攪拌．
（2）實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O．
（3）如圖為該反應(yīng)中溫度與滴加的硫酸質(zhì)量變化關(guān)系的理論值和測(cè)量值的曲線比較情況．
①圖示說明實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的中和反應(yīng)放出的熱量比理論值低（填“高”或“低”）．
②請(qǐng)指出造成理論值和測(cè)量值差異的一點(diǎn)原因沒有采取隔熱處理．
③圖中溫度達(dá)到最高值后降低的原因是完全反應(yīng)后不再放熱，繼續(xù)加入稀硫酸時(shí)會(huì)降溫，同時(shí)溶液散熱．
（4）實(shí)驗(yàn)小組欲進(jìn)一步探究氫氧化鈉溶液與硫酸反應(yīng)放熱快慢的因素，你認(rèn)為有哪些呢？請(qǐng)?zhí)岢霾孪�，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)．
猜想：與濃度有關(guān)
實(shí)驗(yàn)方案：實(shí)驗(yàn)步驟：在兩支裝有20mL10%的氫氧化鈉溶液的小燒杯中分別同時(shí)滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%、10%的稀硫酸各20mL，用溫度計(jì)測(cè)量實(shí)驗(yàn)過程中燒杯內(nèi)液體溫度的變化情況；
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：滴加10%的稀硫酸的燒杯內(nèi)液體溫度升高的快；
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：反應(yīng)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(yīng)過程中，邊滴邊攪拌會(huì)使溶液散熱加快；
（2）實(shí)驗(yàn)過程中氫氧化鈉和稀硫酸反應(yīng)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(yīng)物濃度越大，反應(yīng)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(yīng)放熱導(dǎo)致的，應(yīng)該把濃硫酸換成稀硫酸，不足之處：利用了濃硫酸；改進(jìn)方法：把濃硫酸改為稀硫酸；
如果邊滴邊攪拌，反應(yīng)放出的熱量容易散發(fā)出去，不足之處：邊滴邊攪拌；改進(jìn)方法：一次性加入不攪拌．
故填：不足之處：利用了濃硫酸；改進(jìn)方法：把濃硫酸改為稀硫酸；
不足之處：邊滴邊攪拌；改進(jìn)方法：一次性加入不攪拌．
（2）實(shí)驗(yàn)過程中氫氧化鈉和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O．
故填：2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O．
（3）①圖示說明實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的中和反應(yīng)放出的熱量比理論值低．
故填：低．
②造成理論值和測(cè)量值差異的一點(diǎn)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(dá)到最高值后降低的原因是完全反應(yīng)后不再放熱，繼續(xù)加入稀硫酸時(shí)會(huì)降溫，同時(shí)溶液散熱．
故填：完全反應(yīng)后不再放熱，繼續(xù)加入稀硫酸時(shí)會(huì)降溫，同時(shí)溶液散熱．
（4）猜想：與濃度有關(guān)；
實(shí)驗(yàn)方案：實(shí)驗(yàn)步驟：在兩支裝有20mL10%的氫氧化鈉溶液的小燒杯中分別同時(shí)滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%、10%的稀硫酸各20mL，用溫度計(jì)測(cè)量實(shí)驗(yàn)過程中燒杯內(nèi)液體溫度的變化情況；
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：滴加10%的稀硫酸的燒杯內(nèi)液體溫度升高的快；
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：反應(yīng)物濃度越大，放熱越快．
故填：與濃度有關(guān)；實(shí)驗(yàn)步驟：在兩支裝有20mL10%的氫氧化鈉溶液的小燒杯中分別同時(shí)滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%、10%的稀硫酸各20mL，用溫度計(jì)測(cè)量實(shí)驗(yàn)過程中燒杯內(nèi)液體溫度的變化情況；
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：滴加10%的稀硫酸的燒杯內(nèi)液體溫度升高的快；
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：反應(yīng)物濃度越大，放熱越快．

點(diǎn)評(píng) 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．