Question

4．某實(shí)驗(yàn)小組用50mL 1.0mol/L的鹽酸與50mL 1.1mol/L的NaOH溶液在如圖1所示裝置進(jìn)行中和熱的測(cè)定，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）從實(shí)驗(yàn)裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃儀器是環(huán)形玻璃攪拌器
（2）做1次完整的中和熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)，溫度計(jì)需使用3次，某同學(xué)為了省去清洗溫度計(jì)的麻煩，建議實(shí)驗(yàn)時(shí)使用兩支溫度計(jì)分別測(cè)量酸和堿的溫度，你是否同意該同學(xué)的觀點(diǎn)，為什么？不同意，因?yàn)椴煌瑴囟扔?jì)誤差不同
（3）該實(shí)驗(yàn)小組做了三次實(shí)驗(yàn)，每次取溶液各50mL，并記錄如圖原始數(shù)據(jù)．

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	起始溫度t1/℃			終止溫度（t2）℃	溫差（t2-t1）℃
	鹽酸	NaOH溶液	平均值
1	25.1	24.9	25.0	31.7	6.7
2	25.1	25.1	25.1	32.0	6.9
3	25.1	25.1	25.1	33.6	8.5

已知鹽酸、NaOH溶液密度近似為1.00g/cm³，中和后混和液的比熱容 C=4.18J（g•℃）則該反應(yīng)的中和熱為
△H=-56.8kJ/mol
（4）將V₁ mL 1.0mol/L HCl溶液和V₂ mL未知濃度的NaOH溶液混合均勻后測(cè)量并記錄溶液溫度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示（實(shí)驗(yàn)中始終保持V₁+V₂=50mL）
下列敘述正確的是B
A．做該實(shí)驗(yàn)時(shí)環(huán)境溫度為22℃
B．該實(shí)驗(yàn)表明化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為熱能
C．NaOH溶液的濃度約是1.0mol/L
D．該實(shí)驗(yàn)表明有水生成的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)量熱計(jì)的構(gòu)造來(lái)判斷該裝置的缺少儀器；
（2）根據(jù)溫度計(jì)要測(cè)反應(yīng)前酸溶液的溫度，測(cè)反應(yīng)前堿溶液的溫度，混合反應(yīng)后測(cè)最高溫度一共3次；根據(jù)不同溫度計(jì)的誤差不同；
（3）先判斷三次反應(yīng)溫度差的有效性，然后求出平均值，再根據(jù)公式Q=cm△T來(lái)求出生成0.05mol的水放出熱量，最后根據(jù)中和熱的概念求出中和熱；
（4）A．實(shí)驗(yàn)時(shí)的溫度應(yīng)為酸堿未混合之前的溫度；
B．此實(shí)驗(yàn)表明化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為熱能；
C．恰好反應(yīng)時(shí)參加反應(yīng)的氫氧化鈉溶液的體積是30mL，由V₁+V₂=50mL可知，消耗鹽酸的體積為20mL，以此計(jì)算鹽酸的濃度；
D．根據(jù)一個(gè)反應(yīng)無(wú)法得出此結(jié)論；

解答 解：（1）根據(jù)量熱計(jì)的構(gòu)造可知該裝置的缺少儀器是環(huán)形玻璃攪拌器；
故答案為：環(huán)形玻璃攪拌器；
（2）溫度計(jì)要測(cè)反應(yīng)前酸溶液的溫度，測(cè)反應(yīng)前堿溶液的溫度，混合反應(yīng)后測(cè)最高溫度一共3次；不同溫度計(jì)的誤差不同，
故答案為：3；不同意，因?yàn)椴煌瑴囟扔?jì)誤差不同；
（3）3次反應(yīng)前后溫度差分別為：6.7℃、6.9℃、8.5℃，第3組誤差較大，舍去，平均值為6.8℃，50mL 1.0mol/L的鹽酸與50mL 1.1mol/L的NaOH溶液的質(zhì)量和為m=100mL×1g/mL=100g，c=4.18J/（g•℃），代入公式Q=cm△T得生成0.05mol的水放出熱量Q=4.18J/（g•℃）×100g×6.8℃=2.8424kJ，即生成0.5mol的水放出熱量2.8424kJ，所以生成1mol的水放出熱量為$\frac{2.8424kJ}{0.05}$=56.8kJ，即該實(shí)驗(yàn)測(cè)得的中和熱△H=-56.8kJ/mol；
故答案為：-56.8kJ/mol；
（4）A．溫度為22℃時(shí)加入了5mL氫氧化鈉溶液，中和反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則做該實(shí)驗(yàn)時(shí)環(huán)境溫度低于22℃，故A錯(cuò)誤；
B．由圖示可以看出該反應(yīng)過(guò)程放出熱量，表明化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化成熱能，故B正確；
C．恰好反應(yīng)時(shí)參加反應(yīng)的氫氧化鈉溶液的體積是30mL，由V₁+V₂=50mL可知，消耗的鹽酸的體積為20mL，恰好反應(yīng)時(shí)消耗HCl的物質(zhì)的量是n，由HCl+NaOH=NaCl+H₂O可知，n=1.0mol•L^-1×0.03L=0.03mol，所以濃度c=$\frac{0.03mol}{0.02L}$=1.5mol/L，故C錯(cuò)誤；
D．只是該反應(yīng)放熱，其他有水生成的反應(yīng)不一定放熱反應(yīng)，故D錯(cuò)誤；
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了中和反應(yīng)測(cè)定與計(jì)算、反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，準(zhǔn)確把握?qǐng)D象及中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．