3.某實(shí)驗(yàn)小組用0.50 mol/L NaOH溶液和0.50 mol/L硫酸溶液進(jìn)行中和熱的測(cè)定.
測(cè)定中和熱的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示.
(1)大小燒杯之間填滿碎泡沫塑料的作用是保溫、隔熱、減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的熱量損失,從實(shí)驗(yàn)裝置上看,圖中缺少的一種玻璃儀器環(huán)形玻璃攪拌棒
(2)寫出該反應(yīng)的用中和熱表示的熱化學(xué)方程式(中和熱為57.3kJ/mol)$\frac{1}{2}$H2SO4(aq)+NaOH(aq)=$\frac{1}{2}$Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.3 kJ/mol
(3)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)如表
①請(qǐng)?zhí)顚懕碇械目瞻祝?br />
實(shí)驗(yàn)
次數(shù)
起始溫度t1/℃終止溫度
t2/℃
溫度差
(t2-t1)/℃
溫度差平均值℃
H2SO4NaOH平均值
126.226.026.130.14.04.0 
227.027.427.233.36.1
325.925.925.929.83.9
426.426.226.330.44.1
②近似認(rèn)為0.50 mol/L NaOH溶液和0.50 mol/L硫酸溶液的密度都是1 g/cm3,中和后生成溶液的比熱容C=4.18J/(g•℃).則中和熱△H=-53.5kJ/mol(取小數(shù)點(diǎn)后一位).(已知:Q=m•c•△t)
③上述實(shí)驗(yàn)數(shù)值結(jié)果與57.3kJ/mol有偏差,產(chǎn)生偏差的原因可能是(填字母)ac.
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
(4)實(shí)驗(yàn)中若用60mL0.25mol•L-1H2SO4溶液跟50mL0.55mol•L-1NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng),與上述實(shí)驗(yàn)相比,所放出的熱量不相等(填“相等”、“不相等”),所求中和熱相等(填“相等”、“不相等”);,若用50mL0.50mol•L-1醋酸代替H2SO4溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),測(cè)得反應(yīng)前后溫度的變化值會(huì)偏。ㄌ睢捌蟆、“偏小”、“不受影響”).

分析 (1)中和熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵是保溫工作;根據(jù)量熱計(jì)的構(gòu)造來(lái)判斷該裝置的缺少儀器;
(2)中和熱是稀的強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液完全反應(yīng)生成1mol水放出的熱量,標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對(duì)應(yīng)焓變寫出熱化學(xué)方程式;
(3)①先舍棄誤差較大的數(shù)據(jù),最后計(jì)算出溫度差平均值;
②根據(jù)Q=m•c•△T計(jì)算出反應(yīng)放出的熱量,然后計(jì)算出生成1mol水放出的熱量,就可以得到中和熱;
③a.裝置保溫、隔熱效果差,測(cè)得的熱量偏小;
b.量取NaOH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,熱量散失較多;
(4)反應(yīng)放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關(guān),并根據(jù)中和熱的概念和實(shí)質(zhì)來(lái)回答;弱電解質(zhì)電離吸收熱量.

解答 解:(1)中和熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵是保溫工作,大小燒杯之間填滿碎泡沫塑料的作用是保溫、隔熱、減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的熱量損失;由量熱計(jì)的構(gòu)造可知該裝置的缺少儀器是環(huán)形玻璃攪拌棒;
故答案為:保溫、隔熱、減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的熱量損失;環(huán)形玻璃攪拌棒;
(2)稀的強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的中和熱為57.3kJ/mol,則稀硫酸與稀燒堿溶液反應(yīng)用中和熱表示的熱化學(xué)方程式為:$\frac{1}{2}$H2SO4(aq)+NaOH(aq)=$\frac{1}{2}$Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.3 kJ/mol;
故答案為:$\frac{1}{2}$H2SO4(aq)+NaOH(aq)=$\frac{1}{2}$Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.3 kJ/mol;
(3)①四次實(shí)驗(yàn)溫度差分別為4.0℃,6.1℃,3.9℃,4.1℃,第2組誤差太大,要舍去,其他三次溫度差的平均值為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/cm3=80g,溫度變化的值為△T=4.0℃,則生成0.025mol水放出的熱量Q=m•c•△T=80g×4.18J/(g•℃)×4.0℃=1337.6J=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,熱量散失較大,所得中和熱的數(shù)值偏小,故a正確;
b.量取NaOH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,所得中和熱的數(shù)值偏大,故b錯(cuò)誤;
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有稀硫酸的小燒杯中,熱量散失較大,所得中和熱的數(shù)值偏小,故c正確;
故答案為:ac;
(4)反應(yīng)放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關(guān),若用60mL0.25mol•L-1H2SO4溶液跟50mL0.55mol•L-1NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng),與上述實(shí)驗(yàn)相比,生成水的量增多,所放出的熱量偏高,但是中和熱的均是強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)生成1mol水時(shí)放出的熱,與酸堿的用量無(wú)關(guān),所以用60mL0.25mol•L-1H2SO4溶液跟50mL0.55mol•L-1NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng),測(cè)得中和熱數(shù)值相等;
醋酸是弱酸,電離過(guò)程吸熱,所以用50mL0.50mol•L-1醋酸代替H2SO4溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),測(cè)得反應(yīng)前后溫度的變化值會(huì)減小;
故答案為:不相等;相等;偏。

點(diǎn)評(píng) 本題考查了中和熱的測(cè)定方法,題目難度中等,明確中和熱的測(cè)定步驟為解答關(guān)鍵,注意掌握中和熱計(jì)算方法,試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>

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