Question

4．某實驗小組用0.50mol•L^-1NaOH溶液和0.50mol•L^-1硫酸溶液進(jìn)行中和熱的測定．
Ⅰ．配制0.50mol•L^-1 NaOH溶液
（1）若實驗中大約要使用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	a	b	c	d	e	f

Ⅱ．測定稀硫酸和稀氫氧化鈉中和熱的實驗裝置如圖所示．
（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)行實驗，實驗數(shù)據(jù)如下表．
①請?zhí)顚懴卤碇械目瞻祝?br />

溫度 實驗次數(shù)	起始溫度t1/℃			終止溫度t2/℃	溫度差平均值（t2-t1）/℃
	H2S O4	NaOH	平均值
1	26.2	26.0	26.1	30.1
2	27.0	27.4	27.2	33.3
3	25.9	25.9	25.9	29.8
4	26.4	26.2	26.3	30.4

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)點后一位）．
③上述實驗數(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．實驗裝置保溫、隔熱效果差
b．量取NaOH溶液的體積時仰視讀數(shù)
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中
d．用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定H₂SO₄溶液的溫度．

Answer 1

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計算反應(yīng)放出的熱量，然后根據(jù)△H=-$\frac{Q}{n}$kJ/mol計算出反應(yīng)熱；
③a．實驗裝置保溫、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仰視讀數(shù)，會導(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．用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定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，實際配制250mL0.50mol/L NaOH溶液溶液，需要氫氧化鈉的質(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，所以實驗測得的中和熱△H=-$\frac{1.3376kJ}{0.025mol}$=-53.5kJ/mol，
故答案為：-53.5kJ/mol；
③a．實驗裝置保溫、隔熱效果差，導(dǎo)致部分熱量損失，測定中和熱偏小，故a選；
b．量取氫氧化鈉溶液的體積時仰視讀數(shù)，會導(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．用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定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．

點評 本題主要考查熱化學(xué)方程式以及反應(yīng)熱的計算，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定反應(yīng)熱的誤差等問題．