Question

16．某實(shí)驗(yàn)小組用0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液進(jìn)行中和熱的測(cè)定．
Ⅰ．配制0.50mol/L NaOH溶液
（1）若實(shí)驗(yàn)中大約要使用245mL NaOH溶液，至少需要稱量NaOH固體5.0g．
（2）從表中選擇稱量NaOH固體所需要的儀器是（填字母）：a b e．

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(hào)	a	b	c	d	e	f

Ⅱ．測(cè)定稀硫酸和稀氫氧化鈉中和熱的實(shí)驗(yàn)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）：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol．
（2）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)顚懴卤碇械目瞻祝?br />

溫度   實(shí)驗(yàn) 次數(shù)	起始溫度t1/℃			終止溫度 t2/℃	溫度差平均值 （t2-t1）/℃
	H2SO4	NaOH	平均值
1	26.2	26.0	26.1	30.1
2	27.0	27.4	27.2	31.3
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 NaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液的密度都是1g/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）．
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）acd．
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
d．用溫度計(jì)測(cè)定NaOH溶液起始溫度后直接測(cè)定H₂SO₄溶液的溫度．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）依據(jù)配制溶液體積選擇合適的容量瓶，依據(jù)m=CVM計(jì)算需要溶質(zhì)的質(zhì)量；
（2）依據(jù)托盤天平使用方法選擇儀器，注意氫氧化鈉為腐蝕品，應(yīng)放在小燒杯中稱量；
Ⅱ．（1）中和熱是強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液完全反應(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；
（2）①先判斷溫度差的有效性，然后求出溫度差平均值；
②根據(jù)Q=m•c•△T計(jì)算；
③a．實(shí)驗(yàn)成功關(guān)鍵在于保溫，減少熱量損失；
b．量取NaOH溶液的體積時(shí)視線要和凹液面最低處相平；
c．應(yīng)盡量一次快速將NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中；
d．溫度計(jì)測(cè)定NaOH溶液起始溫度后直接插入稀H₂SO₄測(cè)溫度，硫酸的起始溫度偏高．

解答 解答：Ⅰ．（1）要使用245mL NaOH溶液，應(yīng)選擇250mL容量瓶，實(shí)際配制250mL  0.50mol/L NaOH溶液，需要?dú)溲趸�鈉的質(zhì)量m=0.50mol/L×0.25L×40g/mol=5.0g；
故答案為：5.0； 
  （2）用托盤天平稱量固體，用到的儀器為：托盤天平、藥匙，因?yàn)闅溲趸�鈉為腐蝕品，應(yīng)放在小燒杯中稱量，所以還需要用到小燒杯；
故選：a b e；
Ⅱ．（1）稀強(qiáng)酸、稀強(qiáng)堿反應(yīng)生成1mol水時(shí)放出57.3kJ的熱量，稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液都是強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液，則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol；
故答案為：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol；
（2）4次溫度差分別為：4.0℃，4.1℃，3.9℃，4.1℃，4組數(shù)據(jù)都有效，溫度差平均值=$\frac{4.0+4.1+3.9+4.1}{4}$=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(shí)驗(yàn)測(cè)得的中和熱△H=-
$\frac{1.3376KJ}{0.025mol}$=-53.5 kJ/mol，
故答案為：-53.5kJ/mol；
 ③a．實(shí)驗(yàn)成功關(guān)鍵在于保溫，減少熱量損失，否則實(shí)驗(yàn)結(jié)果將偏小，故a選；
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，則大于57.3kJ/mol，故b不選；
c．盡量一次快速將NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中，不允許分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中，否則容易是熱量損壞，測(cè)定結(jié)果偏小，故c選；
d．溫度計(jì)測(cè)定NaOH溶液起始溫度后直接插入稀H₂SO₄測(cè)溫度，由于溫度計(jì)上會(huì)有氫氧化鈉，氫氧化鈉與硫酸反應(yīng)放熱，導(dǎo)致硫酸的起始溫度偏高，那么試驗(yàn)后溫度增加量就比實(shí)際要小，故d選；
故答案為：acd．

點(diǎn)評(píng) 本題通過(guò)中和熱實(shí)驗(yàn)測(cè)定為載體考查學(xué)生中和熱的測(cè)定知識(shí)、一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制、熱化學(xué)方程式的書寫，題目難度不大，明確實(shí)驗(yàn)原理是解題關(guān)鍵．