Question

5．利用如圖1裝置測定中和熱的實驗步驟如下：
①用量筒量取50mL0.25mol/L硫酸倒入小燒杯中，測出硫酸溫度；
②用另一量筒量取50mL0.55mol/LNaOH溶液，并用另一溫度計測出其溫度；
③將NaOH溶液倒入小燒杯中，設法使之混合均勻，測得混合液最高溫度．回答下列問題：
（1）儀器A的名稱為環(huán)形玻璃攪拌棒．
（2）寫成稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液反應表示中和熱的熱化學方程式（中和熱數(shù)值為57.3kJ/mol）$\frac{1}{2}$H₂SO₄（l）+NaOH（l）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（l）+H₂O（l）△H=-57.3KJ/mol．
（3）倒入NaOH溶液的正確操作是C（填序號）．
A．沿玻璃棒緩慢倒入B．分三次少量倒入C．一次迅速倒入
（4）使硫酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作是E（從下列選出）D．
A．用溫度計小心攪拌       B．揭開硬紙片用玻璃棒攪拌
C．輕輕地振蕩燒杯          D．用套在溫度計上的環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕地攪動
（5）實驗數(shù)據(jù)如下表：
①請?zhí)顚懴卤碇械目瞻祝?table class="edittable">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）℃H₂SO₄NaOH平均值126.226.026.129.5 227.027.427.232.3325.925.925.929.2426.426.226.329.8②近似認為0.55mol/LNaOH溶液和0.25mol/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=-56.8kJ/mol（取小數(shù)點后一位）．
③上述實驗數(shù)值結果與57.3kJ/mol有偏差，產(chǎn)生偏差的原因可能是acd（填字母）．
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
（6）將V₁mL1.0mol/LHCl溶液和V₂mL未知濃度的NaOH溶液混合均勻后測量并記錄溶液溫度，實驗結果如圖2所示（實驗中始終保持V₁+V₂=50mL）．則NaOH溶液的物質的量濃度為1.5 mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)量熱計的構造來解答；
（2）根據(jù)根據(jù)中和熱是強酸和強堿的稀溶液完全反應生成1mol水放出的熱量，標注物質聚集狀態(tài)和對應焓變寫出熱化學方程式；
（3）根據(jù)硫酸和氫氧化鈉反應反應迅速劇烈，并且釋放大量熱，一次性快速倒入可以減少熱量散發(fā)而引來的誤差；
（4）根據(jù)環(huán)形玻璃棒可以使硫酸與NaOH溶液混合均勻；
（5）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計算反應放出的熱量，最后根據(jù)△H=-$\frac{Q}{n}$kJ/mol計算出反應熱．
③a．實驗裝置保溫、隔熱效果必須好；
b．量取NaOH溶液的體積時視線要和凹液面相平；
c．允許分多次把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，要將溫度計回零直再測定H₂SO₄溶液的溫度；
（6）根據(jù)酸堿中和關系式：NaOH～HCl計算氫氧化鈉濃度．

解答 解：（1）儀器A的名稱為環(huán)形玻璃攪拌棒，故答案為：環(huán)形玻璃攪拌棒；
（2）強酸強堿的中和熱為-57.3kJ/mol，中和熱是強酸和強堿的稀溶液完全反應生成1mol水放出的熱量，稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液反應的熱化學方程式為：
$\frac{1}{2}$H₂SO₄（l）+NaOH（l）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（l）+H₂O（l）△H=-57.3KJ/mol；
故答案為：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（l）+NaOH（l）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（l）+H₂O（l）△H=-57.3KJ/mol；
（3）根據(jù)硫酸和氫氧化鈉反應反應迅速劇烈，并且釋放大量熱，一次性快速倒入可以減少熱量散發(fā)而引來的誤差，故選：C；
（4）用套在溫度計上的環(huán)形玻璃棒輕輕地攪動使硫酸與NaOH溶液混合均勻，故選：D．
（5）①4次溫度差分別為：3.4℃，5.1℃，3.3℃，3.5℃，第2組數(shù)據(jù)無效，溫度差平均值為3.4℃，故答案為：3.4℃；
②50mL0.25mol/L硫酸與50mL0.55mol/L NaOH溶液進行中和反應生成水的物質的量為0.05L×0.25mol/L×2=0.025mol，溶液的質量為：100ml×1g/ml=100g，溫度變化的值為△T=3.4℃，則生成0.025mol水放出的熱量為Q=m•c•△T=100g×4.18J/（g•℃）×3.4℃=1421.2J，即1.4212KJ，所以實驗測得的中和熱△H=-$\frac{1.4212kJ}{0.025mol}$=-56.8kJ/mol；
故答案為：-56.8kJ/mol；
③a．裝置保溫、隔熱效果差，測得的熱量偏小，中和熱的數(shù)值偏小，故a正確；
b．量取NaOH溶液的體積時仰視讀數(shù)，會導致所量的氫氧化鈉體積偏大，放出的熱量偏高，中和熱的數(shù)值偏大，故b錯誤；
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；
d．溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接插入稀H₂SO₄測溫度，硫酸的起始溫度偏高，測得的熱量偏小，中和熱的數(shù)值偏小，故d正確．
故答案為：acd；
（6）如圖，V₁為30mL時溫度最高，說明此時酸堿已經(jīng)反應完畢，又實驗中始終保持V₁+V₂=50mL，所以V₂為20mL，由酸堿中和關系式：NaOH～HCl可列式：30mL×1mol•L^-1=20mL×C（NaOH），可求NaOH的濃度是1.5 mol•L^-1；
故答案為：1.5 mol•L^-1．

點評 本題考查熱化學方程式以及反應熱的計算，題目難度大，注意理解中和熱的概念、把握熱化學方程式的書寫方法，以及測定反應熱的誤差等問題．