Question

18．Ⅰ．50mL0.50mol/L鹽酸與50mL0.55mol/LNaOH溶液在如圖所示的裝置中進行中和反應．通過測定反應過程中所放出的熱量可計算中和熱．回答下列問題．
（1）從實驗裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃用品是環(huán)形玻璃攪拌棒．
（2）燒杯間填滿碎紙條的作用是減少實驗過程中的熱量損失．
（3）實驗中改用60mL0.50mol/L鹽酸與50mL0.55mol/LNaOH溶液進行反應，與上述實驗相比較，所放出的熱量不相等（填“相等”或“不相等”），但中和熱應相等（填“相等”或“不相等”）．
（4）記錄的實驗數(shù)據(jù)如表：

實驗用品			溶液溫度
			t1	t2
①	50ml0.55mol/LNaOH	50ml0.5mol/LHCl	20℃	23.3℃
②	50ml0.55mol/LNaOH	50ml0.5mol/LHCl	20℃	23.5℃
	50ml0.55mol/LNaOH	50ml0.5mol/LHCl	20℃	21.5℃

已知：Q=cm（t₂-t₁），反應后溶液的比熱容C為4.18KJ•℃-1•Kg-1，各物質(zhì)的密度均為1g•cm-3．根據(jù)實驗結(jié)果寫出NaOH溶液與HCl溶液反應的熱化學方程式：HCl（aq）+NaOH（aq）=NaCl（aq）+H₂O（l）△H=-56.8kJ•mol^-1
過氧化氫是重要的氧化劑，也可作還原劑，它的水溶液稱為雙氧水，常用于消毒、殺菌、漂白等．某化學研究性學習小組取一定量的市售過氧化氫溶液測定其中H₂O₂的含量，并探究它的有關性質(zhì)．
Ⅱ．測定市售過氧化氫溶液中H₂O₂的質(zhì)量分數(shù)
（1）量取10.00mL密度為ρ g/mL的市售過氧化氫溶液，應選用酸式滴定管（填“酸式滴定管”或“堿式滴定管”）；
（2）將上述溶液配制成250.00mL，配制過程需用到的玻璃儀器是燒杯、玻璃棒、250 mL容量瓶、膠頭滴管（填名稱）；
（3）取25.00mL（2）中的溶液于錐形瓶中，用稀H2SO4酸化，并加適量蒸餾水稀釋，用高錳酸鉀標準液滴定．
①完成反應的離子方程式：
2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺═2Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑
②重復滴定三次，平均消耗C mol/L KMnO₄標準液V mL，則原過氧化氫溶液中H₂O₂的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{17CV}{200ρ}$．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）根據(jù)量熱計的構(gòu)造來判斷該裝置的缺少儀器；
（2）中和熱測定實驗成敗的關鍵是保溫工作；
（3）反應放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關，并根據(jù)中和熱的概念來回答；
（2）先求出反應的溫度差，根據(jù)有效性求出平均值，再根據(jù)公式Q=cm△T來求出生成0.025mol的水放出熱量，然后根據(jù)中和熱的概念求出中和熱，最后求出熱化學方程式；
Ⅱ．（1）過氧化氫具有氧化性，可氧化腐蝕橡膠；
（2）配制成250.00mL，一定需要250mL容量瓶，還需要膠頭滴管定容；
（3）①Mn元素的化合價由+7降低為+2，O元素的化合價應從-1價升高為0，結(jié)合電子、電荷守恒分析；
②結(jié)合2KMnO₄～5H₂O₂計算；

解答 解：Ⅰ．（1）由量熱計的構(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：環(huán)形玻璃攪拌棒；
（2）中和熱測定實驗成敗的關鍵是保溫工作，大小燒杯之間填滿碎紙條的作用是隔熱，減少實驗過程中的熱量損失，
故答案為：減少實驗過程中的熱量損失；
（3）反應放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關，若用60mL0.50mol/L鹽酸與50mL0.55mol/LNaOH溶液進行反應，與上述實驗相比，生成水的量增多，所放出的熱量偏高，但是中和熱的均是強酸和強堿反應生成1mol水時放出的熱，與酸堿的用量無關，所以用60mL0.50mol/L鹽酸與50mL0.55mol/LNaOH溶液反應，測得中和熱數(shù)值相等，
故答案為：不相等；相等；
（4）3次反應前后溫度差分別為：3.3℃，3.5℃，1.5℃，第3組舍去，50ml0.55mol/LNaOH溶液與50ml0.5mol/LHCl溶液混合，氫氧化鈉過量，反應生成了0.025mol水，50ml0.55mol/LNaOH溶液與50ml0.5mol/LHCl溶液的質(zhì)量和m=100mL×1g/mL=100g，c=4.18J/（g•℃），代入公式Q=cm△T得生成0.025mol的水放出熱量Q=4.18J/（g•℃）×100g×3.4℃=1.4212kJ，即生成0.025mol的水放出熱量1.4212kJ，所以生成1mol的水放出熱量為1.4212kJ×$\frac{1mol}{0.025mol}$=-56.8kJ，該反應的熱化學方程式為：HCl（aq）+NaOH（aq）=NaCl（aq）+H₂O（l）△H=-56.8kJ•mol^-1；
故答案為：HCl（aq）+NaOH（aq）=NaCl（aq）+H₂O（l）△H=-56.8kJ•mol^-1；
Ⅱ．（1）過氧化氫具有氧化性，可氧化腐蝕橡膠，則選酸式滴定管；
故答案為：酸式滴定管；
（2）配制成250.00mL，配制過程需用到的玻璃儀器是燒杯、玻璃棒、250mL容量瓶，還需要膠頭滴管定容；
故答案為：250 mL容量瓶、膠頭滴管；
（3）①Mn元素的化合價由+7降低為+2，O元素的化合價應從-1價升高為0，由電子、電荷、原子守恒可知，離子反應為2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺═2Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑，
故答案為：2；5；6；2；8；5O₂↑；
②n（KMnO₄）=VC×10^-3mol，由2KMnO₄～5H₂O₂可知，n（H₂O₂）=VC×10^-3mol×$\frac{5}{2}$=2.5VC×10^-3mol，則原過氧化氫溶液中H₂O₂的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{2.5VC×1{0}^{-3}mol×34g/mol}{10ρ}$×100%=$\frac{17CV}{200ρ}$；
故答案為：$\frac{17CV}{200ρ}$．

點評 本題考查中和熱的測定，物質(zhì)含量的測定及氧化還原反應，把握測定原理、反應中物質(zhì)的量關系為解答的關鍵，側(cè)重分析與應用能力的考查，注意氧化還原反應的應用，題目難度不大．