Question

3．某實驗小組用0.50mol•L^-1 NaOH溶液和0.50mol•L^-1硫酸溶液進行中和熱的測定．
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固體所需要的儀器是（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）寫出該反應中和熱的熱化學方程式：（中和熱為57.3kJ•mol^-1）$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol．
（2）取50mL NaOH溶液和30mL硫酸溶液進行實驗，實驗數(shù)據(jù)如下表．

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）/℃
	H2SO4	NaOH	平均值
1	26.2	26.0	26.1	29.6
2	27.0	27.4	27.2	31.2
3	25.9	25.9	25.9	29.8
4	26.4	26.2	26.3	30.4

①上表中的溫度差平均值為4.0℃
②近似認為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=“4.18“J•（g•℃）^-1．則中和熱△H=-53.5kJ/mol（取小數(shù)點后一位）．
③上述實驗數(shù)值結果與57.3kJ•mol^-1有偏差，產(chǎn)生偏差的原因可能是（填字母）acd．
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
④實驗中改用60mL0.5mol/L鹽酸跟50mL0.55moi/L氫氧化鈉進行反應，與上述實驗相比，所放出的熱量不相等（填相等或不相等，下同），所求的中和熱相等，簡述理由中和熱是指酸跟堿發(fā)生中和反應生成lmolH₂O所放出的熱量，它與酸、堿的用量無關．

Answer 1

分析 Ⅰ、（1）根據(jù)公式m=nM=cVM來計算氫氧化鈉的質(zhì)量，但是沒有245mL的容量瓶，用250mL的容量瓶；
（2）氫氧化鈉要在玻璃儀器中稱量，根據(jù)稱量固體氫氧化鈉所用的儀器來回答；
Ⅱ、（1）根據(jù)酸堿中和反應生成1mol液態(tài)水時放出57.3kJ的熱量書寫熱化學方程式；
（2）①先計算出每次試驗操作測定的溫度差，然后舍棄誤差較大的數(shù)據(jù)，最后計算出溫度差平均值；
②先根據(jù)Q=m•c•△T計算反應放出的熱量，然后根據(jù)△H=-$\frac{Q}{n}$kJ/mol計算出反應熱；
③a．裝置保溫、隔熱效果差，測得的熱量偏��；
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；
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中，熱量散失；
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．
④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)中和熱的概念和實質(zhì)來回答．

解答 解：Ⅰ、（1）沒有245mL的容量瓶，只能用250mL的容量瓶，需要稱量NaOH固體m=nM=cVM=0.5mol/L×0.25L×40g/mol=5.0g；
故答案為：5.0；
（2）氫氧化鈉要在小燒杯中稱量，稱量固體氫氧化鈉所用的儀器有天平、燒杯和藥匙；
故答案為：abe；
Ⅱ、（1）已知稀強酸、稀強堿反應生成1mol液態(tài)水時放出57.3kJ的熱量，稀硫酸和氫氧化鋇鈉稀溶液都是強酸和強堿的稀溶液，則反應的熱化學方程式為：$\frac{1}{2}$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）①4次溫度差分別為：3.5℃，4.0℃，3.9℃，4.1℃，第1組數(shù)據(jù)相差較大，其他三次溫度差平均值4.0℃；
故答案為：4.0；
②50mL0.50mol•L^-1氫氧化鈉與30mL0.50mol•L^-1硫酸溶液進行中和反應，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．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．盡量一次快速將NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中，熱量散失，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．
④反應放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關，改用60mL0.5mol/L鹽酸跟50mL0.55moi/L氫氧化鈉進行反應，與上述實驗相比，生成水的量增多，所放出的熱量偏大，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，所以改用60mL0.5mol/L鹽酸跟50mL0.55moi/L氫氧化鈉進行反應，測得中和熱數(shù)值相等，
故答案為：不相等；相等；中和熱是指酸跟堿發(fā)生中和反應生成lmolH₂O所放出的熱量，它與酸、堿的用量無關．

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．