Question

2．某化學興趣小組要完成中和熱的測定．
（1）實驗桌上備有大小兩個燒杯、泡沫塑料、泡沫塑料板、膠頭滴管、量筒、0.5mol•L^-1鹽酸、0.55mol•L^-1NaOH溶液，實驗尚缺少的玻璃用品是溫度計、環(huán)形玻璃攪拌棒．
（2）①實驗中能否用環(huán)形銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒？否（填“能”或“否”），其原因是銅是熱的良導體，有熱量散失．
②在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料的作用是保溫，減少熱量散失．
（3）他們記錄的實驗數(shù)據(jù)如表：

實驗用品			溶液溫度		中和熱
			t1	t2	△H
①	50 mL 0.55 mol•L-1 NaOH溶液	50 mL 0.5 mol•L-1 HCl溶液	20℃	23.3℃	-56.8kJ/mol
②	50 mL 0.55 mol•L-1 NaOH溶液	50 mL 0.5 mol•L-1 HCl溶液	20℃	23.5℃

已知：反應后溶液的比熱容c為4.18kJ•℃^-1•kg^-1，各物質的密度均為1g•cm^-3．計算完成上表（保留兩位小數(shù)）．
（4）實驗分析
①若用醋酸代替HCl做實驗，測得的中和熱的數(shù)值偏小（填“偏大”或“偏小”或“無影響”）．
②若用60mL 0.5mol•L^-1HCl溶液與50mL 0.55mol•L^-1NaOH溶液完成實驗，與上述實驗相比，測得反應放出的熱量偏大（填“偏大”或“偏小”或“不變”），中和熱不變（填“偏大”或“偏小”或“不變”）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)中和熱測定的實驗步驟選用需要的儀器，然后判斷還缺少的儀器；
（2）①金屬導熱快，熱量損失多；
②中和熱測定實驗成敗的關鍵是保溫工作；
（3）先判斷溫度差的有效性，然后求出溫度差平均值，再根據(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；
（4）①弱電解質電離吸熱；
②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來回答．

解答 解：（1）中和熱的測定過程中，需要用量筒量取酸溶液、堿溶液的體積，需要使用溫度計測量溫度，測量過程中用玻璃棒不斷攪拌，所以還缺少玻璃用品是溫度計、環(huán)形玻璃攪拌棒；
故答案為：溫度計、環(huán)形玻璃攪拌棒；
（2）①不能用環(huán)形銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒，因為銅是熱的良導體，熱量損失大；
故答案為：否；銅是熱的良導體，有熱量散失；
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泡沫塑料的作用是減少實驗過程中的熱量損失；
故答案為：保溫，減少熱量散失；
（3）2次溫度差分別為：3.3℃，3.5℃，第2組數(shù)據(jù)都有效，溫度差平均值=3.4℃，50mL0.55mol•L^-1NaOH和50mL.0.5mol•L^-1HCl質量和為m=100mL×1g/mL=100g，c=4.18J/（g•℃），△T=3.4℃，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℃=1421.2J=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$\frac{1.4212kJ×1mol}{0.025mol}$=56.8kJ，即該實驗測得的中和熱△H=-56.8kJ/mol；
故答案為：-56.8；
（4）①醋酸為弱酸，電離過程為吸熱過程，所以醋酸（CH₃COOH）代替HCl溶液反應，反應放出的熱量偏��；
故答案為：偏小；
②反應放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關，若用60mL 0.5mol•L^-1HCl溶液與50mL 0.55mol•L^-1NaOH溶液完成實驗，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60mL 0.5mol•L^-1HCl溶液與50mL 0.55mol•L^-1NaOH溶液進行實驗，測得中和熱數(shù)值相等；
故答案為：偏大；不變．

點評 本題考查了中和熱的測定方法，題目難度中等，明確中和熱的測定步驟為解答關鍵，注意掌握中和熱計算方法，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學實驗能力．