Question

3．某實驗小組用0.50 mol/L NaOH溶液和0.50 mol/L硫酸溶液進行中和熱的測定．
測定中和熱的實驗裝置如圖所示．
（1）大小燒杯之間填滿碎泡沫塑料的作用是保溫、隔熱、減少實驗過程中的熱量損失，從實驗裝置上看，圖中缺少的一種玻璃儀器環(huán)形玻璃攪拌棒
（2）寫出該反應的用中和熱表示的熱化學方程式（中和熱為57.3kJ/mol）$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ/mol
（3）取50mL NaOH溶液和30mL硫酸溶液進行實驗，實驗數(shù)據(jù)如表
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實驗 次數(shù)	起始溫度t1/℃			終止溫度 t2/℃	溫度差 （t2-t1）/℃	溫度差平均值℃
	H2SO4	NaOH	平均值
1	26.2	26.0	26.1	30.1	4.0	4.0
2	27.0	27.4	27.2	33.3	6.1
3	25.9	25.9	25.9	29.8	3.9
4	26.4	26.2	26.3	30.4	4.1

②近似認為0.50 mol/L NaOH溶液和0.50 mol/L硫酸溶液的密度都是1 g/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)點后一位）．（已知：Q=m•c•△t）
③上述實驗數(shù)值結果與57.3kJ/mol有偏差，產生偏差的原因可能是（填字母）ac．
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
（4）實驗中若用60mL0.25mol•L^-1H₂SO₄溶液跟50mL0.55mol•L^-1NaOH溶液進行反應，與上述實驗相比，所放出的熱量不相等（填“相等”、“不相等”），所求中和熱相等（填“相等”、“不相等”）；，若用50mL0.50mol•L^-1醋酸代替H₂SO₄溶液進行上述實驗，測得反應前后溫度的變化值會偏小（填“偏大”、“偏小”、“不受影響”）．

Answer 1

分析 （1）中和熱測定實驗成敗的關鍵是保溫工作；根據(jù)量熱計的構造來判斷該裝置的缺少儀器；
（2）中和熱是稀的強酸、強堿溶液完全反應生成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）①先舍棄誤差較大的數(shù)據(jù)，最后計算出溫度差平均值；
②根據(jù)Q=m•c•△T計算出反應放出的熱量，然后計算出生成1mol水放出的熱量，就可以得到中和熱；
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，熱量散失較多；
（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來回答；弱電解質電離吸收熱量．

解答 解：（1）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保溫、隔熱、減少實驗過程中的熱量損失；由量熱計的構造可知該裝置的缺少儀器是環(huán)形玻璃攪拌棒；
故答案為：保溫、隔熱、減少實驗過程中的熱量損失；環(huán)形玻璃攪拌棒；
（2）稀的強酸、強堿溶液反應的中和熱為57.3kJ/mol，則稀硫酸與稀燒堿溶液反應用中和熱表示的熱化學方程式為：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ/mol；
故答案為：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ/mol；
（3）①四次實驗溫度差分別為4.0℃，6.1℃，3.9℃，4.1℃，第2組誤差太大，要舍去，其他三次溫度差的平均值為4.0℃，
故答案為：4.0；
②50mL0.50mol/L氫氧化鈉與30mL0.50mol/L硫酸溶液進行中和反應，生成水的物質的量為0.05L×0.50mol/L=0.025mol，溶液的質量為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Q=m•c•△T=80g×4.18J/（g•℃）×4.0℃=1337.6J=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．實驗裝置保溫、隔熱效果差，熱量散失較大，所得中和熱的數(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，所得中和熱的數(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；
故答案為：ac；
（4）反應放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關，若用60mL0.25mol•L^-1H₂SO₄溶液跟50mL0.55mol•L^-1NaOH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60mL0.25mol•L^-1H₂SO₄溶液跟50mL0.55mol•L^-1NaOH溶液進行反應，測得中和熱數(shù)值相等；
醋酸是弱酸，電離過程吸熱，所以用50mL0.50mol•L^-1醋酸代替H₂SO₄溶液進行上述實驗，測得反應前后溫度的變化值會減小；
故答案為：不相等；相等；偏小．

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．