题目内容

16.用如图实数装置进行中加热测定实验,请回答下列问题:
(1)大小烧杯之间天满碎泡沫塑料除了其支撑作用外,还有的作用是减少实验过程中的热量损失,从装置上看,图中缺少的一中玻璃仪器是环形玻璃搅拌棒
(2)使用补全仪器后的装置进行实验,取50ml 0.25mol•L-1H2SO4溶液与50mL 0.55mol•L-1NaOH溶液在烧杯中进行中和反应,三次实验温度平均升高3.4℃,已知中和后生产的任意的比热容c为4.2J.g-1℃,任意的密度均为1g.cm-3,忽略任意混合后的体积变化.通过计算可得中和的热△H=-57.12KJ.mol-1(保留2位小数),H2SO4和NaOH反应的化学方程式$\frac{1}{2}$H2SO4(aq)+NaOH(aq)=$\frac{1}{2}$Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.12KJ•mol-1
(3)若将NaOH溶液变为相同体积,相同浓度的氨水,测得中和热为△H2,则△H的关系为△H2>△H(填“<”“>”“=”,理由是中和过程中NH3•H2O电离吸热.

分析 (1)中和热测定实验成败的关键是保温工作;根据量热计的构造来判断该装置的缺少仪器;
(2)先根据反应方程式计算生成水的物质的量,再根据比热容计算放出的热量,放出的热量除以水的物质的量就是中和热,并根据热化学方程式的书写方法来写热化学方程式;
(3)根据弱电解质电离吸热分析.

解答 解:(1)中和热测定实验成败的关键是保温工作,大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是减少实验过程中的热量损失;由量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌棒;
故答案为:减少实验过程中的热量损失;环形玻璃搅拌棒;
(2)取50mL0.25mol•L-1的H2SO4溶液与50mL0.55mol•L-1 NaOH溶液在小烧杯中进行中和反应,生成水的物质的量为0.025mol,溶液的质量为100g,三次实验温度平均升高3.4℃,放出的热量Q=4.2J/(g•℃)×100g×3.4℃=1428J=1.428KJ,所以生成1mol水放出的热量为$\frac{1.428KJ}{0.025}$=57.12KJ,即中和热△H=-57.12KJ•mol-1,热化学方程式为:$\frac{1}{2}$H2SO4(aq)+NaOH(aq)=$\frac{1}{2}$Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.12KJ•mol-1
故答案为:-57.12;$\frac{1}{2}$H2SO4(aq)+NaOH(aq)=$\frac{1}{2}$Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.12KJ•mol-1
(3)一水合氨为弱碱,电离过程为吸热过程,所以用氨水代替稀氢氧化钠溶液反应,反应放出的热量小于57.12kJ,由于△H均为负值,所以△H2>△H,
故答案为:>;中和过程中NH3•H2O电离吸热.

点评 本题主要考查中和热的测定,题目难度中等,注意热量计算公式的应用中c=4.2J/(g•℃),要注意热量单位的换算.

练习册系列答案
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1.过氧化钙是一种新型的多功能化工产品,常温下是白色或淡黄色粉末,易溶于酸,难溶于水、乙醇等溶剂.某实验小组在实验室用钙盐制取CaO2•8H2O沉淀(该反应是一个放热反应),有关装置如图1所示.

(1)仪器X的名称是分液漏斗,仪器Y的作用是防倒吸.
(2)A为实验室制取氨气的装置,则A中反应的化学方程式为Ca(OH)2+2NH4Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl2+2NH3↑+2H2O.
(3)制取CaO2•8H2O一般在0℃~5℃的低温下进行,其原因是低于0℃,液体易冻结,反应困难;温度较高,过氧化氢分解速率加快;制取CaO2•8H2O的有关反应的化学方程式为CaCl2+H2O2+2NH3+8H2O=2NH4Cl+CaO2•8H2O.
(4)2.76gCaO2•8H2O样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线,140℃时完全脱水,杂质受热不分解)如图2所示.
①试确定60℃时,CaO2•xH2O中x=2.
②该样品中CaO2的质量分数约为26.09%.
(5)另一实验小组同学为分析本组所得样品纯度,进入了如下实验.
准确称取0.3000g产品于锥形瓶中,加入30mL蒸馏水和10mL2.000mol•L-1H2SO4,用0.0200mol•L-3KMnO4标准溶液滴定至终点.重复上述操作两次,H2O2与KMnO4反应的离子方程式为2MnO4-+H2O25+6H+═2Mn2++5O2↑+8H2O.
①到达滴定终点时可观察到的现象为当滴入最后一滴KMnO4标准溶液后,溶液由无色变浅红色,且30s不褪色.
②根据如表数据,计算产品中CaO2•8H2O的质量分数根据关系式5(CaO2•8H2O)~5H2O2~2KMnO4
n(CaO2•8H2O)=$\frac{5}{2}$n(KMnO4)=$\frac{5}{2}$×0.0200mol•L-1×23.03mL×10-3L•mL-1=1.151×10-3mol,
CaO2•8H2O的质量分数为:$\frac{1.151×1{0}^{-3}mol×216g/mol}{0.3000g}$×100%=82.91%(写出计算过程).
 滴定次数样品的质量/g KMnO4溶液的体积/mL 
滴定前刻度/mL滴定后刻度/mL 
 1 0.3000 1.02 24.04 
 20.3000 2.00 25.03
 30.3000 0.20 23.24

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