题目内容
【题目】实验室用50mL 0.50mol/L盐酸、50mL0.55mol/L NaOH溶液和如图所示装置,进行测定中和热的实验,得到表中的数据:
实验次数 | 起始温度/℃ | 终止温度/℃ | |
盐酸 | NaOH溶液 | ||
1 | 20.2 | 20.3 | 23.7 |
2 | 20.3 | 20.5 | 23.8 |
3 | 21.5 | 21.6 | 24.9 |
完成下列问题:
(1)实验时不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是___。实验中使用环形玻璃搅拌棒的操作方法是____;
(2)在操作正确的前提下,提高中和热测定准确性的关键是_____;
(3)根据表中所测数据进行计算,则该实验测得的中和热=_____ [盐酸和NaOH溶液的密度按1
计算,反应后混合溶液的比热容(c)按4.18
计算]。如果用0.5mol/L的盐酸与NaOH固体进行实验,则实验中测得的中和热将______ (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(4)若某同学利用上述装置做实验,有些操作不规范,造成测得中和热数值偏低,请你分析可能的原因是__________;
A.测量盐酸的温度后,温度计没有用水冲洗干净 B.把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓 C.做本实验的当天室温较高 D.在量取盐酸时仰视读数 E.大烧杯的盖板中间小孔太大
【答案】Cu传热快,热量损失大 上下抽动 提高装置的保温效果 -56.8 偏大 ABE
【解析】
中和热测定实验成败的关键是保温工作,金属导热快,热量损失多,计算中和热时,先求出三次反应的温度差的平均值,根据公式Q=cm△T来求出生成0.05mol的水放出热量,最后根据中和热的概念求出反应热。
(1)不能将环形玻璃搅拌棒改为铜丝搅拌棒,因为铜丝搅拌棒是热的良导体,实验中使用环形玻璃搅拌棒的操作方法是上下抽动,故答案为:Cu传热快,热量损失大;上下抽动;
(2)中和热测定实验主要目的是测量反应放出的热量多少,所以提高中和热测定准确性的关键是提高装置的保温效果;故答案为:提高装置的保温效果;
(3)第1次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.25℃,反应前后温度差为:3.45℃;
第2次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.40℃,反应前后温度差为:3.40℃;
第3次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为21.55℃,反应前后温度差为:3.35℃;
三组数据均有效,其平均值为3.40℃;
50mL 0.50molL-1盐酸、50mL 0.55molL-1 NaOH溶液的质量和m=100mL×1g/mL=100g,c=4.18J/(g℃),代入公式Q=cm△T得生成0.025mol的水放出热量Q== 56.8kJ,即该实验测得的中和热△H=-56.8kJ/mol;氢氧化钠固体溶于水放热,所以实验中测得的中和热数值将偏大;故答案为:-56.8 kJ/mol;偏大;
(4)A.测量盐酸的温度后,温度计没有用水冲洗干净,在测碱的温度时,会发生酸和碱的中和,温度偏高,则温度差减小,实验测得中和热的数值偏小,故A符合题意;
B.把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓,会导致一部分能量的散失,实验测得中和热的数值偏小,故B符合题意;
C.做本实验的室温和反应热的数据之间无关,故C不符合题意;
D.在量取盐酸时仰视读数,会使得实际量取体积高于所要量取的体积,会使得中和热的测定数据偏高,故D不符合题意;
E.将50mL0.55mol/L氢氧化钠溶液取成了50mL0.55mol/L的氨水,由于氨水是弱碱,电离是吸热过程,实验测得中和热的数值偏小,故E符合题意。
故答案为:ABE。
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【题目】某课外活动小组对一氧化碳还原氧化铁的实验中最后的产物产生浓厚兴趣,试通过实验来探究其成分。
Ⅰ、实验装置:
该装置B中发生的离子方程式是 ______,装置B的作用是 ______。
Ⅱ、实验现象:玻璃管A中的粉末由红色逐渐变为黑色时,停止加热,继续通一氧化碳,冷却到室温,停止通气,同时观察到澄清的石灰水变浑浊。
Ⅲ、实验结论:
甲认为:依据上述实验现象可以判断出生成的黑色固体为金属铁。
乙认为:仅从上述实验现象,不足以证明生成的黑色固体为金属铁,他增加一个实验:用磁铁靠近黑色固体,看到有黑色固体被磁铁吸引,于是得出生成的黑色固体为金属铁的结论。
请你通过该反应的相关资料对他们的结论作出判断,并通过实验检验其合理性:
⑴在一定条件下,一氧化碳与氧化铁在加热条件下,可发生如下反应:
CO +3Fe2O3 = 2Fe3O4+ CO2↑ 4CO + Fe3O4 = Fe+ 4CO2↑
⑵四氧化三铁(Fe3O4)为黑色固体,有强磁性,能够被磁铁吸引。
甲、乙同学的结论 ______。你对此评价的理由是 ______。
Ⅳ、实验探究
对反应后固体成分提出假设:
假设1:反应后固体中只有Fe;
假设2:反应后固体中只有Fe3O4;
假设3:反应后固体中 ______ 。
为确定实验中最后产物中的成分,丙同学设计如下实验,请你利用限选试剂和仪器帮助他完成该探究过程,并将答案写在答题卡相应位置。
限选试剂和仪器:1mol/L CuSO4、0.01mol/L KSCN溶液、1mol/L 盐酸、0.01mol/L 氨水、试管、玻璃棒、胶头滴管。
实验操作 | 预期现象和结论 |
步骤一;取硬质玻璃管中固体产物少量分别于A、B试管中,加入足量1mol/L CuSO4溶液,搅拌溶解。 | ⑴若A试管中黑色固体不溶解,并且没有观察到其它现象,则黑色固体为 ______。 ⑵若B试管中有红色固体析出,则说明黑色固体中含有 ______。 |
步骤二:对试管B中溶液过滤,将所得固体洗涤干净后加足量1mol/L盐酸后再依次分别加入适量0.01mol/L氨水、少量0.01mol/L KSCN溶液。 | ①若溶液不变红色,则______。 ②若溶液变红色,则______。 |
Ⅴ、延伸探究:丁同学试图通过反应前后固体质量的变化来确定黑色固体的成分,你认为可行吗?(假设氧化铁在反应中完全反应)______(填“行”或“不行”),理由是:______。