Question

【题目】I．实验室用50 mL 0.50mol/L盐酸、50mL 0.55 mol/LNaOH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t1/℃		终止温度t2/℃
	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)不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是____。

(2)在操作正确的前提下，提高中和热制定准确性的关键是____．

(3)根据上表中所测数据进行计算，则该实验测得的中和热△H=____[盐酸和NaOH溶液的密度按1g/cm3计算，反应后混合溶液的比热容(c)按4.18J/(g．℃)计算]．

(4)如用0.5 mol/L的盐酸与NaOH固体进行实验，则实验中测得的“中和热”数值将_____（填“偏大”、“偏小”、“不变”）．如改用60 mL0.5moI/L的盐酸与50 mL 0.55mol/L的NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量______（填“相等”或“不相等”），所求中和热_____（填“相等”或“不相等”）。

(5)若某同学利用上述装置做实验，有些操作不规范，造成测得中和热的数值偏低，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．将50mL0.55mol/L氢氧化钠溶液取成了50mL0.55mol/L的氨水

E．在量取盐酸时仰视计数

F大烧杯的盖扳中间小孔太大。

Ⅱ．某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时，先分别量取两种溶液，然后倒入试管中迅速振荡混合均匀，开始计时，通过褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案：

（1）已知反应后H2C2O4转化为CO2逸出，KMnO4转化为MnSO4，为了观察到紫色褪去，H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为n(H2C2O4)：n(KMnO4) ≥_______。

（2）试验编号②和③探究的内容是_____________。

（3）实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40s，忽略混合前后溶液体积的微小变化，这段时同内平均反应速率v(KMnO4)=__________mol·L-1·min-1。

Answer 1

【答案】 Cu传热快，热量损失大 提高装置的保温效果 －56.8 kJ·mol－1 偏大 不相等 相等 ABDF 2.5(或5:2) 其他条件不变，温度对反应速率的影响 0.010

【解析】I．(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；故答案为：Cu传热快，热量损失大；

(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℃；三次温度差的平均值为3.40℃，50mL0.50molL-1盐酸、50mL0.55molL-1NaOH溶液的质量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=4.18J/(g℃)×100g×3.40℃=1421.2J=1.4212KJ，即生成0.025mol的水放出热量1.4212KJ，所以生成1mol的水放出热量为=56.8kJ，即该实验测得的中和热△H=-56.8kJ/mol；故答案为：-56.8kJ/mol；

(4)氢氧化钠固体溶于水放热，反应后温度偏高，计算所得热量偏大，所以实验中测得的“中和热”数值将偏大；反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关，改用60mL0.50mol/L盐酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应，与上述实验相比，生成水的量增多，所放出的热量偏高，但是中和热的均是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热，中和热相等；故答案为：偏大；不相等；相等；

(5)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，温度计示数变化值减小，所以导致实验测得中和热的数值偏小，故A正确；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正确；C、做本实验的室温和反应热的数据之间无关，故C错误；D、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，弱碱电离要吸热，导致实验测得中和热的数值偏小，故D正确；E、在量取盐酸时仰视计数，会使得实际量取体积高于所要量的体积，算过量，可以保证碱全反应，导致实验测得中和热的数值偏高，故E错误；F、大烧杯的盖板中间小孔太大，会导致一部分能量散失，导致实验测得中和热的数值偏小，故F正确；故选ABDF；

Ⅱ．(1)根据反应后H2C2O4转化为CO2逸出，KMnO4转化为MnSO4，反应的化学方程式为：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑；H2C2O4中碳元素的化合价为+3价，变成二氧化碳后化合价总共升高了2×(4-3)价，所以每消耗1mol H2C2O4转移2mol电子；为了观察到紫色褪去，高锰酸钾的物质的量应该少量，即c(H2C2O4)：c(KMnO4)≥=2.5，故答案为：2.5；

(2)实验②和③，其他条件完全相同，探究的温度不同，因此探究了温度对反应速率的影响，故答案为：其他条件不变，温度对反应速率的影响；

(3)草酸的物质的量为：0.10molL-1×0.002L=0.0002mol，高锰酸钾的物质的量为：0.010molL-1×0.004L=0.00004mol，草酸和高锰酸钾的物质的量之比为：0.0002mol：0.00004mol=5：1，显然草酸过量，高锰酸钾完全反应，混合后溶液中高锰酸钾的浓度为： =×0.010mol/L，这段时间内平均反应速率v(KMnO4)= = molL-1s-1=×60 molL-1min-1=0.010molL-1min-1，故答案为：0.010。