题目内容
【题目】已知在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应生成1mol水时的反应热叫做中和热.现利用如图装置进行中和热的测定,请回答下列问题:
(1)图示装置有两处重要组成部分未画出,它们是 、 。
(2)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是 。
(3)若操作时分几次注入反应液,求得的反应热数值 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(4)做一次完整的中和热测定实验,温度计需使用 次。
(5)量取0.5mol/L的盐酸和0.55mol/L的NaOH溶液各50 mL进行实验,测得盐酸和NaOH溶液起始平均温度为t1℃,混合反应后最高温度为t2℃,设溶液密度均为1 g/mL,生成溶液的比热容c = 4.18 J/g℃。请列式计算中和热:△H= kJ/mol(不用化简)。
(6)已知:HCl(aq)+NaOH(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) △H1= a kJ/mol
HCl(aq)+NH3H2O(aq)===NH4Cl(aq)+H2O(l) △H2= b kJ/mol
则NH3H2O(aq)NH4+(aq)+ OH-(aq) △H3= ________ kJ/mol(用a、b表示)
【答案】(1)硬纸板 环形玻璃搅拌棒
(2)减少实验过程中的热量损失
(3)偏小 (4)3 (5)-(0.418(t2-t1)/0.025) (6)b - a或 –(a – b)
【解析】
试题分析:(1)在中和热的测定实验中,保温,减少热量损失是实验的关键步骤,所以图示装置有两处重要组成部分未画出,它们是硬纸板和环形玻璃搅拌棒。
(2)为了减少实验过程中的热量损失,烧杯间填满碎泡沫塑料。
(3)若操作时分几次注入反应液,会导致热量散失较多,求得的反应热数值偏小。
(4)盐酸和氢氧化钠溶液的温度都需要测量,反应后还需要测量混合液的温度,所以至少使用3次。
(5)50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液的质量之和是100g,所以反应过程中放出的热量是100g×4.18J/(g℃)×△t℃=0.418(t2-t1)kJ。因为50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液反应生成水是0.025mol,所以△H=-(0.418(t2-t1)/0.025)kJ/mol。
(6)HCl(aq)+NaOH(aq)===NaCl(aq)+H2O(l)△H1= a kJ/mol,HCl(aq)+NH3H2O(aq)===NH4Cl(aq)+H2O(l) △H2= b kJ/mol,根据盖斯定律,NH3H2O(aq)NH4+(aq)+ OH-(aq) △H3= b-a kJ/mol。
【题目】回归、改进、拓展教材实验,是高考化学实验考查的常见形式。
I.甲组同学在进行《必修二》实验2-5“Fe3+离子在H2O2溶液分解实验中的催化作用”时,进行了以下探究。基于目前学过的元素周期表的相关知识,该小组推测了同为第四周期第VIII族的Fe、Co、Ni可能有相似的催化机理。
【查阅资料】:钴及其化合物广泛应用于磁性材料、电池材料及超硬材料等领域。其中CoxNi(1-x)Fe2O4(其中Co、Ni均为+2价)也可用作H2O2分解的催化剂,具有较高的活性。
(1)写出H2O2溶液在Fe3+催化下分解的化学方程式__________________________________。
(2)①该催化剂中铁元素的化合价为 。
②下图表示两种不同方法制得的催化剂CoxNi(1-x)Fe2O4在10℃时催化分解6%的H2O2溶液的相对初始速率随x变化曲线。由图中信息可知: 法制取得到的催化剂活性更高,由此推测Co2+、Ni2+两种离子中催化效果更好的是 。
II.乙组同学在进行《选修四》实验2-2“草酸溶液浓度对酸性高锰酸钾溶液褪色时间的影响”时,发现溶液褪色总是先慢后快,该小组设计了如下过程探究其原因:
【查阅资料】KMnO4溶液氧化H2C2O4的反应历程为(流程中“III”等为Mn的价态):
【提出假设】假设1:该反应为放热反应
假设2:反应生成的Mn2+ 对该反应有催化作用
假设3:K+ 对该反应有催化作用
【设计、完成实验】
(3)称取 g草酸晶体(H2C2O4·2H2O),配制500 mL 0.10 mol/L H2C2O4溶液。在上述过程中必须用到的2种定量仪器是托盘天平和
(4)完成探究,记录数据
实验 编号 | 烧杯中所加试剂及用量(mL) | 控制条件 | 溶液褪色时间(s) | |||
0.10 mol/L H2C2O4溶液 | 等浓度 KMnO4溶液 | H2O | 0.50 mol/L 稀硫酸 | |||
1 | 30 | 20 | 30 | 20 | 18 | |
2 | 30 | 20 | 30 | 20 | 水浴控制温度65 ℃ | 15 |
3 | 30 | 20 | 30 | 20 | 加入少量MnSO4固体 | 3.6 |
4 | 30 | 20 | x | 20 | 加入5 mL 0.10 mol/L K2SO4溶液 | 18 |
仔细阅读分析表中数据,回答问题:
x = mL,假设__________成立(填“1” 、“2”或“3”)