Question

某化学兴趣小组在室温的条件下（温度为20℃），为了测定H₂SO₄与NaOH发生中和反应时放出的热量，在图1的小烧杯中加入8mL溶质质量分数为10%的NaOH溶液（密度1g/mL），并滴入3滴酚酞，测量其温度；另取过量的稀硫酸（密度1.12g/mL），测量其温度后逐量缓慢地加入到小烧杯中，边加边用环形玻璃棒搅拌；测得烧杯中溶液温度的变化与加入稀硫酸体积之间关系如图2所示．

（1）当加入5mL稀硫酸时，溶液中的溶质有

 

（填写溶质化学式）．
（2）当加入约为

 

mL稀硫酸时，烧杯中溶液的温度达到最高．此时烧杯中溶液的温度约为（填写整数）

 

℃，烧杯中溶液颜色

 

．
（3）当加入稀硫酸的体积大于10mL时，溶液温度下降的原因是

 

．
（4）当溶液温度升到最高时，此时溶液中溶质质量分数是多少？（写出计算过程）

Answer 1

考点：根据化学反应方程式的计算,有关溶质质量分数的简单计算,中和反应及其应用

专题：综合计算（图像型、表格型、情景型计算题）

分析：（1）根据图示当加入硫酸溶液的体积为5ml时，温度继续升高，说明氢氧化钠有剩余解答；
（2）根据由于中和反应是放热反应，所以随着盐酸的滴加中和反应的不断进行，热量会不断放出，至加入10mLHCl时恰好变无色说明该反应恰好完成，所以放出的热量达到最大值，所以烧杯中溶液的温度最高解答；
（3）根据过量的稀硫酸起冷却作用，使溶液温度下降解答；
（4）根据由图象可知当溶液温度升到最高时，加入8mL溶质质量分数为10%的NaOH溶液恰好反应，利用化学方程式计算．

解答：解：
（1）根据图示当加入硫酸溶液的体积为5ml时，温度继续升高，说明氢氧化钠有剩余，所以溶质中含有剩余的氢氧化钠和氢氧化钠与稀硫酸反应生成的硫酸钠；
（2）由于中和反应是放热反应，所以随着盐酸的滴加中和反应的不断进行，热量会不断放出，至加入10mLHCl时恰好变无色说明该反应恰好完成，所以放出的热量达到最大值，所以烧杯中溶液的温度最高；此时烧杯中溶液的温度约为18℃；
（3）当加入稀硫酸的体积大于10mL时，说明此时硫酸有剩余，反应停止，过量的稀硫酸起冷却作用，使溶液温度下降；
（4）由图象可知当溶液温度升到最高时，加入8mL溶质质量分数为10%的NaOH溶液恰好进行；8mL溶质质量分数为10%的NaOH溶液中氢氧化钠的质量=8mL×1g/mL×10%=0.8g
设生成的硫酸钠质量为x
H₂SO₄+2NaOH═2H₂O+Na₂SO₄
      80          142
      0.8g          x

80

0.8g

=

142

x

x=1.42g
此时溶液中溶质质量分数是

14.2g

8g+10mL×1.12g/mL

   

1.42g

8g+10mL×1.12g/mL

×100%≈0.74%
答案：
（1）NaOH和Na₂SO₄
（2）10   18   无色
（3）过量的稀硫酸起冷却作用
（4）此时溶液中溶质质量分数是0.74%

点评：本题主要考查学生利用化学方程式进行计算的能力．解题的关键是结合物质间反应的情况，正确分析图示数据，细心解答．