Question

2．某学生通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和热．他将50mL0.5mol/L的盐酸与50mL0.55mol/L的NaOH溶液在如图1所示的装置中进行中和反应．请回答下列问题：

（1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是环形玻璃搅拌器；由图可知该装置有不妥之处，应如何改正？小烧杯没有与大烧杯齐平，在大小烧杯间填满碎塑料泡沫（或碎纸条）使小烧杯口与大烧杯口相平．
（2）实验中改用60mL0.50mol/L的盐酸跟50mL 0.55mol/L的NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量不相等（填“相等”或“不相等”）；所求中和热的数值会相等（填“相等”或“不相等”），理由是因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1molH₂O所放出的热量，与酸碱的用量无关．
（3）该同学做实验时有些操作不规范，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．在量取盐酸时仰视计数
E．将50mL0.55mol/L氢氧化钠溶液取成了50mL0.55mol/L的氨水
（4）将V₁ml 1.0mol/L HCl溶液和V₂ml未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录温度，实验结果如图2所示（实验中始终保持V₁+V₂=50mL）
通过分析图象可知，做该实验时环境温度低于（填“高于”，“低于”或“等于”）22℃，该NaOH溶液的浓度约为1.5mol/L．

Answer 1

分析 （1）根据量热计的构造来判断该装置的缺少仪器、装置的错误；
（2）反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关，并根据中和热的概念和实质来回答；
（3）根据实验的关键是保温，如果装置有能量散失，则会导致结果偏低，根据实验中用到的试剂以及实验操作知识来判断；
（4）考虑中和反应是放热反应；当酸碱恰好反应时，放出的热量最高，从图示可知二者体积比，根据反应关系计算氢氧化钠的浓度．

解答 解：（1）根据量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌器，装置的错误是：小烧杯口与大烧杯口不相平，且未填满碎塑料泡沫（或碎纸条），
故答案为：环形玻璃搅拌器；小烧杯没有与大烧杯齐平，在大小烧杯间填满碎塑料泡沫（或碎纸条）使小烧杯口与大烧杯口相平；
（2）反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关，若用60mL0.50mol/L的盐酸跟50mL 0.55mol/L的NaOH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，与酸碱的用量无关，所以用60mL0.50mol/L的盐酸跟50mL 0.55mol/L的NaOH溶液反应，测得中和热数值相等；
故答案为：不相等；相等；因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1molH₂O所放出的热量，与酸碱的用量无关；
（3）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，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、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，放出的热量偏大，导致实验测得中和热的数值偏高，故D错误；
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，碱的电离是吸热的过程，所以导致实验测得中和热的数值偏小，故E正确；
故选：ABE；
（4）从图形起点可知：5mLHCl溶液和45mLNaOH溶液反应放热后的温度已经是22℃，则溶液混合前的实验环境温度一定低于22℃；当酸碱恰好反应时，放出的热量最高，从图示可知V₁=30mL，V₂=50mL-30mL=20mL，二者体积比为：$\frac{V{\;}_{1}}{{V}_{2}}$=$\frac{30}{20}$=$\frac{3}{2}$，c（NaOH）=$\frac{c（HCl）×V{\;}_{1}}{V{\;}_{2}}$=$\frac{1.0mol/L×30mL}{20mL}$=1.5mol/L；
故答案为：低于；1.5．

点评 本题考查了中和热的计算问题，注意从图示得出解题信息是解答本题的关键，并注意中和热的热方程式的书写方法来解答．