题目内容

8.某实验小组设计用50mL 1.0mol/L盐酸跟50mL 1.1mol/L 氢氧化钠溶液在如图装置中进行中和反应.在大烧杯底部垫碎泡沫塑料(或纸条),使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平.然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料(或纸条),大烧杯上用泡沫塑料板(或硬纸板)作盖板,在板中间开两个小孔,正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过.通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热.试回答下列问题:
(1)本实验中用稍过量的NaOH的原因教材中说是为保证盐酸完全被中和.试问:盐酸在反应中若因为有放热现象,而造成少量盐酸在反应中挥发,则测得的中和热偏小(填“偏大”、“偏小”或“不变”).
(2)在中和热测定实验中存在用水洗涤温度计上的盐酸的步骤,若无此操作步骤,则测得的中和热会偏大(填“偏大”、“偏小”或“不变”).
(3)若用等浓度的醋酸与NaOH溶液反应,则测得的中和热会偏大(填“偏大”、“偏小”或“不变”),其原因是醋酸电离要吸收能量.
(4)该实验小组做了三次实验,每次取溶液各50mL,并记录下原始数据(见表).
实验序号起始温度t1/℃终止温度(t2)/℃温差(t2-t1)/℃
盐酸NaOH溶液平均值
125.124.925.031.66.6
225.125.125.131.86.7
325.125.125.131.96.8
已知盐酸、NaOH溶液密度近似为1.00g/cm3,中和后混合液的比热容c=4.18×10-3kJ/(g•℃),则该反应的中和热为△H=-56.06kJ/mol.根据计算结果,写出该中和反应的热化学方程式HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=-56.01kJ/mol.

分析 (1)根据少量盐酸在反应中挥发,反应的盐酸偏少,放出的热量偏小;
(2)没有用水洗涤温度计上的盐酸溶液,导致盐酸的物质的量偏小,放出的热量偏小;
(3)根据醋酸为弱电解质,电离过程中需要吸收热量进行判断;
(4)先求出三次反应的温度差,根据公式Q=cm△T来求出生成0.05mol的水放出热量,从而求出中和热,并写出热化学方程式.

解答 解:(1)少量盐酸在反应中挥发,盐酸挥发吸收热量,且盐酸偏少,放出的热量偏小,测得的中和热数值偏低;
故答案为:偏小;
(2)没有用水洗涤温度计上的盐酸溶液,盐酸与氢氧化钠反应放热,氢氧化钠的温度偏高,测得的中和热数值偏小,但中和热为“-”,所以中和热偏大,
故答案为:偏大;
(3)由于醋酸为弱酸,醋酸电离要吸收能量,造成测得的中和热数值偏小,但中和热为“-”,所以中和热偏大;
故答案为:偏大;醋酸电离要吸收能量;
(4)3次实验的前后温度差分别为:6.6℃,6.7℃,6.8℃,均有效,三次的平均值为6.7℃,50mL1.0mol/L盐酸跟50mL1.1mol/L氢氧化钠溶液的质量和为m=100mL×1g/mL=100g,c=4.184J/(g•℃),反应生成0.05mol水,代入公式Q=cm△T得生成0.05mol的水放出热量Q=4.184J/(g•℃)×100g×6.7℃=2.80328kJ,即生成0.05mol的水放出热量2.80328kJ,所以生成1mol的水放出热量为$\frac{2.80328kJ}{0.05mol}$=28.006KJ×20=56.06kJ,即该实验测得的中和热△H=-56.06kJ/mol;热化学方程式为:HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=-56.01kJ/mol;
故答案为:-56.06kJ/mol;HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=-56.01kJ/mol.

点评 本题考查了中和热的测定方法,题目难度中等,明确测定中和热的原理是解题的关键,注意掌握中和热的概念及计算方法,试题培养了学生的分析能力及化学实验能力.

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