题目内容
(10分)利用下图装置测定中和热的实验步骤如下:
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①用量筒量取50 mL 0.25 mol/L硫酸倒入小烧杯中,测出硫酸温度;
②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液,并用另一温度计测出其温度;
③将NaOH溶液倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,测出混合液最高温度。
回答下列问题:
(1)写出稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应表示中和热的热化学方程式(中和热数值为57.3 kJ/mol): ___________________________________________________________。
(2)倒入NaOH溶液的正确操作是________(从下列选出)。
A.沿玻璃棒缓慢倒入
B.分三次少量倒入
C.一次迅速倒入
(3)使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是________(从下列选出)。
A.用温度计小心搅拌
B.揭开硬纸片用玻璃棒搅拌
C.轻轻地振荡烧杯
D.用套在温度计上的环形玻璃棒轻轻地搅动
(4)实验数据如下表:
①请填写下表中的空白:
温度 实验次数 | 起始温度t1℃ | 终止温度t2/℃ | 温度差平均值(t2-t1)/℃ | ||
H2SO4 | NaOH | 平均值 | |||
1 | 26.2 | 26.0 | 26.1 | 29.5 | ____________________ |
2 | 27.0 | 27.4 | 27.2 | 32.3 | |
3 | 25.9 | 25.9 | 25.9 | 29.2 | |
4 | 26.4 | 26.2 | 26.3 | 29.8 | |
②近似认为0.55 mol/L NaOH溶液和0.25 mol/L硫酸溶液的密度都是1 g/cm3,中和后生成溶液的比热容c=4.18 J/(g·℃)。则中和热ΔH=___(取小数点后一位)。
③上述实验数值结果与57.3 kJ/mol有偏差,产生偏差的原因可能是(填字母)___。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
(14分)某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究。设计方案如图,将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应,测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比。
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TiCl4 | Mg | MgCl2 | Ti | |
熔点/℃ | -25.0 | 648.8 | 714 | 1667 |
沸点/℃ | 136.4 | 1090 | 1412 | 3287 |
(1)查阅资料:
①氮气不与炭粉、氧化铁发生反应。实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠(NaNO2)饱和溶液混合加热制得氮气。写出该反应的离子方程式: 。
②使上述制得的气体通过___________装置方能获得干燥的N2
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(2)实验步骤:
①按图连接装置,并检查装置的气密性,称取3.20g氧化铁、2.00g炭粉混合均匀,放入48.48g的硬质玻璃管中;
②加热前,先通一段时间纯净干燥的氮气;
③停止通入N2后,夹紧弹簧夹,加热一段时间,澄清石灰水(足量)变浑浊;
④待反应结束,再缓缓通入一段时间的氮气。冷却至室温,称得硬质玻璃管和固体总质量为52.24g;
⑤过滤出石灰水中的沉淀,洗涤、烘干后称得质量为2.00g。步骤②、④中都分别通入N2,其作用分别为 。
(3)数据处理:
①试根据实验数据分析,该反应的气体产物是CO2和CO,理由是____________________
②写出该实验中氧化铁与炭粉发生反应的化学方程式: 。
(4)实验优化:
学习小组有同学认为应对实验装置进一步完善。
①甲同学认为:应将澄清石灰水换成Ba(OH)2溶液,其理由是 。
②pC类似pH,是指极稀溶液中溶质物质的量浓度的常用对数负值。如某溶液溶质的浓度为:1×10-3mol/L,则该溶液中该溶质的pC=-lg1×10-3=3。现向0.2mol/LBa(OH)2溶液中通入CO2气体,沉淀开始产生时,溶液中CO32-的PC值为_________(已知:lg2=0.2;Ksp(BaCO3)=5.0×10-9)
③从环境保护的角度,请你再提出一个优化方案将此实验装置进一步完善: 。