题目内容

【题目】利用下图装置测定中和热的实验步骤如下:

①用量筒量取50mL 0.25mol/L硫酸倒入小烧杯中,测出硫酸温度;

②用另一量筒量取50mL 0.55mol/L NaOH溶液,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57.3kJ/mol):__________________________。

(2)倒入NaOH溶液的正确操作是:______。(从下列选项中选出)

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)A为泡沫塑料板,上面有两个小孔,分别插入温度计和环形玻璃棒,两个小孔不能开得过大,其原因是__________;反应需要测量温度,每次测量温度后都必须__________;

(4)实验数据如下表:

温度

实验次数

起始温度t1℃

终止温度t2/℃

温度差

(t2﹣t1)/℃

H2SO4

NaOH

1

26.2

26.0

29.5

2

27.0

27.4

32.3

3

25.9

25.9

29.2

4

26.4

26.2

29.8

①近似认为0.55mol/L NaOH溶液和0.25mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm3,中和后生成溶液的比热容c=4.18J/(g℃).则中和热△H=______(取小数点后一位).

②上述实验数值结果与57.3kJ/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.用温度计测定H2SO4溶液起始温度后直接测定NaOH溶液的温度

c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中. d.仰视量取酸碱溶液

(5)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会___;(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)原因是________________________________。

【答案】 )NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=﹣57.3kJ/mol C 减少热量散失 用水将温度计上的液体冲掉,并擦干温度计 ﹣56.8kJ/mol abc 偏小 氨水为弱碱,电离过程为吸热过程,所以用氨水代替稀氢氧化钠溶液反应,反应放出的热量小于57.3kJ

【解析】(1)中和热是在稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应生成1molH2O时所放出的热量,由已知中和热数值为57.3kJ/mol,则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为:NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=﹣57.3kJ/mol。

(2)为减少热量散失,必须一次性迅速倒入NaOH溶液,不能分几次倒入,否则会导致热量散失,影响实验结果,故选C。

(3)如图所示,A为泡沫塑料板,上面有两个小孔,分别插入温度计和环形玻璃搅拌棒,若两个小孔开得过大,会导致热量散失较多,影响测定结果,所以两个小孔不能开得过大;中和反应是放热反应,温度计上的酸与NaOH溶液反应放热,使温度计读数升高,会使测得结果偏高,所以每次测量后用水将温度计上的液体冲掉,并擦干温度计。

(4)①第1次实验硫酸和NaOH溶液起始平均温度为26.1℃,反应后温度为29.5℃,反应前后温度差为:3.4℃;第2次实验硫酸和NaOH溶液起始平均温度为27.2℃,反应后温度为32.3℃,反应前后温度差为:5.1℃;第3次实验硫酸和NaOH溶液起始平均温度为25.9℃,反应后温度为29.2℃,反应前后温度差为3.3℃;第4次实验硫酸和NaOH溶液起始平均温度为26.3℃,反应后温度为29.8℃,反应前后温度差为3.5℃;因为第2组数据与其他三组数据差别较大,所以第2组数据应舍去;50mL的0.25mol/L硫酸与50mL的0.55mol/L氢氧化钠溶液的质量和为m=100mL×1g/cm3=100g,c=4.18J/(g℃),代入公式Q=cm△t得生成0.025mol水放出热量Q=4.18J/(g℃)×100g×≈1421.2J=1.4212kJ,即生成0.025mol的水放出热量为1.4212kJ,所以生成1mol的水放出热量为:1.4212kJ×≈56.8kJ,所以该实验测得的中和热△H=-56.8kJ/mol。②实际测量结果比57.3kJ/mol小,由公式Q=cm△t可看出,可能是△t偏小或m偏小造成的,实验装置保温、隔热效果差,会使t2偏小,导致△t偏小;用温度计测定H2SO4溶液起始温度后直接测定NaOH溶液的温度,会使t1偏大,导致△t偏小;分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,会使热量散失较多,使t2偏小,导致△t偏小;仰视量取酸碱溶液,会使量取的酸碱溶液偏多,m会偏大。综上分析,abc正确。

(5)若用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会偏小,因为氨水为弱碱,在水溶液中部分电离,中和反应的同时会有电离过程发生,而电离为吸热过程,所以用氨水代替稀氢氧化钠溶液反应,反应放出的热量小于57.3kJ。

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