题目内容

12.某实验小组用0.50mol•L-1NaOH溶液和0.50mol•L-1硫酸溶液进行中和热的测定.
Ⅰ.配制0.50mol•L-1NaOH溶液
(1)若实验中大约要使用245mLNaOH溶液,至少需要称量NaOH固体5.0g.
(2)从图中选择称量NaOH固体所需要的仪器是(填字母):abe.
名称托盘天平
(带砝码)
小烧杯坩埚钳玻璃棒药匙量筒
仪器
序号abcdef
Ⅱ.测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如图所示.
(1)不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是Cu传热快,热量损失大.
(2)在操作正确的前提下,提高中和热测定准确性的关键是减少实验过程中的热量损失.大烧杯如不盖硬纸板,求得的中和热数值将偏小(填“偏大”、“偏小”或“无影响”).结合日常生活实际该实验在保温杯中(家用产品)效果更好.
(3)写出该反应中和热的热化学方程式:(中和热为57.3kJ•mol-1)$\frac{1}{2}$H2SO4(aq)+NaOH(aq)=$\frac{1}{2}$Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ/mol;.
(4)取50mLNaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验,实验数据如表.
试验次数起始温度t1/℃终止温度t2/℃温度差平均值(t2-t1)/℃
H2SO4NaOH平均值
126.226.026.129.6 
227.027.427.231.2
325.925.925.929.8
426.426.226.330.4
①表中的温度差平均值为4.0℃.
②近似认为0.50mol•L-1 NaOH溶液和0.50mol•L-1硫酸溶液的密度都是1g•cm-3,中和后生成溶液的比热容c=4.18J•(g•℃)-1.则中和热△H=-53.5kJ/mol(取小数点后一位).
③上述实验数值结果与57.3kJ•mol-1有偏差,产生偏差的原因可能是(填字母)acd.
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
④实验中改用60mL0.5mol/L盐酸跟50mL0.55mol•L-1氢氧化钠进行反应,与上述实验相比,所放出的热量不相等(填相等或不相等,下同),所求的中和热相等简述理由中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1mol水所放出的热量为标准的,而与酸、碱的用量无关..

分析 Ⅰ、(1)根据公式m=nM=cVM来计算氢氧化钠的质量,但是没有245mL的容量瓶;
(2)氢氧化钠要在玻璃器皿中称量,根据称量固体氢氧化钠所用的仪器来回答;
Ⅱ、(1)金属导热快,热量损失多;
(2)中和热测定实验成败的关键是保温工作;大烧杯上如不盖硬纸板,会使一部分热量散失;日常生活中我们经常用到保温杯,在保温杯中进行实验保温效果会更好;
(3)稀强酸、稀强碱反应生成1mol液态水时放出57.3kJ的热量,应生成1mol液态水;
(4)①先计算出每次试验操作测定的温度差,然后舍弃误差较大的数据,最后计算出温度差平均值;
②根据Q=m•c•△T计算出反应放出的热量,然后计算出生成1mol水放出的热量,就可以得到中和热;
③a.实验装置保温、隔热效果差,热量散失较大;
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数,会导致所量的氢氧化钠体积偏大;
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有稀硫酸的小烧杯中,热量散失较大;
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,硫酸的起始温度偏高;
④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;

解答 解:Ⅰ、(1)容量瓶没有245mL规格的,只能用250mL规格的,需要称量NaOH固体m=nM=cVM=0.5mol/L×0.25L×40g/mol=5.0g;
故答案为:5.0;
(2)氢氧化钠要在小烧杯中称量,称量固体氢氧化钠所用的仪器有天平、烧杯和药匙;
故答案为:abe;
Ⅱ、(1)不能将环形玻璃搅拌棒改为铜丝搅拌棒,因为铜丝搅拌棒是热的良导体;
故答案为:Cu传热快,热量损失大;
(2)在中和反应中,必须确保热量不散失,应提高装置的保温效果;大烧杯上如不盖硬纸板,会使一部分热量散失,求得的中和热数值将会减小;在日常生活实际该实验在保温杯中效果更好;
故答案为:提高装置的保温效果;偏小;保温杯;
(3)稀强酸、稀强碱反应生成1mol液态水时放出57.3kJ的热量,应生成1mol液态水,热化学方程式为:$\frac{1}{2}$H2SO4(aq)+NaOH(aq)=$\frac{1}{2}$Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ/mol;
故答案为:$\frac{1}{2}$H2SO4(aq)+NaOH(aq)=$\frac{1}{2}$Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ/mol;
(2)①第一次测定温度差为3.5℃,第二次测定的温度差为4.0℃,第三次测定的温度差为3.9℃,第四次测定的温度差为4.1℃,实验1的误差太大要舍去,三次温度差的平均值为4.0℃,
故答案为:4.0;
②50mL 0.50mol•L-1氢氧化钠与30mL0.50mol•L-1硫酸溶液进行中和反应,生成水的物质的量为0.05L×0.50mol/L=0.025mol,溶液的质量为:80mL×1g/cm3=100g,温度变化的值为△T=4.0℃,则生成0.025mol水放出的热量为:Q=m•c•△T=80g×4.18J/(g•℃)×4.0℃=1337.6J,即1.3376KJ,所以实验测得的中和热△H=-$\frac{1.3376kJ}{0.025mol}$=-53.5kJ/mol
故答案为:-53.5kJ/mol;
③a.装置保温、隔热效果差,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,故a正确;
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数,会导致所量的氢氧化钠体积偏大,放出的热量偏高,中和热的数值偏大,故b错误;
c.尽量一次快速将NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,不允许分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,故c正确;
d.温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入稀H2SO4测温度,硫酸的起始温度偏高,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,故d正确.
故答案为:acd;
④反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,实验中改用60mL0.5mol/L盐酸跟50mL0.55mol•L-1氢氧化钠进行反应,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,中和热数值相等,
故答案为:不相等;相等;中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1mol水所放出的热量为标准的,而与酸、碱的用量无关.

点评 本题主要考查中和热的测定,题目难度中等,涉及溶液的配制、热化学方程式以及反应热的计算,注意理解中和热的概念、把握热化学方程式的书写方法,以及测定反应热的误差等问题,试题培养了学生的分析能力及化学实验能力.

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