Question

5．某实验小组的同学用0.5mol/L的NaOH溶液与0.5mol/L的H₂SO₄溶液进行中和热 的测定实验及中和滴定实验．
I．配制溶液（以NaOH溶液为例）
（1）实验需要0.5mol/L NaOH溶液245mL，则至少需要NaOH固体5.0g．
（2）配制NaOH溶液过程中，一定需要下列仪器中的填写仪器的标号）如图21

II．测定NaOH溶液与稀 H₂SO₄反应的中和热 取50mLNaOH溶液与30mL  H₂SO₄溶液进行实验，测得数据如表：

	起始温度/℃			终止温度/℃	温度差/℃
	H2SO4溶液	NaOH溶液	平均值
1	25.0	24.5	24.75	29.3	4.55
2	24.5	24.2	24.35	28.3	3.95
3	25.0	24.5	24.75	28.7	3.95

（3）如果将0.5mol/LNaOH溶液和0.5mol/LH₂SO₄溶液的密度都看成1g/cm³，中和后生成的溶液的比热容c=4.18J•g-1•℃^-1．则中和热△H=-52.8KJ/mol．
（4）上述实验计算结果与一57.3kJ/mol存在偏差的原因可能是ACD（填序号）
A．实验装置保温、隔热效果差
B量取NaOH溶液体积时仰视读数
C．分多次将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H₂S0₄溶液的温度
III．向25mLNaOH溶液中逐滴加入0.2mol/LCH₃COOH溶液，滴定曲线如图所示：
（5）写出NaOH溶液与CH3COOH溶液反应的离子方程式CH₃COOH+OH^-=CH₃COO^-+H₂O．
（6）该NaOH溶液的物质的量浓度为0.1mol/L．
（7）当滴加CH₃COOH溶液至D点时，所得混合溶 液中各离子浓度的大小为c（CH₃COO^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．

Answer 1

分析 （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）依据配制一定物质的量浓度溶液一般步骤选择需要仪器；
（3）先判断温度差的有效性，然后求出温度差平均值；
先根据Q=m•c•△T计算反应放出的热量，然后根据△H=-$\frac{Q}{n}$kJ/mol计算出反应热；
（4）A．实验装置保温、隔热效果必须好；
B．量取NaOH溶液的体积时视线要和凹液面相平；
C．允许分多次把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，要将温度计回零直再测定H₂SO₄溶液的温度；
（5）二者反应生成醋酸钠和水；
（6）依据未加入醋酸时氢氧化钠溶液pH值计算氢氧化钠物质的量浓度；
（7）D点醋酸应稍过量，且c（OH^-）=c（H⁺），注意根据电荷守恒思想来比较离子浓度大小．

解答 解：（1）没有245mL的容量瓶，所以用250mL的容量瓶，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）配制一定物质的量浓度溶液一般步骤为：计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶等，用到的仪器有：托盘天平、药匙、烧杯、筒量、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管，配制245mL溶液，应选择250mL容量瓶；
故选：ACE；
（3）3次温度差分别为：4.55℃，3.95℃，3.95℃，第一组数据误差较大舍弃，2组数据都有效，温度差平均值=3.95℃，
50mL0.5mol/L的NaOH溶液与30mL0.5mol/L的H₂SO₄溶液反应，硫酸过量，依据氢氧化钠的量计算生成水的物质的量为：0.05L×0.5mol/L=0.025mol；溶液的质量为80g，
则生成0.025mol水放出的热量为Q=m•c•△T=80g×4.18J/（g•℃）×3.95℃=1320.88J，即1.321KJ，
所以实验测得的中和热△H=-$\frac{1.321KJ}{0.025mol}$=-52.8KJ/mol；
故答案为：-52.8KJ/mol；
（4）A．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选；
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不选；
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，否则部分热量散失，中和热数值偏小，故C选；
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选；
故选：ACD；
（5）NaOH溶液与CH3COOH溶液反应生成醋酸钠和水，离子方程式：CH₃COOH+OH^-=CH₃COO^-+H₂O；
故答案为：CH₃COOH+OH^-=CH₃COO^-+H₂O；
（6）依据图象可知，未加入醋酸时，氢氧化钠溶液pH值为13，则氢离子浓度为10^-13mol/L，氢氧根离子浓度为$\frac{10{\;}^{-14}}{10{\;}^{-13}}$=0.1mol/L；
故答案为：0.1mol/L；
（7）在D点时，醋酸剩余，溶液显酸性，故有c（OH^-）＜c（H⁺），根据电荷守恒：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（CH₃COO^-）+c（OH^-），故c（Na⁺）＜c（CH₃COO^-），所以溶液中离子浓度大小关系为：c（CH₃COO^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
故答案为：c（CH₃COO^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；

点评 本题考查热化学方程式以及反应热的计算，酸碱混合后的定性判断及溶液中离子浓度大小比较，题目难度大，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，注意电荷守恒、物料守恒等比较溶液中离子浓度大小，试题培养了学生灵活应用的所学知识的能力．