Question

13．某实验小组用0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液进行中和热的测定．
Ⅰ．配制0.50mol/L NaOH溶液
（1）若实验中大约要使用245mL NaOH溶液，至少需要称量NaOH固体5.0g．
（2）配制0.50mol/L NaOH溶液必须用到的仪器有：天平（带砝码）、烧杯、玻璃棒、250ml容量瓶和胶头滴管．
Ⅱ．测定稀硫酸和稀氢氧化钠溶液中和热的实验装置如图所示．
（1）该图中有两处未画出，它们是烧杯上方的泡沫塑料盖和环形玻璃搅拌棒．泡沫塑料的作用是减少实验过程中的热量损失．
（2）写出该反应的热化学方程式（中和热△H=-57.3kJ/mol）：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol
（3）取50mL NaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验，实验数据如表．
①请填写表中的空白：

实验次数]	起始温度t1/°C]			终止温度t2/°C]	温度差平均值（t2-t1）/°C]
	H2SO4	NaOH	平均值
1	26.2	26.0	26.1	30.1
2	27.0	27.4	27.2	31.2
3	25.9	25.9	25.9	29.8
4	26.4	26.2	26.3	30.4

②近似认为0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/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=-53.5 kJ/mol （取小数点后一位）．
③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）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．

Answer 1

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）根据配制步骤是计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶来分析需要的仪器；
Ⅱ、（1）根据量热计的构造来判断该装置的缺少仪器；中和热测定实验成败的关键是保温工作；
（2）根据中和热是强酸和强碱的稀溶液完全反应生成1mol水放出的热量，标注物质聚集状态和对应焓变写出热化学方程式；
（3）①先判断温度差的有效性，然后求出温度差平均值；
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．装置保温、隔热效果差，测得的热量偏小；
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；
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，测得的热量偏小；
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．

解答 解：Ⅰ、（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）一般用托盘天平称量溶质，在烧杯中溶解溶质氢氧化钠并用玻璃棒搅拌，冷却后转移到250mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，洗涤烧杯、玻璃棒2-3次，并将洗涤液移入容量瓶中，加水至液面距离刻度线1～2cm时，改用胶头滴管滴加，最后定容颠倒摇匀．所以所需仪器有托盘天平、烧杯、玻璃棒、250mL容量瓶、胶头滴管．根据提供的仪器可知，还需仪器是250ml容量瓶、胶头滴管，
故答案为：250ml容量瓶、胶头滴管；
Ⅱ．（1）由量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌棒；中和热测定实验成败的关键是保温工作，大小烧杯之间填满泡沫塑料的作用是减少实验过程中的热量损失；
故答案为：环形玻璃搅拌棒；减少实验过程中的热量损失；
（2）稀强酸、稀强碱反应生成1mol液态水时放出57.3kJ的热量，稀硫酸和稀氢氧化钠反应的中和热的热化学方程式：$\frac{1}{2}$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；
（3）①4次温度差分别为：4.0℃，4.0℃，3.9℃，4.1℃，均有效，温度差平均值4.0℃，
故答案为：4.0；
②50mL0.50mol/L氢氧化钠与30mL0.50mol/L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=80g，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．

点评 本题考查热化学方程式以及反应热的计算，题目难度不大，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．