题目内容

无焰食品加热器常被士兵用于野外加热食物,它的成分是镁粉、铁粉、氯化钠.使用时加入水,热量是由镁和水反应产生的,1.0g镁和水反应放出热量14.7kJ.下面是对该产品的实验研究:
实验1.室温下将1.0mol镁条、0.10mol铁粉和0.10mol的氯化钠加入隔热容器的水中,连续搅拌,每50s记录一次温度在图1上(曲线1),再把1.0mol镁条分成100份(曲线2)和1.0mol镁粉(曲线3)代替镁条重复以上实验.
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实验2.把0.10mol镁粉和0.10mol氯化钠混合,常温下放入隔热容器的100mL水中,不断搅拌,15min时记录温度,铁粉用量不同时温度变化情况如图2所示
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实验3.把0.10mol镁粉和0.50mol铁粉混合加入隔热容器的100mL水中,不断搅拌,15min时记录温度,氯化钠用量不同时温度变化情况如图3所示.
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请回答:
(1)实验1可以发现影响镁和水反应速率的因素是
 

A.反应温度   B.NaCl的量    C.铁的量   D.镁的反应表面积
(2)实验3中大于0.125molNaCl的用量的实验就不再做的原因是
 

A.加入更多NaCl不再增加反应速率                B.加入NaCl会降低反应速率
C.已达到沸点不会再有温度变化                    D.需要加入更多的铁粉提高温度
(3)如果在实验3中加入了0.060mol的NaCl,混合物的温度最接近
 

A.34℃B.42℃C.50℃D.62℃
(4)一位工程师在设计无焰食物加热器时,希望用尽可能少的物料产生尽可能多的热量.根据以上实验应选择的组合是
 

A.0.50mol的铁粉、0.125molNaCl和0.10mol的镁粉
B.0.50mol的铁粉、0.125molNaCl和0.10mol的镁条
C.0.70mol的铁粉、0.125molNaCl和0.10mol的镁粉
D.0.70mol的铁粉、0.125molNaCl和0.10mol的镁条
(5)写出该无焰加热器反应的热化学方程式
 
;
(6)你认为铁粉、NaCl为什么会使反应速率增大?
 
.
分析:(1)镁和水反应为放热反应,根据曲线1、曲线2、曲线3中只有镁的状态不同进行判断;
(2)根据图3中氯化钠的物质的量等于0.125mol时溶液已经沸腾分析;
(3)根据实验3中图象可知,加入0.060mol的NaCl,反应温度在40-50℃之间;
(4)镁粉比镁条产生热量更快,根据实验2可知,0.10mol镁粉存在时,加入0.50mol铁粉已经达到最高温度;
(5)根据1.0g镁和水反应放出热量14.7kJ写出该无焰加热器反应的热化学方程式;
(6)根据形成了原电池,能够加快反应速率进行分析.
解答:解:(1)1.0g镁和水反应放出热量14.7kJ,反应速率越快,放出的热量越大,溶液的温度越高,由于曲线1、2、3中只有镁的规格不同,所以影响镁和水反应速率的因素是:镁的反应表面积,
故答案为:D;
(2)根据图3的图象可知,加入0.125mol氯化钠后,溶液已达到沸点不会再有温度变化,所以大于0.125molNaCl的用量的实验就不再做了,
故答案为:C;
(3)由图3可知,当加入0.060mol的NaCl,反应温度大于40℃,小于50℃,混合物的温度最接近42℃,
故答案为:B;
(4)镁粉比镁条能更快产生热量,在镁和氯化钠固定的情况下,0.1mol镁中加入0.50mol铁粉时反应温度达到最大,再加入过量的铁粉会造成浪费,所以A正确,
故答案为:A;
(5)由于1.0g镁和水反应放出热量14.7kJ,24g镁放出的热量为352.7kJ,该无焰加热器反应的热化学方程式为:Mg(s)+2H2O(l)=Mg(OH)2(s)+H2(g)△H=-352.8kJ/mol,
故答案为:Mg(s)+2H2O(l)=Mg(OH)2(s)+H2(g)△H=-352.8kJ/mol;
(6)镁、铁粉和NaCl溶液构成了原电池,能够使反应速率大大加快,故答案为:可能是镁、铁粉和NaCl构成了原电池.
点评:本题考查了探究吸热反应和放热反应、热化学方程式的书写,题目难度中等,该题是高考中的常见题型,试题综合性强,有利于培养学生的逻辑思维能力和发散思维能力,提高学生的应试能力和学习效率.
练习册系列答案
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(Ⅰ)某氯化铁样品含有少量FeCl2杂质.现要测定其中铁元素的质量分数,实验按以下步骤进行:

请根据上面流程,回答以下问题:

(1)操作Ⅰ所用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外,还必须有________、________,(填仪器名称)

操作Ⅱ必须用到的仪器是________.(填编号)

A.50 mL烧杯 B.50 mL量筒 C.100 mL量筒 D.25 mL滴定管

(2)请写出加入溴水发生的离子反应方程式___________________,

加入氨水要过量的原因是__________________________.

(3)检验沉淀是否已经洗涤干净的操作是_____________________________

(4)将沉淀物加热,冷却至室温,用天平称量其质量为b1 g,再次加热并冷却至室温称量其质量为b2 g,若b1-b2=0.3 g,则接下来还应进行的操作是________________________.

(5)若蒸发皿质量是W1 g,蒸发皿与加热后固体总质量是W2 g,则样品中铁元素的质量分数是________(列出原始算式,不需化简);若称量准确,最终测量的结果偏大,则造成误差的原因可能是________________________________.(写出一种原因即可).

(Ⅱ)士兵在野外加热食物时通常采用“无焰食物加热器”,其主要化学成分为镁粉、铁粉、氯化钠,使用时加入水与其中的镁反应放出热量.下面是在形同的室温下对该产品的两个探究实验:

实验1:向加有等量水的隔热容器中分别加入下列各组物质,结果参见下图1.

①1.0 mol镁条、0.10 mol铁粉、0.10 mil氯化钠粉末;

②将1.0 mol镁条剪成100份、0.10 mol铁粉、0.10 mil氯化钠粉末;

③1.0 mol镁粉、0.10 mol铁粉、0.10 mil氯化钠粉末;

实验2:向加有100 mL水的隔热容器中分别加入0.10 mol镁粉、0.50 mol铁粉及不同量的氯化钠粉末,不断搅拌,第15 min时记录温度升高的幅度参见上图2.

请回答下列问题:

(1)实验1证实影响镁与水反应速率的主要因素是________.

A.反应温度 B.NaCl的用量 C.铁的用量 D.镁的表面积

(2)实验2中当NaCl的用量大于0.125mol时,实验就无须再做的原因是__________.

A.加入更多的NaCl不再增加反应速率 B.加入NaCl反而会降低反应速率

C.已达到沸点不再有温度变化 D.需要加入更多的铁粉来提高温度

(3)如果在实验2中加入了0.060 mol NaCl,则第15 min时混合物的温度最接近于________.

A.34℃ B.42℃ C.50℃ D.62℃

(4)铁粉、NaCl能使反应速率增加的原因是______________________________________.

士兵在野外加热食物时通常采用“无焰食物加热器”,其主要化学成分为镁粉、铁粉、氯化钠,使用时加入水与其中的镁反应放出热量。下面是在形同的室温下对该产品的两个探究实验:

【实验1】向加有等量水的隔热容器中分别加入下列各组物质,结果参见下图1。

①1.0mol镁条、0.10mol铁粉、0.10mil氯化钠粉末;

②将1.0mol镁条剪成100份、0.10mol铁粉、0.10mil氯化钠粉末;

③1.0mol镁粉、0.10mol铁粉、0.10mil氯化钠粉末;

    

【实验2】向加有100mL水的隔热容器中分别加入0.10mol镁粉、0.50mol铁粉及不同量的氯化钠粉末,不断搅拌,第15min时记录温度升高的幅度参见上图2。

请回答下列问题:

(1)实验1证实影响镁与水反应速率的主要因素是            。

  A.反应温度                  B.NaCl的用量     C.铁的用量        D.镁的表面积

(2)实验2中当NaCl的用量大于0.125mol时,实验就无须再做的原因是            。

A.加入更多的NaCl不再增加反应速率          B.加入NaCl反而会降低反应速率

C.已达到沸点不再有温度变化                 D.需要加入更多的铁粉来提高温度

(3)如果在实验2中加入了0.060molNaCl,则第15min时混合物的温度最接近于      。A.34℃           B.42℃            C.50℃                   D.62℃

(4)铁粉、NaCl能使反应速率增加的原因是                                       

                                                                  。

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