Question

9．实验小组用0.50mol/L KOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液进行中和热的测定．
Ⅰ、配制0.50mol/L KOH溶液：
若实验中大约要使用230mL KOH溶液，至少需要称量KOH固体7.0g．
Ⅱ、测定稀硫酸与氢氧化钾溶液反应的中和热：
（1）实验桌上备有烧杯（大、小两个烧杯）、泡沫塑料、泡沫塑料板、量筒、环形玻璃搅拌棒，尚缺少的玻璃仪器是温度计．
（2）取50mL KOH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：

项目 数据 次数	起始温度T1/℃			终止温度T2/℃	温度差平均值 （T2-T1）/℃
	H2SO4	KOH	平均值
1	26.2	26.0	26.1	30.1	4.0
2	25.9	25.9	25.9	29.8
3	26.4	26.2	26.3	30.4

②近似认为0.50mol/L KOH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为c=4.18J/（g•℃），则中和热△H=-53.50 kJ•mol^-1．
（3）某同学进行该实验时未找到环形玻璃搅拌棒，实验中他用铜丝代替环形玻璃棒进行搅拌，测得的中和热的数值会偏小（填“偏大”“偏小”或“无影响”），原因是：铜丝是热的良导体，导致热量散失．
Ⅲ、某实验小组以H₂O₂分解为例，探究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响．在常温下按照下表所示的方案完成实验．

实验编号	反应物	催化剂
①	10 mL 2% H2O2溶液	无
②	10 mL 5% H2O2溶液	无
③	10 mL 5% H2O2溶液	1 mL 0.1 mol•L-1 X溶液
④	10 mL 5% H2O2溶液+少量HCl溶液	1 mL 0.1 mol•L-1 X溶液
⑤	10 mL 5% H2O2溶液+少量NaOH溶液	1 mL 0.1 mol•L-1 X溶液

（1）实验①和②的目的是探究浓度对反应速率的影响．
同学们进行实验时没有观察到明显现象而无法得出结论．资料显示，通常条件下H₂O₂稳定，不易分解．为了达到实验目的，你对原实验方案的改进方法是向反应物中加入等量同种催化剂（或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中）（填一种即可）．
（2）实验③④⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示．分析该图能够得出的实验结论是碱性环境能增大H₂O₂分解的速率，酸性环境能减小H₂O₂分解的速率．

Answer 1

分析 Ⅰ、根据公式m=nM=cVM来计算氢氧化钾的质量，但是没有245mL的容量瓶；
Ⅱ、（1）根据中和热测定的实验步骤选用需要的仪器，然后判断还缺少的仪器；
（2）①先判断温度差的有效性，然后求出温度差平均值；
②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；
（3）根据金属的导热性很好，会导致热量的散失；
Ⅲ、（1）实验①和②的浓度不同；为了便于比较，应在相同的条件下利用一个变量来比较；
（2）由图可知，⑤的反应速率最大，④的反应速率最小，以此来解答．

解答 解：Ⅰ、（1）没有230mL的容量瓶，所以用250mL的容量瓶，需要称量KOH固体m=nM=cVM=0.5mol/L×0.25L×56g/mol=7.0g；
故答案为：7.0；
Ⅱ、（1）中和热的测定过程中，需要用量筒量取酸溶液、碱溶液的体积，需要使用温度计测量温度，所以还缺少温度计；
故答案为：温度计；
（2）①3次温度差分别为：4.0℃，3.9℃，4.1℃，三组数据均有效，三次温度差平均值为4.0℃，
故答案为：4.0；
②50mL 0.50mol/LKOH溶液与30mL 0.50mol/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/ml=80g，温度变化的值为△T=4℃，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=-$\frac{1.3376kJ}{0.025mol}$=-53.5 kJ/mol；
故答案为：-53.50 kJ•mol^-1；
（3）用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒，金属的导热性很好，会导致热量的散失，使测得的△H数值偏小；
故答案为：偏小；铜丝是热的良导体，导致热量散失；
Ⅲ、（1）实验①和②的浓度不同，则该实验的目的为探究浓度对化学反应速率的影响；为了便于比较，应在相同的条件下利用一个变量来比较，则向反应物中加入等量同种催化剂（或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中），
故答案为：探究浓度对反应速率的影响；向反应物中加入等量同种催化剂（或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中）；
（2）由图可知，⑤的反应速率最大，④的反应速率最小，结合实验方案可知，碱性环境能增大H₂O₂分解的速率，酸性环境能减小H₂O₂分解的速率，
故答案为：碱性环境能增大H₂O₂分解的速率，酸性环境能减小H₂O₂分解的速率．

点评 本题考查热反应热的测定与计算，影响化学反应速率的因素，题目难度大，注意理解中和热的概念以及测定反应热的原理，明确常见化学实验的基本操作方法，试题培养了学生的分析能力及化学实验能力．