盐酸或硫酸和氢氧化钠溶液的中和反应没有明显的现象。某学习兴趣小组的同学为了证明氢氧化钠溶液与盐酸或硫酸发生了反应,从中和反应的热效应出发,设计了下面几种实验方案。请回答有关问题。
(1)方案一:如图1装好实验装置,图中小试管用细线吊着,细线的上端拴在细铁丝上。开始时使右端U形管两端红墨水相平。实验开始,向下插细铁丝,使小试管内盐酸和广口瓶内氢氧化钠溶液混合,此时观察到的现象是_________ ,原因是___________。![]()
(2)方案二:该小组借助反应溶液温度的变化来判断反应的发生。如果氢氧化钠溶液与盐酸混合前后有温度的变化,则证明发生了化学反应。该小组同学将不同浓度的氢氧化钠溶液和盐酸各10 mL混合,用温度计测量反应前后温度的变化,测得的部分数据如下表:
| 编号 | 盐酸 | 氢氧化钠 | △t/℃ |
| 1 | 0.1 mol·L-1 | 0.05 mol·L-1 | 3.5 |
| 2 | 0.1 mol·L-1 | 0.1 mol·L-1 | x |
| 3 | 0.2 mol·L-1 | 0.2 mol·L-1 | 14 |
(3)方案三:该小组还设计了如图2示装置来证明氢氧化钠溶液确实与稀硫酸发生了反应。他们认为若洗气瓶中导管口有气泡冒出,则说明该反应放出热量,从而证明发生了反应。
①实验时,打开分液漏斗活塞,发现导管流出液体不畅,原因可能是______________
②从原理上讲,该实验设计的不合理之处为__________________________________。
请你在此实验装置的基础上提出修改方案__________________________________。
用50 mL0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液,在如图所示的装置中进行中和反应。测定强酸与强碱反应的反应热。![]()
| | 起始温度t1/℃ | 终止温度 t2/℃ | 温度差 (t2-t1) /℃ | ||
| HCl | NaOH | 平均值 | |||
| 1 | 25.5 | 25.0 | 25.25 | 28.5 | 3.25 |
| 2 | 24.5 | 24.5 | 24.50 | 27.5 | 3.00 |
| 3 | 25.0 | 24.5 | 24.75 | 26.5 | 1.75 |
(2)装置中大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料的目的是______________________________。
(3)某同学实验记录的数据如上表所示,其中记录的终止温度是指______________________________温度。
(4)计算该实验发生中和反应时放出的热量为________________kJ(中和后生成的溶液的比热容c=4.18J/(g·℃ )。
(5) 如果用50 mL 0.55mol/L的氨水(NH3·H2O)代替NaOH溶液进行上述实验,通过测得的反应热计算中和热,其中和热△H会偏大,其原因是
________________________ 。
(共6分)实验室用50 mL 0.50 mol·L-1盐酸、50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液和如图所示装置,进行测定中和热的实验,得到表中的数据:![]()
| 实验次数 | 起始温度t1/℃ | 终止温度t2/℃ | |
| 盐酸 | NaOH溶液 | ||
| 1 | 20.2 | 20.3 | 23.7 |
| 2 | 20.3 | 20.5 | 23.8 |
| 3 | 21.5 | 21.6 | 24.9 |
(1)实验时不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是 。
(2)在操作正确的前提下,提高中和热测定准确性的关键是 。
(3)根据上表中所测数据进行计算,则该实验测得的中和热ΔH= [盐酸和NaOH溶液的密度按1 g·cm-3计算,反应后混合溶液的比热容(c)按4.18 J·(g·℃)-1计算]。如用0.5 mol/L的盐酸与NaOH固体进行实验,则实验中测得的“中和热”数值将 (填“偏大”、“偏小”、 “不变”)。
(4)若某同学利用上述装置做实验,有些操作不规范,造成测得中和热的数值偏低,请你分析可能的原因是
A.测量盐酸的温度后,温度计没有用水冲洗干净
B.把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓
C.做本实验的当天室温较高
D.将50mL0.55mol/L氢氧化钠溶液取成了50mL0.55mol/L的氨水
E.在量取盐酸时仰视计数
F.大烧杯的盖板中间小孔太大
(8分)用一定浓度的稀盐酸与稀NaOH溶液在左下图所示的装置中进行中和反应,通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。已知强酸与强碱的中和热为57.3KJ/mol,水的比热容为4.2J/(g·℃),有关热量与比热容的计算公式:Q=m×c×△t(Q为热量,m为物质的质量,c为比热容,△t物质温度的变化值)
回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是:
(2)将V1 mL 1.0 mol/L HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50 mL)。
下列叙述正确的是
| A.做该实验时环境温度为22 ℃ | B.该实验表明化学能可以转化为热能 |
| C.NaOH溶液的浓度约是1.00 mol/L | D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应 |
(保留整数,计算时可将稀溶液的密度及比热容看成与水近似相同,且溶液混合时体积变化忽略不计);而根据上图的温度变化可读出温度变化值约7 ℃;两者相比所测结果偏低,造成如此现象的原因有: