Question

20．湛江市正创建国家环境保护模范城市，某中学“STS”小组的同学为了探究南桥河的河水污染问题，他们采集了污水样品250ml，样品的质量如图（a）所示．将样品倒入图（b）所示的密封隔热装置中，用恒定功率为144W的电热器加热（不计热损失和其它物体吸收），并将加热时间和对应的温度记录在如表，回答下列问题：

加热时间/min	0	2	4	6	8	10	12	14
温度/℃	22	38	54	70	86	102	102	102

（1）由图（a）可知污水样品的质量252.5g，由此计算出污水的密度为1.01g/cm³．
（2）用此装置加热的过程中，污水上方的气压变大，致使污水沸点升高．
（3）他们想测出常压下污水的沸点，在上述装置中，该如何改进？密闭的变为开口的容器，使容器内的污水与大气相连
（4）请你计算出污水的比热容为4.28×10³J/（kg•℃）．（小数点后保留2位数字）
（5）他们对污水样品的成分进行了检测，发现污水中许多重金属严重超标，如汞、镉、铅、镍等，原因可能是人们将废旧电池随意仍入南桥河造成的，为了保护环境，关于电池的使用，请谈谈你的看法或做法（谈一点即可）．

Answer 1

分析 （1）对于天平在读数时，其所有砝码的质量加上游码在标尺上对应的数据即为待测物体的质量．又已知污水的体积，根据密度公式求出污水的密度．
（2）气压越高，沸点越高，在一个标准大气压下，水的沸点为100℃；
（3）使加热装置与大气相连；
（4）先根据W=Pt求出加热器消耗的电能，然后根据表中数据读出相应时间内污水温度的变化，最后利用Q_吸=cm△t即可求出污水的比热容；
（5）废旧电池因含汞、镉、铅等重金属元素，会对水体造成严重的污染，应回收集中处理．

解答 解：（1）此时所有砝码的质量是100g+100g+50g=250g，标尺的分度值是0.5g，故标尺的示数是2.5g，所以被测工艺品的质量是m=250g+2.5g=252.5g，
污水的体积：V=250ml=250cm³，
污水的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{252.5g}{250c{m}^{3}}$=1.01g/cm³；
（2）根据表中数据可知，污水的沸点为102℃大于100℃，因此是由于污水上方的气压大于一个标准大气压，致使污水沸点高；
（3）要想测出常压下污水的沸点，应将污水放入容器，使污水与大气相连；
（4）Q_吸=W=Pt=144W×2×60s=17280J，而污水吸收的热量等于电热器释放的热量，
根据表中数据可知，污水加热两分钟后，温度变化量为：△t=38℃-22℃=16℃，
由Q_吸=cm△t，可得
c=$\frac{{Q}_{吸}}{m△t}$=$\frac{17280J}{0.2525kg×16℃}$≈4.28×10³J/（kg•℃）．
（5）由于废旧电池中含有的重金属会严重地污染水体，为消除这种危害，一方面是研制使用无汞电池，另一方面是对电池进行回收处理．
故答案为：（1）252.5；1.01；
（2）变大；升高；
（3）密闭的变为开口的容器，使容器内的污水与大气相连；
（4）4.28×10³；
（5）旧电池不能随便乱扔，应该集中回收．

点评 本题考查了托盘天平的读数、废旧电池的处理问题、密度公式、吸热公式、电功公式的灵活应用等，关键是根据表格数据得出有用的信息，难点是公式及其变形的灵活运用．