Question

已知25℃、101 kPa下，稀的强酸与强碱溶液反应的中和热为57.3 kJ/mol。
（1）写出表示稀硫酸与稀烧碱溶液发生反应的中和热的热化学方程式：                     。
（2）学生甲用稀硫酸与稀烧碱溶液测定中和热装置如图。

①实验时所需的玻璃仪器除烧杯、量筒外还需：        。
②该装置中有一处错误是：                     ，如果用该错误装置测定，结果会     （填“偏高”“偏低”“无影响”）
③如果，该生用50 mL 0.25 mol/L的稀硫酸与50 mL 0.55 mol/L的稀烧碱溶液，他用试剂的用量的理由是：          。在该实验中需要测定某种数据，完成一次实验，需要测定该数据的次数为    次。
④若反应前溶液以及中和后的混合液的密度均设为 1 g/cm³，混合前酸与碱的温度均为t₁，混合后溶液的温度为t₂，比热容为 4.18 J/(g·℃)。那么该生测定中和热：ΔH＝                 。
（3）学生乙用2 mol/L的硫酸来测定与锌粒和锌粉反应的快慢，设计如图（Ⅰ）装置：
              
图Ⅰ                        图Ⅱ
①该生两次实验测定时间均设定为10 min，那么他还要测定的另一个数据是：
                                            。
②如果将图Ⅰ装置中的气体收集装置改为图Ⅱ，实验完毕待冷却后，该生准备读取滴定管上液面所处的刻度数，发现滴定管中液面高于干燥管中液面，应先采取的操作是：                                  。
③该实验结果中，你估计与酸反应较快的是       。

Answer 1

（1）1/2H₂SO₄(aq)＋NaOH(aq)＝1/2Na₂SO₄(aq)＋H₂O    ΔH＝－57.3 kJ/mol
（2）① 温度计、环形玻璃搅拌棒
② 未用硬纸板（或塑料板）盖住烧杯     偏低
③ 保证硫酸完全反应    3 
④kJ/mol
（3）①测定相同条件下氢气的体积  
②向下移动滴定管，直到两边液面相平 
③锌粉

试题分析：（1）中和热是在一定条件下，稀溶液中，强酸和强碱反应生成1mol水时所放出的热量，所以该反应的热化学方程式是1/2H₂SO₄(aq)＋NaOH(aq)＝1/2Na₂SO₄(aq)＋H₂O    ΔH＝－57.3 kJ/mol。
（2）①由于需要测量溶液的温度以及反应还需要搅拌，所以还缺少的玻璃仪器有温度计、环形玻璃搅拌棒。
②根据装置图可知实验中没有用硬纸板（或塑料板）盖住烧杯，这样就会导致热量的损失，实验测定结果会偏低。
③氢氧化钠过量可以保证硫酸完全反应，从而减少实验误差。实验中需要测量的数据是溶液的温度，因此至少需要测量3次，即反应前酸和碱的溶液温度，以及反应后溶液的温度。
④溶液的质量是100g，反应中放出的热量是100×4.18×（t₂－t₁）J＝0.418（t₂－t₁）kJ。由于反应中有0.025mol的水生成，所以中和热＝kJ/mol。
（3）①要比较反应速率的大小，除了测量时间外，还需要测定相同条件下生成氢气的体积。
②由于气体的体积受温度和压强的影响，所以必须保证气体的压强和大气压是相同的，因此正确的操作是向下移动滴定管，直到两边液面相平。
③由于锌粉的表面积大，反应速率快，即反应速率较快的是锌粉。
点评：化学是一门以实验为基础的学科，所以有化学实验即科学探究之说法。化学实验综合性强，理论和实践的联系紧密，有的还提供一些新的信息，要求学生必须扎实的基础，并且通过进行知识的类比、迁移、重组，全面细致的思考才能正确解答。