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【题目】某实验小组用0.50 mol·L-1NaOH溶液和0.50 mol·L-1硫酸溶液进行中和热的测定。

Ⅰ.配制0.50 mol·L-1NaOH溶液

(1)若实验中大约要使用245mLNaOH溶液,至少需要称量NaOH固体 g。

(2)从下图中选择称量NaOH固体所需要的仪器是(填字母):

名称

托盘天平

(带砝码)

小烧杯

坩埚钳

玻璃棒

药匙

量筒

仪器

序号

a

b

c

d

e

f

Ⅱ.测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如图所示。

(1)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_____________。大烧杯如不盖硬纸板,求得的中和热数值将 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。结合日常生活实际该实验在 中(家用产品)效果更好。

(3)写出该反应中和热的热化学方程式:(中和热为57.3 kJ·mol-1

(4)取50 mLNaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验,实验数据如下表。

试验次数

起始温度t1/℃

终止温度

t2/℃

温度差平均值

(t2-t1)/℃

H2SO4

NaOH

平均值

1

26.2

26.0

26.1

29.6

2

27.0

27.4

27.2

31.2

3

25.9

25.9

25.9

29.8

4

26.4

26.2

26.3

30.4

①表中的温度差平均值为 ℃。

②近似认为0.50 mol·L-1 NaOH溶液和0.50 mol·L-1硫酸溶液的密度都是1 g·cm-3,中和后生成溶液的比热容c = 4.18 J·(g·℃)-1。则中和热ΔH= (取小数点后一位)。

③上述实验数值结果与57.3 kJ·mol-1有偏差,产生偏差的原因可能是(填字母)

a.实验装置保温、隔热效果差

b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数

c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中

d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度

④实验中改用60mL0.5mol/L盐酸跟50mL0.55 mol·L-1氢氧化钠进行反应,与上述实验相比,所放出的热量 (填相等或不相等,下同),所求的中和热无偏差时 简述理由

【答案】I(1)5.0(2)abe

(1)Cu传热快,热量损失大;(2)提高装置的保温效果;偏小;保温杯;

(3)1/2H2SO4(aq)+NaOH(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l)ΔH=-57.3kJ/mol

(4)①4.0②53.5kJ/mol③acd④不相等;相等;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,与酸碱用量无关。

【解析】

试题分析:Ⅰ、(1)若实验中大约要使用245mLNaOH溶液,应选择250mL的容量瓶,则至少需要称量NaOH固体质量为40g/mol×0.50mol/L×0.25L=5.0g;

(2)氢氧化钠要在小烧杯中称量,称量固体氢氧化钠所用的仪器有天平、烧杯和药匙,答案为abe;

Ⅱ、(1)不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,因为铜丝搅拌棒是热的良导体,Cu传热快,热量损失大;

(2)在操作正确的前提下,提高中和热测定准确性的关键是提高装置的保温效果;大烧杯如不盖硬纸板,会造成热量散失,使求得的中和热数值偏小;在日常生活中,该实验在保温杯中进行效果更好。

(3)因为中和热为57.3 kJ·mol-1,根据中和热的定义,该反应中和热的热化学方程式为1/2H2SO4(aq)+ NaOH(aq )=1/2Na2SO4(aq)+ H2O(l)ΔH=-57.3kJ/mol。

(4)①第一次测定温度差为:(29.6-26.1)℃=3.5℃,第二次测定的温度差为:(31.2-27.2)℃=4.0℃,第三次测定的温度差为:(29.8-25.9)℃=3.9℃,第三次测定的温度差为:(30.4-26.3)℃=4.1℃,实验1的误差太大要舍去,三次温度差的平均值为4.0℃。

②50mL0.50mol/L氢氧化钠与30mL0.50mol/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/cm3=100g,温度变化的值为△T=4.0℃,则生成0.025mol水放出的热量为:Q=mc△T=80g×4.18J/(g℃)×4.0℃=1337.6J,即1.3376KJ,所以实验测得的中和热△H=-1.3376kJ÷0.025mol=-53.5kJ/mol。

③a.装置保温、隔热效果差,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,a项正确;b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数,会导致所量的氢氧化钠体积偏大,放出的热量偏高,中和热的数值偏大,b项错误;c。分多次把NaOH 溶液倒人盛有硫酸的小烧杯中,热量散失较多,测得温度偏低,中和热的数值偏小,c项正确;d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度,测得温度偏低,中和热的数值偏小,d项正确;答案选acd。

(4)实验中改用60mL0.5mol/L盐酸跟50mL0.55 mol·L-1氢氧化钠进行反应,生成水的物质的量增多,所以与上述实验相比,所放出的热量不相等;中和热是指强酸、强碱的稀溶液发生反应生成1mol水时放出的热量,所以所求的中和热无偏差时相等。

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