Question

16．某实验小组用0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液进行中和热的测定．
Ⅰ．配制0.50mol/L NaOH溶液
（1）若实验中大约要使用245mL NaOH溶液，至少需要称量NaOH固体5.0g．
（2）从表中选择称量NaOH固体所需要的仪器是（填字母）：a b e．

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）写出该反应的热化学方程式（中和热为57.3kJ/mol）：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol．
（2）取50mL NaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验，实验数据如表．
①请填写下表中的空白：

温度   实验 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	30.1
2	27.0	27.4	27.2	31.3
3	25.9	25.9	25.9	29.8
4	26.4	26.2	26.3	30.4

②近似认为0.50mol/L NaOH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c=4.18J/（g•℃）．则中和热△H=-53.5kJ/mol（取小数点后一位）．
③上述实验数值结果与57.3kJ/mol有偏差，产生偏差的原因可能是（填字母）acd．
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．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）依据配制溶液体积选择合适的容量瓶，依据m=CVM计算需要溶质的质量；
（2）依据托盘天平使用方法选择仪器，注意氢氧化钠为腐蚀品，应放在小烧杯中称量；
Ⅱ．（1）中和热是强酸和强碱的稀溶液完全反应生成1mol水放出的热量，标注物质聚集状态和对应焓变写出热化学方程式；
（2）①先判断温度差的有效性，然后求出温度差平均值；
②根据Q=m•c•△T计算；
③a．实验成功关键在于保温，减少热量损失；
b．量取NaOH溶液的体积时视线要和凹液面最低处相平；
c．应尽量一次快速将NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中；
d．温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入稀H₂SO₄测温度，硫酸的起始温度偏高．

解答 解答：Ⅰ．（1）要使用245mL NaOH溶液，应选择250mL容量瓶，实际配制250mL  0.50mol/L NaOH溶液，需要氢氧化钠的质量m=0.50mol/L×0.25L×40g/mol=5.0g；
故答案为：5.0； 
  （2）用托盘天平称量固体，用到的仪器为：托盘天平、药匙，因为氢氧化钠为腐蚀品，应放在小烧杯中称量，所以还需要用到小烧杯；
故选：a b e；
Ⅱ．（1）稀强酸、稀强碱反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量，稀硫酸和稀氢氧化钠溶液都是强酸和强碱的稀溶液，则反应的热化学方程式为：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol；
故答案为：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol；
（2）4次温度差分别为：4.0℃，4.1℃，3.9℃，4.1℃，4组数据都有效，温度差平均值=$\frac{4.0+4.1+3.9+4.1}{4}$=4.0℃；
故答案为：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/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：-53.5kJ/mol；
 ③a．实验成功关键在于保温，减少热量损失，否则实验结果将偏小，故a选；
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，则大于57.3kJ/mol，故b不选；
c．尽量一次快速将NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，不允许分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，否则容易是热量损坏，测定结果偏小，故c选；
d．温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入稀H₂SO₄测温度，由于温度计上会有氢氧化钠，氢氧化钠与硫酸反应放热，导致硫酸的起始温度偏高，那么试验后温度增加量就比实际要小，故d选；
故答案为：acd．

点评 本题通过中和热实验测定为载体考查学生中和热的测定知识、一定物质的量浓度溶液的配制、热化学方程式的书写，题目难度不大，明确实验原理是解题关键．