Question

8．中和熱的測定是高中重要的定量實驗．取0.55mol/L的NaOH溶液50mL與0.25mol/L的硫酸50mL置于圖所示的裝置中進(jìn)行中和熱的測定實驗，回答下列問題：
（1）從如圖實驗裝置看，其中尚缺少的一種玻璃用品是環(huán)形玻璃攪拌棒，除此之外，裝置中的一個明顯錯誤是大燒杯杯口與小燒杯杯口沒有相平．
（2）為保證該實驗成功該同學(xué)采取了許多措施，如圖的碎紙條的作用在于隔熱，減少熱量的損失．
（3）若改用60mL 0.25mol•L^-1H₂SO₄和50mL 0.55mol•L^-1NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng)與上述實驗相比，所放出的熱量不相等（填“相等”、“不相等”），若實驗操作均正確，則所求中和熱相等填“相等”“不相等”）
（4）倒入NaOH溶液的正確操作是：C． （從下列選出）．
A．沿玻璃棒緩慢倒入　     B．分三次少量倒入            C．一次迅速倒入
（5）使硫酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作是：D． （從下列選出）．
A．用溫度計小心攪拌
B．揭開硬紙片用玻璃棒攪拌
C．輕輕地振蕩燒杯
D．用套在溫度計上的環(huán)形玻璃棒輕輕地攪動
（6）實驗數(shù)據(jù)如下表：
①請?zhí)顚懴卤碇械目瞻祝?br />

溫度 實驗次數(shù)	起始溫度t1℃			終止溫度t2/℃	溫度差平均值 （t2-t1）/℃
	H2SO4	NaOH	平均值
1	26.2	26.0	26.1	29.5	3.4
2	27.0	27.4	27.2	32.3
3	25.9	25.9	25.9	29.2
4	26.4	26.2	26.3	29.8

②近似認(rèn)為0.55mol/L NaOH溶液和0.25mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm³，中和后生成溶液的比熱容c=4.18J/（g•℃）．則中和熱△H=-56.8kJ/mol（ 取小數(shù)點后一位）．
③上述實驗數(shù)值結(jié)果與57.3kJ/mol有偏差，產(chǎn)生偏差的原因可能是（填字母）abc．
a．實驗裝置保溫、隔熱效果差
b．用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定H₂SO₄溶液的溫度
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)量熱計的構(gòu)造來判斷該裝置的缺少儀器；為了減少熱量的損失，大燒杯杯口與小燒杯杯口相平；
（2）中和熱測定實驗成敗的關(guān)鍵是減少熱量散失；
（3）反應(yīng)放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關(guān)，并根據(jù)中和熱的概念和實質(zhì)來回答；
（4）為了減少熱量散失，使測量結(jié)果更加準(zhǔn)確，應(yīng)迅速一次性將氫氧化鈉溶液倒入燒杯中；
（5）通過環(huán)形玻璃棒慢慢攪拌，可以使氫氧化鈉溶液與硫酸混合均勻；
（6）①先計算出每次試驗操作測定的溫度差，然后舍棄誤差較大的數(shù)據(jù)，最后計算出溫度差平均值；
②根據(jù)Q=m•c•△T計算，先根據(jù)Q=m•c•△T計算反應(yīng)放出的熱量，然后根據(jù)△H=-$\frac{Q}{n}$kJ/mol計算出反應(yīng)熱；
③a．實驗裝置保溫、隔熱效果必須好；
b．溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接插入稀H₂SO₄測溫度，硫酸的起始溫度偏高；
c．若分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中，會導(dǎo)致散失過多的熱量．

解答 解：（1）由量熱計的構(gòu)造可知該裝置的缺少儀器是環(huán)形玻璃攪拌棒；為了減少熱量的損失，大燒杯杯口與小燒杯杯口相平；
故答案為：環(huán)形玻璃攪拌棒；大燒杯杯口與小燒杯杯口沒有相平；
（2）中和熱測定實驗成敗的關(guān)鍵是保溫工作，大小燒杯之間填滿碎紙條的作用是減少實驗過程中的熱量損失，
故答案為：隔熱，減少熱量的損失；
（3）反應(yīng)放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關(guān)，改用60mL 0.25mol•L^-1H₂SO₄和50mL 0.55mol•L^-1NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng)與上述實驗相比，生成水的量增多，所放出的熱量偏高，但是中和熱的均是強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)生成1mol水時放出的熱，中和熱相等；
故答案為：不相等；相等；
（4）中和熱的測定中，必須盡量減少熱量散失，所以倒入氫氧化鈉溶液時，必須一次并且迅速倒入燒杯中，故選：C；
（5）A．溫度計用于測定溫度，不能使用溫度計攪拌溶液，故A錯誤；
B．揭開硬紙片用玻璃棒攪拌，會導(dǎo)致熱量散失，影響測定結(jié)果，故B錯誤；
C．輕輕地振蕩燒杯，會導(dǎo)致溶液濺出，甚至導(dǎo)致熱量散失，影響測定結(jié)果，故C錯誤；
D．用套在溫度計上的環(huán)形玻璃棒輕輕地攪動，可以使硫酸和氫氧化鈉溶液混合均勻，又可以減少熱量散失，故D正確；
故答案為：D；
（6）①四次測定溫度差分別為3.4℃，5.1℃，3.3℃，3.5℃，其中第2次的溫度差誤差較大，應(yīng)該舍棄，其它三次溫度差的平均值為：$\frac{3.4+3.3+3.5}{3}$℃=3.4℃，
故答案為：3.4；
②50mL0.55mol/L氫氧化鈉與50mL0.25mol/L硫酸溶液進(jìn)行中和反應(yīng)，生成水的物質(zhì)的量為0.05L×0.50mol/L=0.025mol，溶液的質(zhì)量為100mL×1g/cm³=100g，溫度變化的值為△T=3.4℃，則生成0.025mol水放出的熱量為：Q=m•c•△T=100g×4.18J/（g•℃）×3.4℃=1421.2J，即1.4212KJ，所以實驗測得的中和熱△H=-$\frac{1.4212kJ}{0.025mol}$=-56.8 kJ/mol，
故答案為：-56.8kJ/mol；
③a．實驗裝置保溫、隔熱效果必須好，否則測定結(jié)果偏小，故a正確；
b．溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接插入稀H₂SO₄測溫度，由于溫度計上會有氫氧化鈉，氫氧化鈉與硫酸反應(yīng)放熱，導(dǎo)致硫酸的起始溫度偏高，溫度差偏小，測定結(jié)果偏小，故b正確；
c．盡量一次快速將NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中，不允許分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中，否則會導(dǎo)致較多熱量散失，故c正確；
故答案為：abc．

點評 本題考查反應(yīng)熱的測定原理與計算，題目難度不大，注意理解中和熱的概念以及測定反應(yīng)熱的誤差等問題．