Question

8．某實(shí)驗(yàn)小組用0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L H₂SO₄溶液進(jìn)行中和熱的測(cè)定．
Ⅰ．配制0.50mol/L NaOH溶液
（1）若實(shí)驗(yàn)中大約要使用245mL NaOH溶液，則至少需要稱量NaOH固體5.0g．
（2）從下圖中選擇稱量NaOH固體所需要的儀器（填序號(hào)）abe．

名稱	托盤天平（帶砝碼）	小燒杯	坩堝鉗	玻璃棒	藥匙	量筒
儀器
序號(hào)	a	b	c	d	e	f

Ⅱ．測(cè)定中和熱的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示

（1）寫出稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)表示中和熱的熱化學(xué)方程式（中和熱數(shù)值57.3kJ/mol）：NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol．
（2）取50mL NaOH溶液和30mL硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表．
①請(qǐng)?zhí)顚懴卤碇械目瞻祝?br />

實(shí)驗(yàn)次數(shù) 溫度	起始溫度t1/℃			終止溫度t2/℃	平均溫度差（t2-t1）/℃
	H2SO4	NaOH	平均值
1	26.2	26.0	26.1	30.1
2	27.0	27.4	27.2	33.3
3	25.9	25.9	25.9	29.8
4	26.4	26.2	26.3	30.4

②近似認(rèn)為0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L H₂SO₄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=-53.5 kJ/mol（取小數(shù)點(diǎn)后一位）．
③上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果的數(shù)值與57.3kJ/mol有偏差，產(chǎn)生偏差的原因可能是（填字母）acd．
a．實(shí)驗(yàn)裝置保溫、隔熱效果差
b．在量取NaOH溶液的體積時(shí)仰視讀數(shù)
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有稀硫酸的小燒杯中
d．用溫度計(jì)測(cè)定NaOH溶液起始溫度后直接測(cè)定H₂SO₄溶液的溫度．

Answer 1

分析 Ⅰ、（1）根據(jù)公式m=nM=cVM來(lái)計(jì)算氫氧化鈉的質(zhì)量，但是沒有245mL的容量瓶；
（2）根據(jù)氫氧化鈉具有腐蝕性，吸水性，所以要在玻璃器皿中稱量；
Ⅱ、（1）根據(jù)中和熱的概念書寫熱化學(xué)方程式；
（2）①先判斷溫度差的有效性，然后求出溫度差平均值；
②先根據(jù)Q=m•c•△T計(jì)算反應(yīng)放出的熱量，然后根據(jù)△H=-$\frac{Q}{n}$kJ/mol計(jì)算出反應(yīng)熱；
③a．實(shí)驗(yàn)裝置保溫、隔熱效果差，熱量散失較大；
b．量取NaOH溶液的體積時(shí)仰視讀數(shù)，會(huì)導(dǎo)致所量的氫氧化鈉體積偏大；
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有稀硫酸的小燒杯中，熱量散失較大；
d．用溫度計(jì)測(cè)定NaOH溶液起始溫度后直接測(cè)定H₂SO₄溶液的溫度，硫酸的起始溫度偏高．

解答 解：Ⅰ、（1）需要稱量NaOH固體m=nM=cVM=0.5mol/L×0.25L×40g/mol=5.0g，故答案為：5.0；
（2）氫氧化鈉要在稱量瓶或者小燒杯中稱量，所用的儀器有天平、燒杯和藥匙，故答案為：abe；
Ⅱ、（1）中和熱是強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液完全反應(yīng)生成1mol水放出的熱量，若中和熱為57.3kJ/mol，則稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)表示中和熱的熱化學(xué)方程式：NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol，
故答案為：NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol；
（3）①4次溫度差分別為：4.0℃，6.1℃，3.9℃，4.1℃，第3組數(shù)據(jù)誤差較大，舍去，溫度差平均值=$\frac{4.0℃+3.9℃+4.1℃}{3}$=4.0℃，故答案為：4.0；
②50mL0.50mol/L氫氧化鈉與30mL0.50mol/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80ml×1g/ml=80g，溫度變化的值為△T=4℃，則生成0.025mol水放出的熱量為Q=m•c•△T=80g×4.18J/（g•℃）×4.0℃=1337.6J，即1.3376kJ，所以實(shí)驗(yàn)測(cè)得的中和熱△H=-$\frac{1.3376kJ}{0.025mol}$=-53.5 kJ/mol，
故答案為：-53.5kJ/mol；
③a．實(shí)驗(yàn)裝置保溫、隔熱效果差，熱量散失較大，所得中和熱的數(shù)值偏小，故a正確；
b．量取NaOH溶液的體積時(shí)仰視讀數(shù)，會(huì)導(dǎo)致所量的氫氧化鈉體積偏大，放出的熱量偏高，則大于57.3kJ/mol，故b錯(cuò)誤；
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有稀硫酸的小燒杯中，熱量散失較大，所得中和熱的數(shù)值偏小，故c正確；
d．溫度計(jì)測(cè)定NaOH溶液起始溫度后直接插入稀H₂SO₄測(cè)溫度，硫酸的起始溫度偏高，測(cè)得的熱量偏小，中和熱的數(shù)值偏小，故d正確．
故答案為：acd．

點(diǎn)評(píng) 本題考查熱化學(xué)方程式以及反應(yīng)熱的計(jì)算，題目難度大，注意理解中和熱的概念、把握熱化學(xué)方程式的書寫方法，以及測(cè)定反應(yīng)熱的誤差等問(wèn)題．