Question

某化學(xué)興趣小組在室溫的條件下（溫度為20℃），為了測(cè)定H₂SO₄與NaOH發(fā)生中和反應(yīng)時(shí)放出的熱量，在圖1的小燒杯中加入8mL溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液（密度1g/mL），并滴入3滴酚酞，測(cè)量其溫度；另取過量的稀硫酸（密度1.12g/mL），測(cè)量其溫度后逐量緩慢地加入到小燒杯中，邊加邊用環(huán)形玻璃棒攪拌；測(cè)得燒杯中溶液溫度的變化與加入稀硫酸體積之間關(guān)系如圖2所示．

（1）當(dāng)加入5mL稀硫酸時(shí)，溶液中的溶質(zhì)有

 

（填寫溶質(zhì)化學(xué)式）．
（2）當(dāng)加入約為

 

mL稀硫酸時(shí)，燒杯中溶液的溫度達(dá)到最高．此時(shí)燒杯中溶液的溫度約為（填寫整數(shù)）

 

℃，燒杯中溶液顏色

 

．
（3）當(dāng)加入稀硫酸的體積大于10mL時(shí)，溶液溫度下降的原因是

 

．
（4）當(dāng)溶液溫度升到最高時(shí)，此時(shí)溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？（寫出計(jì)算過程）

Answer 1

考點(diǎn)：根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算,有關(guān)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的簡(jiǎn)單計(jì)算,中和反應(yīng)及其應(yīng)用

專題：綜合計(jì)算（圖像型、表格型、情景型計(jì)算題）

分析：（1）根據(jù)圖示當(dāng)加入硫酸溶液的體積為5ml時(shí)，溫度繼續(xù)升高，說明氫氧化鈉有剩余解答；
（2）根據(jù)由于中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以隨著鹽酸的滴加中和反應(yīng)的不斷進(jìn)行，熱量會(huì)不斷放出，至加入10mLHCl時(shí)恰好變無色說明該反應(yīng)恰好完成，所以放出的熱量達(dá)到最大值，所以燒杯中溶液的溫度最高解答；
（3）根據(jù)過量的稀硫酸起冷卻作用，使溶液溫度下降解答；
（4）根據(jù)由圖象可知當(dāng)溶液溫度升到最高時(shí)，加入8mL溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液恰好反應(yīng)，利用化學(xué)方程式計(jì)算．

解答：解：
（1）根據(jù)圖示當(dāng)加入硫酸溶液的體積為5ml時(shí)，溫度繼續(xù)升高，說明氫氧化鈉有剩余，所以溶質(zhì)中含有剩余的氫氧化鈉和氫氧化鈉與稀硫酸反應(yīng)生成的硫酸鈉；
（2）由于中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以隨著鹽酸的滴加中和反應(yīng)的不斷進(jìn)行，熱量會(huì)不斷放出，至加入10mLHCl時(shí)恰好變無色說明該反應(yīng)恰好完成，所以放出的熱量達(dá)到最大值，所以燒杯中溶液的溫度最高；此時(shí)燒杯中溶液的溫度約為18℃；
（3）當(dāng)加入稀硫酸的體積大于10mL時(shí)，說明此時(shí)硫酸有剩余，反應(yīng)停止，過量的稀硫酸起冷卻作用，使溶液溫度下降；
（4）由圖象可知當(dāng)溶液溫度升到最高時(shí)，加入8mL溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液恰好進(jìn)行；8mL溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液中氫氧化鈉的質(zhì)量=8mL×1g/mL×10%=0.8g
設(shè)生成的硫酸鈉質(zhì)量為x
H₂SO₄+2NaOH═2H₂O+Na₂SO₄
      80          142
      0.8g          x

80

0.8g

=

142

x

x=1.42g
此時(shí)溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

14.2g

8g+10mL×1.12g/mL

   

1.42g

8g+10mL×1.12g/mL

×100%≈0.74%
答案：
（1）NaOH和Na₂SO₄
（2）10   18   無色
（3）過量的稀硫酸起冷卻作用
（4）此時(shí)溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是0.74%

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查學(xué)生利用化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算的能力．解題的關(guān)鍵是結(jié)合物質(zhì)間反應(yīng)的情況，正確分析圖示數(shù)據(jù)，細(xì)心解答．