Question

【題目】某實驗小組用0.50 mol·L－1NaOH溶液和0.50 mol·L－1硫酸溶液進行中和熱的測定。

Ⅰ.配制0.50 mol·L－1NaOH溶液。

(1)若實驗中大約要使用245 mL NaOH溶液，至少需要稱量NaOH固體________g。

(2)從下圖中選擇稱量NaOH固體所需要的儀器(填字母)：________。

Ⅱ.測定稀硫酸和稀NaOH中和熱的實驗裝置如下圖所示。

(1)寫出該反應的熱化學方程式(中和熱ΔH＝－57.3 kJ·mol－1)： _______________。

(2)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液進行實驗，實驗數(shù)據(jù)如下表。

①請?zhí)顚懴卤碇械目瞻祝?/span>

1_______________2___________________3_______________________4________________________5溫度差平均值____

②近似認為0.50 mol·L－1NaOH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熱容c＝4.18 J·g－1·℃－1。則中和熱ΔH＝________(取小數(shù)點后一位)。

③上述實驗數(shù)值結(jié)果與57.3 kJ·mol－1有偏差，產(chǎn)生偏差的原因可能是________(填字母)。

a．實驗裝置保溫、隔熱效果差

b．量取NaOH溶液的體積時仰視讀數(shù)

c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中

d．用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定H2SO4溶液的溫度

Answer 1

【答案】5.0 abe H2SO4(aq)＋2NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋2H2O(l) 　ΔH＝－114.6 kJ·mol－1 4.0 ℃ 6.1 ℃ 3.9 ℃ 4.1 ℃ 4.0 ℃ －53.5 kJ·mol－1 acd

【解析】

Ⅰ.（1）應選用500mL的容瓶，根據(jù)m(NaOH)＝n(NaOH)×M(NaOH)＝c(NaOH)×V(NaOH)×M(NaOH)計算；

（2）NaOH固體易吸濕，稱量時需要的儀器為托盤天平、小燒杯、藥匙；

Ⅱ. （1）根據(jù)熱化學方程式的書寫規(guī)范書寫；

（2）①1、2、3、4次實驗的終止溫度與初始溫度的差值分別為4.0 ℃、6.1 ℃、3.9 ℃、4.1 ℃。第2組數(shù)據(jù)與其他三組數(shù)據(jù)相比，6.1 ℃有懸殊，舍去。求出余下的三組平均值；

②先算出反應放出的熱量，再換算成生成1molH2O放出的熱量。

③測定結(jié)果數(shù)值偏小可能的原因是保溫差，熱量有損失，如多次加入溶液、溫度計測完堿溶液后直接測酸的溫度，造成起始溫度數(shù)值偏高等原因。

Ⅰ.（1）配制0.50 mol·L－1245 mL NaOH溶液，實驗室無245 mL容量瓶，需選用略大規(guī)格的250 mL容量瓶，則m(NaOH)＝n(NaOH)×M(NaOH)＝c(NaOH)×V(NaOH)×M(NaOH)＝250 mL×10－3L·mol－1×0.50 mol·L－1×40 g·mol－1＝5 g。

（2）NaOH固體易吸濕，稱量時需要的儀器為托盤天平、小燒杯、藥匙， a、b、e正確。

Ⅱ. （1）根據(jù)熱化學反應方程式的書寫原則，可得H2SO4(aq)＋2NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋2H2O(l)　ΔH＝－114.6 kJ·mol－1或用H2SO4(aq)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。

（2）①1、2、3、4次實驗的終止溫度與初始溫度的差值分別為4.0 ℃、6.1 ℃、3.9 ℃、4.1 ℃。第2組數(shù)據(jù)與其他三組數(shù)據(jù)相比，6.1 ℃有懸殊，舍去。其余三次溫度差的平均值為4.0 ℃。

②由于0.5 mol·L－1H2SO4(aq)和0.5 mol·L－1NaOH(aq)的密度為1 g·cm－3，故m[H2SO4(aq)]＝ρ[H2SO4(aq)] ×V[H2SO4(aq)]＝1 g·mL－1×30 mL＝30 g，m[NaOH(aq)]＝ρ[NaOH(aq)] ×V[NaOH(aq)]＝1 g·mL－1×50 mL＝50 g，混合后溶液總質(zhì)量為80 g。中和后的 [m(NaOH)＋m(H2SO4)]×c×(t2－t1)。由于中和熱為1 mol H2O(l)時放出的熱量，ΔH＝－×10－3kJ·mol－1≈－53.5 kJ·mol－1；

③測定結(jié)果數(shù)值偏小可能的原因是保溫差，熱量有損失，如多次加入溶液、溫度計測完堿溶液后直接測酸的溫度，造成起始溫度數(shù)值偏高等原因，選項a、c、d正確