Question

5．利用如圖1裝置測(cè)定中和熱的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①用量筒量取50mL0.25mol/L硫酸倒入小燒杯中，測(cè)出硫酸溫度；
②用另一量筒量取50mL0.55mol/LNaOH溶液，并用另一溫度計(jì)測(cè)出其溫度；
③將NaOH溶液倒入小燒杯中，設(shè)法使之混合均勻，測(cè)得混合液最高溫度．回答下列問(wèn)題：
（1）儀器A的名稱為環(huán)形玻璃攪拌棒．
（2）寫(xiě)成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)值為57.3kJ/mol）$\frac{1}{2}$H₂SO₄（l）+NaOH（l）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（l）+H₂O（l）△H=-57.3KJ/mol．
（3）倒入NaOH溶液的正確操作是C（填序號(hào)）．
A．沿玻璃棒緩慢倒入B．分三次少量倒入C．一次迅速倒入
（4）使硫酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作是E（從下列選出）D．
A．用溫度計(jì)小心攪拌       B．揭開(kāi)硬紙片用玻璃棒攪拌
C．輕輕地振蕩燒杯          D．用套在溫度計(jì)上的環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕地?cái)噭?dòng)
（5）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：
①請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下表中的空白：

溫度 實(shí)驗(yàn)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
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/LNaOH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(diǎn)后一位）．
③上述實(shí)驗(yàn)數(shù)值結(jié)果與57.3kJ/mol有偏差，產(chǎn)生偏差的原因可能是acd（填字母）．
a．實(shí)驗(yàn)裝置保溫、隔熱效果差
b．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
（6）將V₁mL1.0mol/LHCl溶液和V₂mL未知濃度的NaOH溶液混合均勻后測(cè)量并記錄溶液溫度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示（實(shí)驗(yàn)中始終保持V₁+V₂=50mL）．則NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為1.5 mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)量熱計(jì)的構(gòu)造來(lái)解答；
（2）根據(jù)根據(jù)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，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對(duì)應(yīng)焓變寫(xiě)出熱化學(xué)方程式；
（3）根據(jù)硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)反應(yīng)迅速劇烈，并且釋放大量熱，一次性快速倒入可以減少熱量散發(fā)而引來(lái)的誤差；
（4）根據(jù)環(huán)形玻璃棒可以使硫酸與NaOH溶液混合均勻；
（5）①先判斷溫度差的有效性，然后求出溫度差平均值；
②根據(jù)Q=m•c•△T計(jì)算反應(yīng)放出的熱量，最后根據(jù)△H=-$\frac{Q}{n}$kJ/mol計(jì)算出反應(yīng)熱．
③a．實(shí)驗(yàn)裝置保溫、隔熱效果必須好；
b．量取NaOH溶液的體積時(shí)視線要和凹液面相平；
c．允許分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中；
d．用溫度計(jì)測(cè)定NaOH溶液起始溫度后，要將溫度計(jì)回零直再測(cè)定H₂SO₄溶液的溫度；
（6）根據(jù)酸堿中和關(guān)系式：NaOH～HCl計(jì)算氫氧化鈉濃度．

解答 解：（1）儀器A的名稱為環(huán)形玻璃攪拌棒，故答案為：環(huán)形玻璃攪拌棒；
（2）強(qiáng)酸強(qiáng)堿的中和熱為-57.3kJ/mol，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，稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：
$\frac{1}{2}$H₂SO₄（l）+NaOH（l）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（l）+H₂O（l）△H=-57.3KJ/mol；
故答案為：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（l）+NaOH（l）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（l）+H₂O（l）△H=-57.3KJ/mol；
（3）根據(jù)硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)反應(yīng)迅速劇烈，并且釋放大量熱，一次性快速倒入可以減少熱量散發(fā)而引來(lái)的誤差，故選：C；
（4）用套在溫度計(jì)上的環(huán)形玻璃棒輕輕地?cái)噭?dòng)使硫酸與NaOH溶液混合均勻，故選：D．
（5）①4次溫度差分別為：3.4℃，5.1℃，3.3℃，3.5℃，第2組數(shù)據(jù)無(wú)效，溫度差平均值為3.4℃，故答案為：3.4℃；
②50mL0.25mol/L硫酸與50mL0.55mol/L NaOH溶液進(jìn)行中和反應(yīng)生成水的物質(zhì)的量為0.05L×0.25mol/L×2=0.025mol，溶液的質(zhì)量為：100ml×1g/ml=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(shí)驗(yàn)測(cè)得的中和熱△H=-$\frac{1.4212kJ}{0.025mol}$=-56.8kJ/mol；
故答案為：-56.8kJ/mol；
③a．裝置保溫、隔熱效果差，測(cè)得的熱量偏小，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，中和熱的數(shù)值偏大，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；
（6）如圖，V₁為30mL時(shí)溫度最高，說(shuō)明此時(shí)酸堿已經(jīng)反應(yīng)完畢，又實(shí)驗(yàn)中始終保持V₁+V₂=50mL，所以V₂為20mL，由酸堿中和關(guān)系式：NaOH～HCl可列式：30mL×1mol•L^-1=20mL×C（NaOH），可求NaOH的濃度是1.5 mol•L^-1；
故答案為：1.5 mol•L^-1．

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(shū)寫(xiě)方法，以及測(cè)定反應(yīng)熱的誤差等問(wèn)題．