Question

11．利用如圖裝置測定中和熱的實驗步驟如下：
①量取50mL 0.25mol•L^-1硫酸倒入小燒杯中，測量溫度；
②量取50mL 0.55mol•L^-1NaOH溶液，測量溫度；
③將NaOH溶液倒入小燒杯中，混合均勻后，測量混合液溫度．請回答：
（1）從實驗裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃用品是環(huán)形玻璃攪拌棒；
（2）NaOH溶液稍過量的原因確保硫酸被完全中和；
（3）加入NaOH溶液的正確操作是B（填字母）．
A．沿玻璃棒緩慢加入       B．一次迅速加入       C．分三次加入
（4）使硫酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作是用套在溫度計上的環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕地攪動；
（5）設溶液的密度均為1g/cm³，中和后溶液的比熱容c=4.18J/（g•℃），請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)寫出該反應的熱化學方程式H₂SO₄（aq）+2NaOH（aq）=Na₂SO₄（aq）+2H₂O△H=-113.68kJ/mol；

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	25.0	25.2		28.5
2	24.9	25.1		28.3
3	25.5	26.5		31.8
4	25.6	25.4		29.0

（6）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）ac
a．實驗裝置保溫、隔熱效果差
b．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中
c．用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定H₂SO₄溶液的溫度
（7）不能（填“能”或“不能”）用Ba（OH）₂代替氫氧化鈉溶液和稀硫酸反應；若將含0.5molH₂SO₄的濃硫酸與含1molNaOH的溶液混合，放出的熱量大于（填“小于”、“等于”或“大于”）57.3kJ．原因是濃硫酸稀釋放熱．

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；
（2）為了確保定量的硫酸反應完全，所用NaOH稍過量；
（3）將NaOH溶液倒入小燒杯中，不能分幾次倒入，否則會導致熱量散失，影響測定結(jié)果；
（4）硫酸和氫氧化鈉混合時，用套在溫度計上的環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕地攪動，使硫酸與NaOH溶液混合均勻；
（5）先根據(jù)表中測定數(shù)據(jù)計算出混合液反應前后的平均溫度差，再根據(jù)Q=m•c•△T計算反應放出的熱量，最后根據(jù)△H=-$\frac{Q}{n}$kJ/mol計算出反應熱，根據(jù)熱化學方程式的書寫方法來書寫；
（6）a．裝置保溫、隔熱效果差，測得的熱量偏��；
b．將NaOH溶液倒入小燒杯中，不能分幾次倒入，否則會導致熱量散失；
c．用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定H₂SO₄溶液溫度，H₂SO₄的起始溫度偏高；（7）氫氧化鋇與硫酸反應生成了硫酸鋇沉淀，生成沉淀的過程中會有熱量變化，影響測定結(jié)果；濃硫酸稀釋放熱；

解答 解：（1）根據(jù)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；
故答案為：環(huán)形玻璃攪拌棒；
（2）實驗中，所用NaOH稍過量的原因是確保定量的硫酸反應完全；
故答案為：確保硫酸被完全中和；
（3）倒入氫氧化鈉溶液時，必須一次迅速的倒入，目的是減少熱量的散失，不能分幾次倒入氫氧化鈉溶液，否則會導致熱量散失，影響測定結(jié)果；
故答案為：B；
（4）使硫酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作方法是：用套在溫度計上的環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕地攪動；
故答案為：用套在溫度計上的環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕地攪動；
（5）第1次實驗H₂SO₄和NaOH溶液起始平均溫度為25.1℃，反應后溫度為28.5℃，反應前后溫度差為3.4℃；
第2次實驗H₂SO₄和NaOH溶液起始平均溫度為25.0℃，反應后溫度為28.3℃，反應前后溫度差為3.3℃；
第3次實驗H₂SO₄和NaOH溶液起始平均溫度為26.0℃，反應后溫度為31.8℃，反應前后溫度差為5.8℃；
第4次實驗H₂SO₄和NaOH溶液起始平均溫度為25.5℃，反應后溫度為29.0℃，反應前后溫度差為3.5℃；
第3次實驗誤差較大，舍去，其他三次實驗的平均值為$\frac{3.4℃3.3℃+3.5℃}{3}$=3.4℃，50mL 0.25mol•L^-1硫酸與50mL 0.55mol•L^-1NaOH溶液進行中和反應生成水的物質(zhì)的量為0.05L×0.25mol•L^-1×2=0.025mol，溶液的質(zhì)量為：100ml×1g/ml=100g，溫度變化的值為三次實驗的平均值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1.421kJ，所以實驗測得的中和熱△H=-$\frac{1.421kJ}{0.025mol}$=-56.84kJ/mol，該反應的熱化學方程式：H₂SO₄（aq）+2NaOH（aq）=Na₂SO₄（aq）+2H₂O△H=-113.68kJ/mol；
故答案為：H₂SO₄（aq）+2NaOH（aq）=Na₂SO₄（aq）+2H₂O△H=-113.68kJ/mol；
（6）a．裝置保溫、隔熱效果差，測得的熱量偏小，則測定的中和熱的數(shù)值偏小，故a正確；
b．盡量一次快速將NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中，分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中，會導致熱量散失較多，則測定的中和熱的數(shù)值偏小，故b錯誤；
c．用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定H₂SO₄溶液溫度，H₂SO₄的起始溫度偏高，溫度差偏小，中和熱的數(shù)值偏小，故c正確；
故選：ac；
（7）硫酸與Ba（OH）₂溶液反應除了生成水外，還生成了BaSO₄沉淀，該反應中的生成熱會影響反應的反應熱，所以不能用Ba（OH）₂溶液和硫酸代替NaOH溶液和鹽酸測中和熱；濃硫酸稀釋放熱，反應后的溫度偏高，溫度差偏大，所測得中和熱的數(shù)值偏大；
故答案為：不能；偏大；濃硫酸稀釋放熱；

點評 本題考查了中和熱的測定方法，題目難度不大，注意掌握測定中和熱的正確方法，明確實驗操作過程中關鍵在于盡可能減少熱量散失，使測定結(jié)果更加準確．