Question

已知H⁺（aq）+OH^-（aq）═H₂O（l）△H=-57.3kJ?mol^-1，回答下列問題（圖1）．
（1）儀器A的名稱

 

；碎泡沫塑料的作用是

 

．
（2）環(huán)形玻璃攪拌棒不能用環(huán)形銅質(zhì)攪拌棒代替，其原因是

 

（3）若通過實(shí)驗(yàn)測定中和熱的△H的絕對(duì)值常常小于57.3kJ/mol，其原因可能是

 

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溶液倒入盛有鹽酸的小燒杯中
d．用溫度計(jì)測定鹽酸初始溫度后，直接測定氫氧化鈉溶液的溫度
（4）將V₁mL1.0mol?L^-1 HCl溶液和V₂mL未知濃度的NaOH溶液混合均勻后測量并記錄溶液溫度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示（實(shí)驗(yàn)中始終保持V₁+V₂=50mL）．由圖2可知，氫氧化鈉的濃度為

 

；
假設(shè)鹽酸與氫氧化鈉起始溫度平均值為21.0℃，圖2中最高溫度為28.0℃，并近似認(rèn)為NaOH溶液和鹽酸溶液的密度都是1g/cm³，中和后生成溶液的比熱容c=4.18J/（g?℃）．則中和熱△H=

 

．（取小數(shù)點(diǎn)后一位）．  （提示：Q=cm△t）

Answer 1

考點(diǎn)：中和熱的測定

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）儀器A的名稱是環(huán)形玻璃攪拌棒；中和熱測定實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵是保溫工作；
（2）中和熱測定中盡可能減少熱量的散失，環(huán)形銅質(zhì)攪拌棒會(huì)導(dǎo)致部分熱量散失；
（3）a．保溫、隔熱效果差，會(huì)導(dǎo)致散失較多熱量，測定的最高溫度偏低，中和熱偏小；
b．仰視量筒讀數(shù)，會(huì)導(dǎo)致量取的氫氧化鈉溶液體積偏大；
c．允許分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中，會(huì)導(dǎo)致部分熱量散失，測定結(jié)果偏低；
d．量完鹽酸溶液溫度，直接測定氫氧化鈉溶液，會(huì)導(dǎo)致溫度計(jì)上的部分鹽酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，使氫氧化鈉溶液的初始溫度偏高；
（4）恰好反應(yīng)時(shí)參加反應(yīng)的鹽酸溶液的體積是30mL，由V₁+V₂=50ml可知，消耗的氫氧化鈉溶液的體積為20mL，以此計(jì)算NaOH濃度；根據(jù)公式△H=Q=cm△T來計(jì)算．

解答： 解：（1）儀器A的名稱是環(huán)形玻璃攪拌棒；中和熱測定實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵是保溫工作，大小燒杯之間填滿碎泡沫塑料的作用是：環(huán)形玻璃攪拌棒；隔熱，減少熱量散失，
故答案為：環(huán)形玻璃攪拌棒；保溫、隔熱作用；
（2）在測定中和熱時(shí)，必須做好保溫工作，環(huán)形銅質(zhì)攪拌棒會(huì)導(dǎo)致較多的熱量散失，影響測定結(jié)果，
故答案為：銅棒易導(dǎo)致熱量的散失；
（3）a．實(shí)驗(yàn)裝置保溫、隔熱效果差，導(dǎo)致測定的最高溫度偏小，測定的溫度差偏小，測定結(jié)果偏低，故a錯(cuò)誤；
b．量取NaOH溶液的體積時(shí)仰視讀數(shù)，導(dǎo)致量取的氫氧化鈉溶液的體積偏大，若鹽酸過量，反應(yīng)生成的水的物質(zhì)的量偏大，放出的熱量偏高，測定的最高溫度偏大，測定結(jié)果偏高；若鹽酸不足，則不影響測定結(jié)果，故b錯(cuò)誤；
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有鹽酸的小燒杯中，導(dǎo)致有部分熱量散失，測定的最高溫度偏小，溫度差偏小，測定結(jié)果偏低，故c正確；
d．用溫度計(jì)測定鹽酸初始溫度后，直接測定氫氧化鈉溶液的溫度，導(dǎo)致溫度計(jì)上的部分鹽酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，測定的氫氧化鈉溶液的初始溫度偏高，計(jì)算出的溫度差偏低，測定結(jié)果偏低，故d正確；
故答案為：acd；
（4）恰好反應(yīng)時(shí)參加反應(yīng)的鹽酸溶液的體積是30mL，由V₁+V₂=50mL可知，消耗的氫氧化鈉溶液的質(zhì)量為20mL，設(shè)恰好反應(yīng)時(shí)氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量是n，則
              HCl+NaOH=NaCl+H₂O
              1     1
1.0mol?L^-1×0.03L    n
則n=1.0mol?L^-1×0.03L=0.03mol，所以濃度是：

0.03mol

0.02L

=1.5mol/L；20mL 0.15mol/L氫氧化鈉與30mL0.10mol/L鹽酸溶液進(jìn)行中和反應(yīng)生成水的物質(zhì)的量為0.20L×0.15mol/L=0.03mol，溶液的質(zhì)量為：50mL×1g/ml=50g，溫度變化的值為△T=（28.0-21.0）℃=7.0℃，則生成0.03mol水放出的熱量為Q=m?c?△T=50g×4.18J/（g?℃）×7.0℃=1463J，即1.463kJ，則該中和反應(yīng)的中和熱為：△H=-

1.463

0.03

kJ/mol≈-48.8kJ/mol，
故答案為：1.5mol/L；-48.8kJ?mol^-1 ．

點(diǎn)評(píng)：本題考查中和熱的測定及反應(yīng)熱的計(jì)算，題目難度中等，注意理解中和熱的概念、掌握測定中和熱的操作方法，能夠正確分析錯(cuò)誤操作對(duì)測定的中和熱產(chǎn)生的誤差．