Question

12．化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，通常主要表現(xiàn)為熱量的變化．某實(shí)驗(yàn)小組用0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液進(jìn)行中和熱的測定．測定中和熱的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：
（1）該圖中有兩處儀器未畫出，它們是泡沫塑料板（硬紙板）、環(huán)形玻璃攪拌棒．
（2）寫出稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)表示中和熱的熱化學(xué)方程式為（中和熱數(shù)值為57.3kJ/mol）$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol．
（3）取55mLNaOH溶液和25mL硫酸溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	起始溫度t1/℃			終止溫度t2/℃
	H2SO4	NaOH	平均值
1	26.2	26.0	26.1	30.1
2	27.0	27.4	27.2	33.3
3	25.9	25.9	25.9	29.8
4	26.4	26.2	26.3	30.4

近似認(rèn)為0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm²，中和后生成溶液的比熱容c=4.08J/（g•℃）．則中和熱△H=-52.2kJ/mol（取小數(shù)點(diǎn)后一位）．
（4）有關(guān)中和熱測定實(shí)驗(yàn)，下列說法錯誤的是bc
a．用溫度計(jì)測定NaOH溶液起始溫度后馬上直接測定H₂SO₄溶液的溫度會導(dǎo)致中和熱數(shù)值比57.3低
b．溫度計(jì)的沖洗液應(yīng)倒入小燒杯參與反應(yīng)
c．混合硫酸和氫氧化鈉溶液時應(yīng)分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中
d．若裝置完全相同，操作均沒失誤，取110mLNaOH溶液和50mL硫酸溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，誤差比55mLNaOH溶液和25mL硫酸溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)誤差�。�

Answer 1

分析 （1）由圖可知缺少泡沫塑料板（硬紙板）、環(huán)形玻璃攪拌棒；
（2）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)和對應(yīng)焓變寫出熱化學(xué)方程式；
（3）先判斷溫度差的有效性，然后求出溫度差平均值，根據(jù)Q=m•c•△T計(jì)算；
（4）a．溫度計(jì)測定NaOH溶液起始溫度后直接插入稀H₂SO₄測溫度，硫酸的起始溫度偏高；
b．溫度計(jì)的沖洗液不能倒入小燒杯參與反應(yīng)；
c．盡量一次快速將NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中；
d．試劑用量加倍，中和放出的熱量加倍，但中和熱不變，有利于減小實(shí)驗(yàn)誤差．

解答 解：（1）為減少熱量的散失，需增加泡沫塑料板（硬紙板），在中和反應(yīng)過程中需用環(huán)形玻璃攪拌棒，
故答案為：泡沫塑料板（硬紙板）；環(huán)形玻璃攪拌棒；
（2）稀強(qiáng)酸、稀強(qiáng)堿反應(yīng)生成1mol水時放出57.3kJ的熱量，稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液都是強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液，則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol，
故答案為：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol；
（3）4次溫度差分別為：4.0℃，6.1℃，3.9℃，4.1℃，第2次數(shù)據(jù)無效，其余3次溫度差平均值$\frac{4.0+3.9+4.1}{3}$℃=4.0℃，
 55mL0.50mol/L氫氧化鈉與25mL0.50mol/L硫酸溶液進(jìn)行中和反應(yīng)生成水的物質(zhì)的量為0.025L×0.50mol/L×2=0.025mol，溶液的質(zhì)量為：80ml×1g/ml=80g，溫度變化的值為△T=4.0℃，則生成0.025mol水放出的熱量為Q=m•c•△T=80g×4.08J/（g•℃）×4.0℃=1305.6J，即1.3056KJ，所以實(shí)驗(yàn)測得的中和熱△H=-$\frac{1.3056kJ}{0.025mol}$=-52.2kJ/mol，
故答案為：-52.2kJ/mol；
 （4）a．用溫度計(jì)測定NaOH溶液起始溫度后馬上直接測定H₂SO₄溶液的溫度，由于溫度計(jì)上會有氫氧化鈉，氫氧化鈉與硫酸反應(yīng)放熱，導(dǎo)致硫酸的起始溫度偏高，那么試驗(yàn)后溫度增加量就比實(shí)際要小，導(dǎo)致中和熱數(shù)值比57.3低，故a正確；
b．溫度計(jì)的沖洗液不能倒入小燒杯參與反應(yīng)，否則會使整個溶液的質(zhì)量增大，溫度上升的值減小，使測得的中和熱數(shù)值偏小，故b錯誤；
c．盡量一次快速將NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中，不允許分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中，否則容易是熱量損壞，測定結(jié)果偏小，故c錯誤；
d．若裝置完全相同，操作均沒失誤，試劑用量加倍，中和放出的熱量加倍，但中和熱不變，由于這個實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是減少熱量的散失，當(dāng)實(shí)驗(yàn)放出的熱越多，散失的那部分相對于總熱量就越小，則誤差越小，故d正確；
故答案為：bc．

點(diǎn)評 本題通過中和熱實(shí)驗(yàn)測定為載體考查學(xué)生中和熱的測定知識，涉及熱化學(xué)方程式的書寫、中和熱的計(jì)算、誤差分析等，題目難度不大，明確實(shí)驗(yàn)原理是解題關(guān)鍵．