Question

(8分)某化學興趣小組在室溫的條件下(溫度為20℃)，為了測定H2SO4與NaOH發生中和反應時放出的熱量，在左下圖的小燒杯中加入8mL溶質質量分數為10%的NaOH溶液(密度1 g/mL)，并滴入3滴酚酞，測量其溫度；另取過量的稀硫酸(密度1.12g/mL)，測量其溫度后逐量緩慢地加入到小燒杯中，邊加邊用環形玻璃棒攪拌；測得燒杯中溶液溫度的變化與加入稀硫酸體積之間關系如右下圖所示。

（1）當加入5 mL稀硫酸時，溶液中的溶質有 (填寫溶質化學式)。

（2）當加入約為 mL稀硫酸時，燒杯中溶液的溫度達到最高。此時燒杯中溶液的溫度約為(填寫整數) ℃，燒杯中溶液顏色 。

（3）當加入稀硫酸的體積大于10mL時，溶液溫度下降的原因是 。

（4）當溶液溫度升到最高時，此時溶液中溶質質量分數是多少?(寫出計算過程，共3分)

Answer 1

（1）Na2SO4、NaOH （2）10mL 38或39 無色

（3）過量的稀硫酸起冷卻作用或散熱 （4）7.4﹪

【解析】

試題分析：（1）H2SO4與NaOH發生中和反應時放出的熱量，根據右上圖可知，當加入10 mL稀硫酸時，溶液的溫度最高，表示兩者恰好完全反應，故當加入5 mL稀硫酸時，NaOH過量，故此時溶液中的溶質既有生成Na2SO4，還有過量的NaOH

（2）據圖，當加入約為10mL稀硫酸時，燒杯中溶液的溫度達到最高，由于原溫度為20℃，反應放熱使溫度升高大約18~19℃，故此時燒杯中溶液的溫度約為38或39，由于此時兩者恰好完全反應，溶液顯中性，故燒杯中溶液顏色為無色

（3）當加入稀硫酸的體積大于10mL時，溶液溫度下降的原因是：過量的稀硫酸起冷卻作用或散熱

（4）根據化學方程式：2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O 中NaOH與Na2SO4的質量關系，可算出溶質Na2SO4的質量

【解析】
設溶質Na2SO4的質量為x

2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O

142

8mL×1g/mL×10% x

80：142=8mL×1g/mL×10%：x

x=1.42g

溶液的質量=8mL×1g/mL+10mL×1.12g/mL=19.2g

溶液中溶質質量分數=1.42g/19.2g×100%=7.4%

答：溶液中溶質質量分數為7.4%

考點：反應后溶液中溶質的判斷，根據化學方程式進行的計算，中和反應放熱