Question

利用如圖裝置測定中和熱的實驗步驟如下：
①用量筒量取50moL  0.25mol?L^-1硫酸倒入小燒杯中，測出硫酸溫度為25.0℃
②用另一量筒量取50mL  0.55mol?L^-1 NaOH溶液，并用另一溫度計測出其溫度
為25.2℃
③將NaOH溶液倒入小燒杯中，設法使之混合均勻，測得混合液最高溫度為28.5℃．
回答下列問題：
（1）為什么所用NaOH溶液要稍過量

 

（2）倒入NaOH溶液的正確操作是

 

（從下列選出）
A．沿玻璃棒緩慢倒入B．分三次少量倒入C．一次迅速倒入
（3）使硫酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作是

 

（從下列選出）
A．用溫度計小心攪拌B．揭開硬紙片用玻璃棒攪拌C．輕輕地振蕩燒杯D．用套在溫度計上的環形玻璃棒輕輕的攪動
（4）設溶液的密度均為1g．cm³，中和后溶液的比熱容C=4.18J．（g．℃）^-1，請根據該反應中和熱的實驗值寫出中和反應熱化學方程式

 

（5）上述實驗中中和熱的實驗值往往小于理論值，其主要原因是（假設操作無誤）

 

，請提出改進措施

 

．

Answer 1

考點：中和熱的測定

專題：實驗設計題

分析：（1）為了確保定量的HCl反應完全，所用NaOH稍過量；
（2）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，影響測定結果；
（3）鹽酸和氫氧化鈉混合時，用套在溫度計上的環形玻璃攪拌棒輕輕地攪動，使鹽酸與NaOH溶液混合均勻；
（4）根據公式Q=△H=△Tcm來計算反應的焓變，并根據熱化學方程式的書寫方法來寫熱化學方程式；
（5）實驗中中和熱的實驗值往往小于理論值，其主要原因是熱量散失，根據圖示裝置材料分析其原因．

解答： 解：（1）實驗中，所用NaOH稍過量的原因是確保定量的HCl反應完全；
故答案為：確保定量的HCl反應完全；
（2）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，影響測定結果，
故選C；        
（3）使鹽酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作方法是：用套在溫度計上的環形玻璃攪拌棒輕輕地攪動；溫度計是測量溫度的，不能使用溫度計攪拌；也不能輕輕地振蕩燒杯，否則可能導致液體濺出或熱量散失，影響測定結果；更不能打開硬紙片用玻璃棒攪拌，否則會有熱量散失，
故選D；
（4）反應前的平均溫度為：

25.2℃+25.0℃

2

=25.1℃，Q=△H=-△Tcm=-（28.5℃-25.1℃）×4.18J/（g?℃）×100g═1.4212KJ/mol，50moL 0.25mol?L^-1硫酸與50mL 0.55mol/L NaOH溶液的中和反應生成水的物質的量是0.025mol，所以生成1mol水放出的熱量

1.4212KJ/mol

0.025mol

=56.848 kJ?mol^-1，所以熱化學方程式為：

1

2

H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）═

1

2

Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-56.848 kJ?mol^-1，
故答案為：

1

2

H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）═

1

2

Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-56.848 kJ?mol^-1；
（5）實驗中中和熱的實驗值往往小于理論值，其主要原因是熱量散失，圖示裝置碎紙條的保溫性能欠佳，應用棉花或其它保溫良好的材料代替，
故答案為：碎紙條的保溫性能欠佳；用棉花或其它保溫良好的材料代替．

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，使測定結果更加準確．