Question

14．50mL 0.50mol/L鹽酸與50mL 0.55mol/L NaOH溶液在如圖所示的裝置中進行中和反應，通過測定反應過程中所放出的熱量可計算中和熱，回答下列問題：
（1）從實驗裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃用品是環形玻璃攪拌棒；裝置有一處錯誤是小燒杯口和大燒杯口沒有平齊．
（2）燒杯間填滿碎紙條的作用是減少實驗過程中的熱量損失．
（3）大燒杯上如不蓋硬紙板，求得的中和熱數值偏小（填“偏大”“偏小”“無影響”）；
（4）實驗中改用60mL 0.50mol/L鹽酸跟50mL 0.55mol/L NaOH溶液進行反應，與上述實驗相比，所放出的熱量不相等（填“相等”“不相等”），所求中和熱相等（填“相等”“不相等”）．
（5）用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進行上述實驗，測得的中和熱的數值會偏小；用50mL 0.50mol/L NaOH溶液進行上述實驗，測得的中和熱的數值會偏小 （均填“偏大”“偏小”“無影響”）．
（6）為準確測量中和熱，實驗通常會重復實驗二至三次，若共計做了三次實驗，則至少需測定溫度9次，三次平行操作測得的數據中，起始時鹽酸與燒堿溶液溫度相同，而終止溫度與起始溫度之差為（t₂-t₁），0.50mol/L鹽酸與0.55mol/L NaOH溶液的密度都為1g•cm^-3，中和后生成溶液的比熱容c=4.18J•g^-1•℃^-1．則中和熱的計算式△H=-$\frac{0.418（t2-t1）kJ}{0.025mol}$．（只列計算表達式，不用算出最終結果）

Answer 1

分析 （1）根據量熱計的構造來判斷該裝置的缺少儀器；根據中和熱的測定原理分析；
（2）中和熱測定實驗成敗的關鍵是保溫工作；
（3）不蓋硬紙板，會有一部分熱量散失；
（4）反應放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關，并根據中和熱的概念和實質來回答；
（5）根據弱電解質電離吸熱分析；要保證一種物質完全反應，需另一種物質過量；
（6）準確測量中和熱的實驗過程，一般要測三次溫度；先根據Q=m•c•△T計算反應放出的熱量，然后根據△H=-$\frac{Q}{n}$kJ/mol計算出反應熱．

解答 解：（1）由量熱計的構造可知該裝置的缺少儀器是環形玻璃攪拌棒；中和熱測定實驗成敗的關鍵是保溫工作，內外燒杯為一樣高，否則，熱量散失大；
故答案為：環形玻璃攪拌棒；小燒杯口和大燒杯口沒有平齊；
（2）中和熱測定實驗成敗的關鍵是保溫工作，大小燒杯之間填滿碎紙條的作用是減少實驗過程中的熱量損失，
故答案為：減少實驗過程中的熱量損失；
（3）大燒杯上如不蓋硬紙板，會有一部分熱量散失，求得的中和熱數值將會減小，
故答案為：偏小；
（4）反應放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關，改用60mL 0.50mol/L鹽酸跟50mL 0.55mol/L NaOH溶液進行反應，與上述實驗相比，生成水的量增多，所放出的熱量偏高，但是中和熱的均是強酸和強堿反應生成1mol水時放出的熱，中和熱相等；
故答案為：不相等；相等；
（5）氨水為弱堿，電離過程為吸熱過程，所以用氨水代替稀氫氧化鈉溶液反應，反應放出的熱量偏小；用50mL 0.50mol/L NaOH與50mL 0.50mol/L鹽酸反應，則二者不能完全反應，放出的熱量比理論值要小；
故答案為：偏小；偏小；
（6）溫度計要測反應前酸溶液的溫度，測反應前堿溶液的溫度，混合反應后測最高溫度一共3次，若共計做了三次實驗，則至少需測定溫度9次；50mL 0.50mol/L鹽酸與50mL 0.55mol/L NaOH溶液中和反應生成水的物質的量為0.05L×0.50mol=0.025mol，溶液的質量為：100ml×1g/ml=100g，溫度變化的值△T為（t₂-t₁），則生成0.025mol水放出的熱量為Q=m•c•△T=100g×4.18J/（g•℃）×（t₂-t₁）=418（t₂-t₁）J，即0.418（t₂-t₁）kJ，所以實驗測得的中和熱△H=-$\frac{0.418（t2-t1）kJ}{0.025mol}$；
故答案為：9；-$\frac{0.418（t2-t1）kJ}{0.025mol}$．

點評 本題考查學生中和熱測定，保溫工作是實驗成功的關鍵，掌握實驗原理即可解答，難度不大．