Question

【題目】利用如圖所示裝置測定中和熱的實驗步驟如下：

①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1鹽酸倒入小燒杯中，測出鹽酸的溫度，然后把溫度計上的酸用水沖洗干凈；②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L－1NaOH溶液，并用同一溫度計測出其溫度；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。回答下列問題：

(1)使鹽酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作是________(填序號)。

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攪拌棒輕輕地攪動

(2)假設鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是1 g·cm－3，又知中和反應后生成溶液的比熱容c＝4.18 J·g－1·℃－1。為了計算中和熱，某學生實驗記錄數據如下：

依據該學生的實驗數據計算，該實驗測得的中和熱ΔH＝________(結果保留一位小數)。

(3)________(填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氫氧化鈉溶液和鹽酸，理由是_______

Answer 1

【答案】D －51.8 kJ·mol－1 不能 H2SO4與Ba(OH)2反應時生成BaSO4沉淀的生成熱會影響反應的中和熱

【解析】

(1)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；

(2)根據中和熱計算公式Q=cm△T中涉及的未知數據進行判斷；

(3)氫氧化鋇與硫酸反應生成了硫酸鋇沉淀，生成沉淀的過程中會有熱量變化，影響測定結果。

(1) 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，故答案為：D；

(2) 第1次實驗鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為20.05℃，反應后溫度為：23.2℃，反應前后溫度差為：3.15℃；

第2次實驗鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為20.3℃，反應后溫度為：23.4℃，反應前后溫度差為：3.1℃；

第3次實驗鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為20.55℃，反應后溫度為：23.6℃，反應前后溫度差為：3.05℃；

50mL的0.50mol/L鹽酸與50mL的0.55mol/L氫氧化鈉溶液的質量和為m=100mL×1g/cm3=100g，c=4.18J/(g℃)，代入公式Q=cm△T得生成0.025mol的水放出熱量Q=4.18J/(g℃)×100g×℃=1.2959kJ，即生成0.025mol的水放出熱量為：1.2959kJ，所以生成1mol的水放出熱量為1.2959kJ×=51.8kJ，即該實驗測得的中和熱△H=-51.8kJ/mol；

(3) 硫酸與Ba(OH)2溶液反應除了生成水外，還生成了BaSO4沉淀，該反應中的生成熱會影響反應的反應熱，所以不能用Ba(OH)2溶液和硫酸代替NaOH溶液和鹽酸測中和熱。