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，測出鹽酸溫度；

②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH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）該圖中有兩處未畫出，它們是______、__________。

（2）為什么所用NaOH溶液要稍過量_________________。

（3）倒入NaOH溶液的正確操作是_______________________。

（4）現將一定量的稀氫氧化鈉溶液、稀氫氧化鈣溶液、稀氨水分別和1 L 1 mol·L－1的稀鹽酸恰好完全反應，其反應熱分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3，則ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小關系為______。

（5）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：

實驗 序號	起始溫度t1/ ℃		終止溫度t2/ ℃
	鹽酸	氫氧化鈉溶液	混合溶液
1	20.0	20.1	23.2
2	20.2	20.4	23.4
3	20.5	20.6	23.6

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)。

（6）____(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】環形玻璃攪拌棒保溫硬紙板確保鹽酸被完全中和一次迅速倒入ΔH1＝ΔH2＜ΔH3－51.8 kJ·mol－1不能H2SO4與Ba(OH)2反應生成BaSO4沉淀，沉淀的生成熱會影響反應的反應熱

【解析】

(1)根據裝置圖，圖中缺少環形玻璃攪拌棒和保溫硬紙板，故答案為：環形玻璃攪拌棒；保溫硬紙板；

(2)為了確保鹽酸被完全中和，所用NaOH溶液要稍過量，故答案為：確保鹽酸被完全中和；

(3)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，故答案為：一次迅速倒入；

(4)中和熱是強酸強堿稀溶液完全反應生成1mol水放出的熱量，一定量的稀氫氧化鈉溶液、稀氫氧化鈣溶液和1L 1molL-1的稀鹽酸恰好完全反應放熱57.3kJ；一水合氨是弱電解質，存在電離平衡，電離過程是吸熱程，稀氨水和1L 1molL-1的稀鹽酸恰好完全反應放熱小于57.3kJ，反應焓變是負值，所以△H1=△H2＜△H3；故答案為：△H1=△H2＜△H3；

(5)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×=12958J=1.2958kJ，即生成0.025mol的水放出熱量為：1.2958kJ，所以生成1mol的水放出熱量為1.2958kJ×=51.8kJ，即該實驗測得的中和熱△H=-51.8kJ/mol，故答案為：-51.8kJ/mol；

(6)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，故答案為：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。