Question

【題目】I．實(shí)驗(yàn)室用50 mL 0.50mol/L鹽酸、50mL 0.55 mol/LNaOH溶液和如圖所示裝置，進(jìn)行測定中和熱的實(shí)驗(yàn)，得到表中的數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	起始溫度t1/℃		終止溫度t2/℃
	鹽酸	NaOH溶液
1	20.2	20.3	23.7
2	20.3	20.5	23.8
3	21.5	21.6	24.9

完成下列問題：

(1)圖中實(shí)驗(yàn)裝置中尚缺少的玻璃儀器是____________________________．

(2)在操作正確的前提下，提高中和熱測定準(zhǔn)確性的關(guān)鍵是________________________．

(3)根據(jù)上表中所測數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，則該實(shí)驗(yàn)測得的中和熱△H=_________[鹽酸和NaOH溶液的密度按1g/cm3計(jì)算，反應(yīng)后混合溶液的比熱容(c)按4.18J/(g·℃)計(jì)算]．

(4)如用0.5 mol/L的鹽酸與NaOH固體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則實(shí)驗(yàn)中測得的“中和熱”數(shù)值將_____（填“偏大”、“偏小”、“不變”）．如改用60 mL0.5moI/L的鹽酸與50 mL 0.55mol/L的NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng)，與上述實(shí)驗(yàn)相比，所放出的熱量______（填“相等”或“不相等”），所求中和熱_____（填“相等”或“不相等”）。

(5) 上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)值與57.3相比有偏差，產(chǎn)生偏差的原因可能是（填字母）______．

A．測量鹽酸的溫度后，溫度計(jì)沒有用水沖洗干凈

B. 把量筒中的氫氧化鈉溶液倒入小燒杯時動作遲緩

C．做本實(shí)驗(yàn)的當(dāng)天室溫較高

D．在量取NaOH溶液時仰視計(jì)數(shù)

E.大燒杯的蓋扳中間小孔太大。

Ⅱ．某小組利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反應(yīng)來探究“外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響”。實(shí)驗(yàn)時，先分別量取兩種溶液，然后倒入試管中迅速振蕩混合均勻，開始計(jì)時，通過褪色所需時間來判斷反應(yīng)的快慢。該小組設(shè)計(jì)了如下方案：

（1）已知反應(yīng)后H2C2O4轉(zhuǎn)化為CO2逸出，KMnO4轉(zhuǎn)化為MnSO4，為了觀察到紫色褪去，H2C2O4與KMnO4初始的物質(zhì)的量需要滿足的關(guān)系為n(H2C2O4)：n(KMnO4) ≥_______。

（2）試驗(yàn)編號②和③探究的內(nèi)容是_____________。

（3）實(shí)驗(yàn)①測得KMnO4溶液的褪色時間為40s，忽略混合前后溶液體積的微小變化，這段時間內(nèi)平均反應(yīng)速率v(KMnO4)=__________mol·L-1·min-1。

Answer 1

【答案】 環(huán)形玻璃攪拌棒 提高裝置的保溫效果 －56.8 kJ·mol－1 偏大 不相等 相等 ABDE 2.5(或5:2) 其他條件不變，溫度對反應(yīng)速率的影響 0.010

【解析】I．(1)由裝置圖可知，裝置中尚缺少的玻璃儀器是環(huán)形玻璃攪拌棒。

(2)中和熱測定實(shí)驗(yàn)的主要目的是測量反應(yīng)放出的熱量多少，所以提高中和熱測定準(zhǔn)確性的關(guān)鍵是提高裝置的保溫效果。

(3)從表格數(shù)據(jù)知，三次實(shí)驗(yàn)溫度差的平均值為3.40℃，50 mL 0.50mol/L鹽酸、50mL 0.55 mol/LNaOH溶液的質(zhì)量m=100mL1g/mL=100g，c=4.18J/(g·℃),代入Q=cm△T得生成0.025mol水放出的熱量Q=4.18J/(g·℃) 100g3.40℃=1421.2J=1.4212kJ，所以生成1mol水放出熱量為=56.8kJ, 則該實(shí)驗(yàn)測得的中和熱△H=－56.8 kJ·mol－1。

(4)氫氧化鈉固體溶于水放熱反應(yīng)映后溫度升高，計(jì)算所得的熱量偏大，所以實(shí)驗(yàn)中測得的“中和熱”數(shù)值將偏大；反應(yīng)放出的熱量和所用的酸和堿的用量多少有關(guān)，改用60 mL0.5moI/L的鹽酸與50 mL 0.55mol/L的NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng)，與上述實(shí)驗(yàn)相比，生成的水量增多，所放出的熱量偏高，但是中和熱均是強(qiáng)酸與強(qiáng)堿反應(yīng)生成1mol水時放出的熱，因此所求中和熱相等。本題正確答案為：偏大 ；不相等 ； 相等

(5) A．測量鹽酸的溫度后，溫度計(jì)沒有用水沖洗干凈，在測堿的溫度時，會發(fā)生酸堿中和，溫度計(jì)讀數(shù)變化值會減小，所以導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)中測得的中和熱數(shù)值偏小，故A正確；B. 把量筒中的氫氧化鈉溶液倒入小燒杯時動作遲緩，會導(dǎo)致一部分熱量散失，實(shí)驗(yàn)中測得的中和熱數(shù)值偏小，故B正確；C．做本實(shí)驗(yàn)的室溫與反應(yīng)熱的數(shù)據(jù)無關(guān)，故C錯誤；D．在量取NaOH溶液時仰視計(jì)數(shù)，會使實(shí)際測量體積高于所要量的體積，由于堿過量，放出的熱不變，但溶液質(zhì)量變大，△T變小，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)測得的中和熱數(shù)值偏低，故D正確；E.大燒杯的蓋扳中間小孔太大，會導(dǎo)致一部分熱量散失，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)測得的中和熱數(shù)值偏低，故E正確；因此，本題正確答案為ABDE。

Ⅱ．（1）根據(jù)反應(yīng)后H2C2O4轉(zhuǎn)化為CO2逸出，KMnO4轉(zhuǎn)化為MnSO4，利用化合價升降相等寫出反應(yīng)的化學(xué)方程是：2 KMnO4+5 H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑；從方程式知，當(dāng)n(H2C2O4)：n(KMnO4)=5:2=2.5時反應(yīng)恰好發(fā)生，為了觀察到紫色褪去，KMnO4的量應(yīng)少量，即n(H2C2O4)：n(KMnO4) ≥2.5。

（2）實(shí)驗(yàn)編號②和③除了溫度不同，其他條件完全相同，所以實(shí)驗(yàn)編號②和③探究的內(nèi)容是其他條件不變，溫度對反應(yīng)速率的影響。

（3）實(shí)驗(yàn)①草酸的物質(zhì)的量為：0.10mol/L0.002L=0.0002mol,高錳酸鉀的物質(zhì)的量為：

0.010mol/L0.004L=0.00004mol，n(H2C2O4)：n(KMnO4)=0.0002:0.00004=5:1，顯然草酸過量，高錳酸鉀完全反應(yīng)，反應(yīng)開始時高錳酸鉀的濃度為： =0.010mol/L,

這段時間內(nèi)平均反應(yīng)速率v(KMnO4)= =0.010mol·L-1·min-1。