某实验小组用0.50 mol·L-1 NaOH溶液和0.50 mol·L-1硫酸溶液进行中和热的测定。
Ⅰ.配制0.50 mol·L-1 NaOH溶液
(1)若实验中大约要使用245 mL NaOH溶液,至少需要称量NaOH固体 g。
(2)从下图中选择称量NaOH固体所需要的仪器是(填字母): 。
名称 | 托盘天平 (带砝码) | 小烧杯 | 坩埚钳 | 玻璃棒 | 药匙 | 量筒 |
仪器 | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
序号 | a | b | c | d | e | f |
(1)写出该反应中和热的热化学方程式:(中和热为57.3 kJ·mol-1) 。
(2)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验,实验数据如下表。
温度 实验次数 | 起始温度t1/℃ | 终止温度t2/℃ | 温度差 平均值 (t2-t1)/℃ | ||
H2SO4 | NaOH | 平均值 | |||
1 | 26.2 | 26.0 | 26.1 | 29.6 | |
2 | 27.0 | 27.4 | 27.2 | 31.2 | |
3 | 25.9 | 25.9 | 25.9 | 29.8 | |
4 | 26.4 | 26.2 | 26.3 | 30.4 |
①上表中的温度差平均值为 ℃
②近似认为0.50 mol·L-1 NaOH溶液和0.50 mol·L-1硫酸溶液的密度都是1 g·cm-3,中和后生成溶液的比热容c="4.18" J·(g·℃)-1。则中和热ΔH= (取小数点后一位)。
③上述实验数值结果与57.3 kJ·mol-1有偏差,产生偏差的原因可能是(填字母) 。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
Ⅰ.(1)5.0(1分)
(2)a、b、e(2分)
Ⅱ.(1)1/2H2SO4(aq)+ NaOH(aq) 1/2Na2SO4(aq)+ H2O(l) ΔH="-57.3" kJ·mol-1(2分)
(2)①4.0(2分) ②-53.5 kJ·mol-1(2分) ③a、c、d(2分)
题目分析:Ⅰ.(1)需要称量NaOH固体m=nM=cVM=0.5mol/L×0.5L×40g/mol=5.0g。
(2)氢氧化钠要在称量瓶或者小烧杯中称量,称量固体氢氧化钠所用的仪器有天平、烧杯和药匙,故答案为:a b e 。
Ⅱ.(1)中和热为酸碱中和生成1mol H2O时的焓变,所以表示稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的热化学方程式为:1/2H2SO4(aq)+ NaOH(aq)=1/2Na2SO4(aq)+ H2O(l) ΔH="-57.3" kJ·mol-1
(2)①第2组数据明显有误,所以删掉,其它三组数据求平均值,温度差平均值=【(30.1−26.1)+(29.8−25.9)+(30.4−26.3)】÷3=4.0°C。
②50mL0.50mol/L氢氧化钠与30mL0.50mol/L硫酸溶液进行中和反应生成水的物质的量为0.05L×0.50mol/L=0.025mol,溶液的质量为:80ml×1g/ml=80g,温度变化的值为△T=4℃,则生成0.025mol水放出的热量为Q=m•c•△T=80g×4.18J/(g•℃)×4.0℃=1337.6J,即1.3376KJ,所以实验测得的中和热△H=-1.3376kJ÷0.025mol=--53.5 kJ·mol-1。
③a、实验装置保温、隔热效果必须好,否则影响实验结果,正确;b、量取NaOH溶液的体积时仰视读数,会导致所量的氢氧化钠体积偏大,放出的热量偏高,则大于57.3kJ/mol,错误;c、尽量一次快速将NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,不允许分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,正确;d、用温度计测定NaOH溶液起始温度后,要将温度计回零直再测定H2SO4溶液的温度,正确。