A. 測定稀硫酸和稀氫氧化鈉中和熱的實驗裝置如圖所示.(1)寫出該反應的中和熱的熱化學方程式(中和熱數值
(1)稀強酸、稀強鹼反應生成1mol液態水時放出57.3kJ的熱量,稀硫酸和稀氫氧化鈉反應的中和熱的熱化學方程式
H
2SO
4(aq)+NaOH(aq)=
Na
2SO
4(aq)+2H
2O(l)△H=-57.3kJ/mol,
故答案為:
H
2SO
4(aq)+NaOH(aq)=
Na
2SO
4(aq)+2H
2O(l)△H=-57.3kJ/mol,
(2)中和熱的實驗的關鍵是保溫,所以碎泡沫塑料的作用是保溫、隔熱,防止中和反應時熱量損失,
故答案為:保溫、隔熱,減少熱量損失;
(3)①4次溫度差分別為:4.0℃,6.1℃,4.1℃,3.9℃,第2組捨去,溫度差平均值=
=4.0℃,
故答案為:4.0;
②a.裝置保溫、隔熱效果差,測得的熱量偏小,中和熱的數值偏小,故a正確;
b.量取NaOH溶液的體積時仰視讀數,會導致所量的氫氧化鈉體積偏大,放出的熱量偏高,中和熱的數值偏大,故b錯誤;
c.盡量一次快速將NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中,不允許分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中,故c正確;
d.溫度計測定NaOH溶液起始溫度後直接插入稀H
2SO
4測溫度,硫酸的起始溫度偏高,測得的熱量偏小,中和熱的數值偏小,故d正確.
故答案為:acd.
B. 進行中和熱的測定的裝置如圖所示.回答下列問題:(1)從實驗裝置中尚缺少的一種玻璃用品是______.(2)
(1)根據量熱計的構造可知該裝置的缺少儀器是環形玻璃攪拌器,
故答案為:回環形玻答璃攪拌器;
(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)不蓋硬紙板,會有一部分熱量散失,溫度差減少,測得的中和熱數值偏小;
故答案為:偏小;
(4)根據實驗結果圖2所示內容,可以知道該實驗開始時溫度一定是低於22℃,
故答案為:低於;
(5)恰好反應時參加反應的鹽酸溶液的體積是30mL,由V1+V2=50mL,消耗的氫氧化鈉溶液的體積為20mL,所以V1/V2=3/2;設恰好反應時氫氧化鈉溶液中溶質的物質的量是n.
HCl+NaOH═NaCl+H2O
11
1.0mol?L-1×0.03L n
則n=1.0mol?L-1×0.03L=0.03mol,
所以濃度C=
=1.5mol/L;
故答案為:3:2;1.5.
C. 關於簡易中和熱的實驗裝置的製作
做法 (1)實驗用品 大燒杯(500 mL)、小燒杯(100 mL) 溫度計、量筒(50 mL)兩個、泡沫塑料 或紙條、泡沫塑料板或硬紙板(中心有兩個小孔)、環形玻璃攪拌棒。 (2)葯品:0.5mol/LHCI 0.55 mol/L NaOH (3)大燒杯放碎紙,放上小燒杯,周圍隔熱材料碎紙, (3)量取50毫升HCI於小燒杯中,測溫,記錄(4)量取55毫升NaOH,清水沖洗溫度計後測溫,記錄 (5)在小燒杯中,小心注入氫氧化鈉溶液,蓋板,溫度計,環形攪棒攪動,讀取最高溫度 (6)平行實驗三次,計算均值! (7)計算Q=cm△t △H=Q/n (注意計算中單位的換算) 實驗原理: Q=mcΔt Q:中和反應放出的熱量。 m:反應混合液的質量。 c:反應混合液的比熱容。 Δt:反應前後溶液溫度的差值。 Q=(V酸ρ酸+V鹼ρ鹼)·c·(t2-t1) V酸=V鹼=50 mL。 c酸=0.50 mol/L c鹼=0.55 mol/L ρ酸=ρ鹼=1 g/cm3 c=4.18 J/(g·℃) Q=0.418(t2-t1)kJ
D. 中和熱測定的裝置,每部分作用
1、用量熱法測定HCl與NaOH的中和熱。
3、了解化學標定法,並掌握其操作。
實驗原理Principle
在、溶液足夠稀的情況下,1molOH- 與1molH+中和,可放出57.3.kJ的熱量。即:
H+(aq)+OH-(aq) =H2O(aq) △rHmθ=-57.3kJ/mol
在水溶液中,強酸和強鹼幾乎全部離解為H+和OH-,故各種一元強酸和強鹼的中和熱數值應該是相同的。隨著實驗溫度的變化,中和熱數值略有不同,T溫度下的中和熱可由下式算得:
△rHθm,T=-57.3KJ/mol+0.21T (1)
弱酸(或弱鹼)在水溶液中只是部分分離,所以弱酸(或弱鹼)與強鹼(強酸)發生中和反應,存在弱酸(或弱鹼)的電離作用(需吸收熱量,即解離熱),總的熱效應將比強酸強鹼中和時的熱效應的絕對值要小。兩者的差值即為該弱酸(或弱鹼)的解離熱。
本實驗採用化學標定法,即將已知熱效應的標准溶液HCl和過量的NaOH溶液放在量熱計中反應,使之放出一定熱量,根據在體系中實際測得的溫度升高值(ΔT),由下式計算出量熱計熱容C´。
n(HCl)·△rHmθ+(Vρc+C´) ΔT=0 (2)
式中n(HCl)為參加反應溶液的物質的量;V為反應體系中溶液的總體積,單位為L;ρ 為溶液的密度;c 為溶液的比熱容,即每千克溶液溫度升高1K所吸收的熱量,單位為kJ·L-1·kg-1。
一般當溶液的密度不是太大或太小的情況下,溶液的密度與比熱容的乘積可視為常數。因此實驗中如果控制反應物體積相同,則 (Vρc+C´)亦為一常數,它就是反應體系(包括反應液和量熱器)的總熱容,以C表示。代入(2)式可得。由C變可方便地在相同條件下,測得任一中和反應的中和熱。
儀器和試劑 Apparatus and Reagent
大燒杯(500 mL)、小燒杯(100 mL)、溫度計、量筒(50mL)兩個、泡沫塑料或紙條、泡沫塑料板或硬紙板(中心有兩個小孔)、環形玻璃攪拌棒。
0.50 mol/L 鹽酸、0.55 mol/L NaOH溶液①。實驗步驟與實驗數據記錄和處理
Procere Data Records and Data Processing1.在大燒杯底墊泡沫塑料(或紙條),使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。然後再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料(或紙條),大燒杯上用泡沫塑料板(或硬紙板)作蓋板,在板中間開兩個小孔,正好使溫度計和環形玻璃攪拌棒通過,以達到保溫、隔熱、減少實驗過程中熱量損失的目的,如圖所示。該實驗也可在保溫杯中進行。 2.用一個量筒量取50mL0.50mol/L鹽酸,倒入小燒杯中,並用溫度計測量鹽酸的溫度,記入下表。然後把溫度計上的酸用水沖洗干凈。
3.用另一個量筒量取50mL 0.55 mol/L NaOH溶液,並用溫度計測量NaOH溶液的溫度,記入下表。
4.把溫度計和環形玻璃攪拌棒放入小燒杯的鹽酸中,並把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯(注意不要灑到外面)。用環形玻璃攪拌棒輕輕攪動溶液,並准確讀取混合溶液的最高溫度,記為終止溫度,記入下表。
5.重復實驗兩次,取測量所得數據的平均值作為計算依據。
6.根據實驗數據計算中和熱。為了使計算簡便一些,我們近似地認為:
(1)0.50 mol/L鹽酸和0.55mol/LNaOH溶液的密度都是1g/cm3,所以50mL 0.50mol/L鹽酸的質量m1=50g,50mL 0.55 mol/L NaOH溶液的質量m2=50 g。
(2)中和後生成的溶液的比熱容c=4.18 J/(g·℃),由此可以計算出,50mL 0.50 mol/L鹽酸與50mL 0.55 mol/L NaOH溶液發生中和反應時放出的熱量為:
(m1+m2)·c·(t2-t1)=0.418(t2-t1) kJ
又因 50 mLO.50 mol/L鹽酸中含有0.025 mol的 HCl,0.025 mol的HCl與0.025 mol NaOH發生中和反應,生成0.025 molH2O,放出的熱量是0.418(t2-t1) kJ,所以,生成1molH2O時放出的熱量即中和熱為:
注意事項 Attentions
1.作為量熱器的儀器裝置,其保溫隔熱的效果一定要好。因此,可以用保溫杯來做,也可用塊狀聚苯乙烯泡沫塑料製成與小燒杯外徑相近的絕熱外套來做,以保證實驗時的保溫隔熱效果。如果按教材中的方法做,一定要使小燒杯杯口與大燒杯杯口相平,這樣可以減少熱量損失。
2.鹽酸和NaOH溶液濃度的配製須准確,且NaOH溶液的濃度須稍大於鹽酸的濃度。為使測得的中和熱更准確,所用鹽酸和NaOH溶液的濃度宜小不宜大,如果濃度偏大,則溶液中陰、陽離子間的相互牽製作用就大,表觀電離度就會減小,這樣酸鹼中和時產生的熱量勢必要用去一部分來補償未電離分子的離解熱,造成較大誤差(偏低)。
3.宜用有0.1分刻度的溫度計,且測量時應盡可能讀准,並估讀到小數點後第二位。溫度計的水銀球部分要完全浸沒在溶液中,而且要穩定一段時間後再讀數,以提高所測溫度的精度。
4.實驗操作時動作要快,以盡量減少熱量的散失。
E. 請問中和熱的測定實驗中需要用到的儀器除了簡易量熱計裝置還有什麼
大小燒杯各一個(小的裝待測溶液,大的作為保溫容器),碎紙屑或碎泡沫(隔熱),泡沫板(隔熱),環形玻璃棒(攪拌溶液使其充分反應)
F. Ⅰ.回答下列問題:(1)欲量取20.00mL Na2CO3溶液,應選用的儀器是______.(2)中和熱測定的實驗中,用
解答:Ⅰ.(1)根據鹽類水解的規律,無弱不水解,有弱才水解,越弱越水解,誰強顯誰性,Na2CO3為強鹼弱酸鹽,水解呈鹼性,所以用鹼式滴定管,
故答案為:鹼式滴定管;
(2)中和熱測定的實驗中,用到的玻璃儀器有燒杯、溫度計、攪拌器以及量筒,
故答案為:環形玻璃攪拌棒、量筒;
(3)實驗中為准確測定結晶水的值,應分別測定坩堝的質量、坩堝與晶體的總質量,以此測定晶體的質量,然後稱量加熱後坩堝與固體總質量,之後再加熱,至少再稱一次以判斷晶體是否完全分解,所以至少稱量4次,
故答案為:4;
Ⅱ.(1)配製氫氧化銅懸濁液時NaOH一定要過量,否則氫氧化銅受熱會分解生成黑色的氧化銅,所以這樣的操作確保氫氧化鈉過量,氫氧化銅呈懸濁狀,
故答案為:確保氫氧化鈉過量,氫氧化銅呈懸濁狀;
(2)Ⅰ、緊緊圍繞「紅色」來猜想,因為銅也是紅色的,所以紅色沉澱可能是Cu、Cu2O或者二者混合物;
【設計方案】:方案1:由於Cu、Cu2O都能與稀硝酸反應,得到藍色溶液,所以方案1不行;
方案2:Cu2O與稀硫酸反應有Cu生成,有殘渣,Cu不與稀硫酸反應有殘渣,所以方案2不行;
方案3:銅在空氣中灼燒生成CuO,Cu2O在空氣中灼燒也生成氧化銅,但兩者增加的質量不同.
agCu在空氣中灼燒,完全反應後質量變為
ag,agCu
2O在空氣中灼燒,完全反應後質量變為
ag,所以ag紅色沉澱在空氣中灼燒完全反應後,當b為
ag時紅色沉澱Cu;當b為
ag,時紅色沉澱 Cu
2O;當
a g<b<
a g,時紅色沉澱為兩者混合物,所以方案3合理,
方案4:取紅色固體沉澱裝入試管里,加入酸化的硝酸銀溶液,銅和稀硝酸反應,銅無法與銀離子反應,所以方案4不行;
故答案為:紅色沉澱可能是銅或銅與氧化亞銅的混合物(或紅色固體中可能含有銅);方案3;
(3)解答此題時,應知道測定的原理;用此裝置測定物質組成通常在如下兩種途徑:
氫氣與Cu
2O反應的化學方程式為:Cu
2O+H
2 △ | .
G. 測定稀硫酸和稀氫氧化鈉中和熱的實驗裝置如圖7所示
1、NaOH(aq)+1/2H2SO4(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l); △H=-57.3KJ/mol
2、解:△t1=(30.1-26.1)℃=4℃ △t2=(33.3-27.2)℃=6.1℃ △t3=(29.8-25.9)℃=3.9℃ △t4=(30.4-26.3)℃=4.1℃ 因為第二專組明顯誤差較大,捨去 所以屬 △t=(4++3.9+4.1)℃/3=4℃ n(NaOH)=0.05L*0.50 mol/L=0.025mol n(H2SO4)=2*0.03L*0.50 mol/L=0.03mol 生成n(H2O)=0.025mol m=50 mL *1 g/cm3+30ml*1 g/cm3=80g Q=mC△t=80g*4.18J/(g·℃)*4℃=1337.6J=1.337.6KJ △H=-1.337.6KJ/0.025mol=-53.504KJ/mol
3 ab
H. 高中化學中的中和熱測量實驗裝置
(1)實驗用品 大燒杯(500 mL)、小燒杯(100 mL) 溫度計、量筒(50 mL)兩個、泡沫回塑料答 或紙條、泡沫塑料板或硬紙板(中心有兩個小孔)、環形玻璃攪拌棒。 (2)葯品:0.5mol/LHCI 0.55 mol/L NaOH (3)大燒杯放碎紙,放上小燒杯,周圍隔熱材料碎紙, (3)量取50毫升HCI於小燒杯中,測溫,記錄(4)量取55毫升NaOH,清水沖洗溫度計後測溫,記錄 (5)在小燒杯中,小心注入氫氧化鈉溶液,蓋板,溫度計,環形攪棒攪動,讀取最高溫度 (6)平行實驗三次,計算均值! (7)計算Q=cm△t △H=Q/n (注意計算中單位的換算) 實驗原理: Q=mcΔt Q:中和反應放出的熱量。 m:反應混合液的質量。 c:反應混合液的比熱容。 Δt:反應前後溶液溫度的差值。 Q=(V酸ρ酸+V鹼ρ鹼)·c·(t2-t1) V酸=V鹼=50 mL。 c酸=0.50 mol/L c鹼=0.55 mol/L ρ酸=ρ鹼=1 g/cm3 c=4.18 J/(g·℃) Q=0.418(t2-t1)kJ
I. 測定中和熱的裝置. 實驗時使用環形玻璃棒攪拌的方法是
上下緩慢提拉
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