實驗室進行中和熱測量的裝置

『壹』 實驗室用50mL0.50mol/L鹽酸、50mL0.50mol/LNaOH溶液和如圖所示裝置進行測定中和熱的實驗，得到表中的數據

（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，環形玻璃攪拌棒上下攪動使溶液充分反應；為減少熱量散失，應使小燒杯口與大燒杯口持平，其餘部分用碎塑料填滿；
故答案為：環形玻璃攪拌棒；上下攪動；應使小燒杯口與大燒杯口持平，其餘部分用碎塑料填滿；
（2）中和反應是放熱反應，溫度計上的酸與NaOH溶液反應放熱，使溫度計讀數升高，溫度差偏低，但使測得的中和熱偏高，所以每次測量後用水將溫度計上的液體沖掉，並擦乾溫度計；
故答案為：用水將溫度計上的液體沖掉，並擦乾溫度計
（3）第1次實驗鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為20.25℃，反應前後溫度差為：23.7℃=20.25℃=3.45℃；
第2次實驗鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為20.4℃，反應前後溫度差為：23.8℃=20.4℃=3.4℃；
第3次實驗鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為21.55℃，反應前後溫度差為：24.9℃-21.55℃=3.35℃；
50mL0.50mol/L鹽酸、50mL0.50mol/LNaOH溶液，溶液質量m=100mL×1g/mL=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×

3.45℃+3.4℃+3.35℃

3

=1.421KJ，所以生成1mol的水放出熱量

1.421KJ

0.025

=56.8kJ，即該實驗測得的中和熱△H=-56.8kJ/mol，
故答案為：-56.8kJ/mol；
（4）量熱計的保溫瓶絕熱效果不好、酸鹼溶液混合不迅速都會使溫度偏低，測得的實驗值產生偏差，
故答案為：①量熱計的保溫瓶絕熱效果不好②酸鹼溶液混合不迅速；
（5）氨水為弱鹼，電離過程為吸熱過程，所以用氨水代替稀氫氧化鈉溶液反應，反應放出的熱量小於57.3kJ，所以△H₁＞△H，
故答案為：＞；NH₃?H₂O電離吸熱；

『貳』 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298K、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)，大閉含燒杯上用泡沫塑料板孝態物(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溶液的溫度巧液，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。

『叄』 某實驗活動小組在實驗室進行中和反應反應熱的測定．請回答下列問題：（1）測定中和反應反應熱的實驗裝置

（1）中和熱的測定過程中必須盡可能減少熱量損失，所以在兩個燒杯之間填棄碎泡沫塑料的目的是防止熱量散失，
故答案為：防止熱量散失；
（2）為了保證酸能夠完全被中和，加入的氫氧化鈉溶液應該稍稍過量，原因是H⁺與OH^-相互接觸碰撞才能發生反應，如果用等量的酸、鹼，隨著反應的進行，H⁺與OH^-相互碰撞接觸的機會越來越少，越來越困難，可能有一部分H⁺與OH^-就不能反應，而在一種微粒過量的情況下，則大大增加了另一種微粒完全反應的機會，所以②正確，
故答案為：②；
（3）a．若用量筒量取50mL0.50mol/L的鹽酸時仰視讀數，會導致量取的鹽酸的體積偏大，中和反應放出的水的物質的量偏大，測定的混合液的最高溫度偏大，所以測定的中和熱偏高，故a錯誤；
b．若分多次把（2）中所選試劑倒入盛有鹽酸的小燒杯中，會導致有部分熱量在倒入的過程中散失，使測定的混合液的最高溫度偏低，測定的中和熱偏小，故b正確；
c．若用醋酸代替鹽酸，醋酸為弱電解質，醋酸電離過程中會吸收部分熱量，導致測定的混合液最高溫度偏小，測定的中和熱偏小，故c正確；
故選bc．

『肆』 實驗室利用如圖裝置進行中和熱的測定，請回答下列問題：（1）在操作正確的前提下，提高中和熱測定準確性

（1）在中和反應中，必須確保熱量不散失，故答案為：保溫；
（2）溫度計要測反版應前酸溶液的權溫度，測反應前鹼溶液的溫度，混合反應後測最高溫度一共3次；不同溫度計的誤差不同，故答案為：3；不同意，因為不同溫度計誤差不差；
（3）稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液反應表示中和熱的熱化學方程式：

1

2

H₂SO₄（l）+NaOH（l）=

1

2

Na₂SO₄（l）+H₂O（l）△H=-57.3KJ/mol，故答案為：

1

2

H₂SO₄（l）+NaOH（l）=

1

2

Na₂SO₄（l）+H₂O（l）△H=-57.3KJ/mol；
（4）根據硫酸和氫氧化鈉反應反應迅速劇烈，並且釋放大量熱，一次性快速倒入可以減少熱量散發而引來的誤差，故選：C；
（5）用套在溫度計上的環形玻璃棒輕輕地攪動使硫酸與NaOH溶液混合均勻，故選：D．

『伍』 實驗室利用如圖裝置進行中和熱的測定，請回答下列問題：（1）在操作正確的前提下，提高中和熱測定準確性

（1）在中和反應中，必須確保熱量不散失；
故答案為：保溫；
（2）溫度計要測反應前酸溶液的溫度，測反應前鹼溶液的溫度，混合反應後測最高溫度一共3次；不同溫度計的誤差不同，
故答案為：3；不同意，因為不同溫度計誤差不同；
（3）中和熱的實驗原理：溫度計要測反應前酸溶液的溫度，測反應前鹼溶液的溫度，求出兩者的平均值，混合反應後測最高溫度一共3次，最後求出溫度差，為了減少誤差應重復2-3次，所以表格為：
．

『陸』 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=

0.03mol

0.02L

=1.5mol/L；
故答案為：3：2；1.5．

『柒』 用50ml 0.5mol/L的鹽酸溶液與50ml0.55mol/LNaOH溶液反應進行中和熱測定，回答以下問題：（1）實驗室配置0

配製步驟有計算、稱量、溶解、冷卻、移液、洗滌、定容、搖勻等操作，一般用托盤天平稱量，用葯匙取用葯品，在燒杯中溶解（可用量筒量取水），冷卻後轉移到100ml容量瓶中，並用玻璃棒引流，當加水至液面距離刻度線1～2cm時，改用膠頭滴管滴加，所以需要的儀器為：托盤天平、葯匙、筒量、燒杯、玻璃棒、100ml容量瓶、膠頭滴管，則所需要用到的玻璃儀器除了量筒、燒杯以外，還需要玻璃棒、100ml容量瓶、膠頭滴管；
實驗室配製0.55mol/LNaOH溶液100ml時溶液需要NaOH的質量為：0.1L×0.55mol/L×40g/mol=2.2g，則所需稱量的NaOH的質量為2.2g，
故答案為：玻璃棒；100ml容量瓶、膠頭滴管；2.2g，
（2）A、溶解氫氧化鈉之後立即轉移溶液，溶液冷卻後體積偏小，所以濃度偏大，故A錯誤；
B、轉移之後沒有洗滌燒杯和玻璃棒，溶質的質量偏小，所以濃度偏小，故B正確；
C、稱量氫氧化鈉時砝碼和氫氧化鈉放反了，溶質的質量為1.8g，溶質的質量偏小，所以濃度偏小，故C正確；
D、定容時液面超過刻度線，用膠頭滴管吸出溶液使液面最凹處與刻度線相切，溶質的質量偏小，所以濃度偏小，故D正確；
E、搖勻之後發現液面低於刻度線，再加水至液面最凹處與刻度線相切，溶液的體積偏大，所以濃度偏小，故E正確；
F、定容時俯視液面，溶液的體積偏小，所以濃度偏大，故F錯誤；
故選：BCDE；
（3）用50ml0.5mol/L的鹽酸溶液與50ml0.55mol/LNaOH溶液反應放出的熱量為：Q=△Tcm=3.0°C×4.18J/（g?℃）×100g═1254J=1.254KJ，反應生成的水n（水）=0.05L×0.5mol/L=0.025mol，所以該實驗測得的中和熱為△H=

?1.254KJ

0.025mol

=-50.2KJ/mol，
故答案為：50.2；
（4）濃硫酸稀釋時放熱，溫度升高，測得的中和熱偏小，但中和熱的值會偏大，故答案為：偏大．

『捌』 酸鹼中和反應是中學化學一類重要的反應，某學生實驗小組對課本中的兩個酸鹼中和實驗進行了研究．（1）用

（1）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：環形玻璃攪拌器；
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泡沫塑料的作用是：保溫、隔熱、減少實驗過程中的熱量散失，故答案為：保溫、隔熱、減少實驗過程中的熱量散失；
③醋酸是弱酸，電離過程吸熱，所以用用醋酸代替上述鹽酸實驗，測得反應前後溫度的變化值會減小，中和熱偏大，數值偏小，故答案為：偏低；
（2）①標准NaOH溶液只能存放在鹼式滴定管中，故答案為：b；
③選擇酚酞，觀察到錐形瓶中溶液的顏色由無色變為淺紅色，且半分鍾不褪色，則達到滴定終點，故答案為：觀察到錐形瓶中溶液的顏色由無色變為淺紅色，且半分鍾不褪色；
④三次滴定消耗的體積為：24.02mL，23.96mL，22.52mL，捨去第3組數據，然後求出1、2組平均消耗V（NaOH）=23.99mL，c（待測）=

V(標准)×c(標准)

V(待測)

=

0.100mol/L×23.99mL

25.00mL

=0.096mol/L，故答案為：0.096mol/L；
⑤A．滴定終點讀數時，俯視滴定管的刻度，導致氫氧化鈉溶液體積偏小，所以所測鹽酸濃度偏小，故錯誤；
B．盛裝未知液的錐形瓶用蒸餾水洗過，未用待測液潤洗，待測液的物質的量不變，所用氫氧化鈉溶液體積不變，所測鹽酸濃度不變，故B錯誤；
C．滴定到終點讀數時發現滴定管尖嘴處懸掛一滴溶液，所用氫氧化鈉溶液體積偏大，所測鹽酸濃度偏大，故C正確；
D．未用標准液潤洗鹼式滴定管，氫氧化鈉溶液濃度偏小，所用氫氧化鈉溶液體積偏大，所測鹽酸濃度偏大，故D正確；
E．滴定前錐形瓶用蒸餾水洗凈後未乾燥，待測液的物質的量不變，所用氫氧化鈉溶液體積不變，所測鹽酸濃度不變，故E錯誤；
故選：CD；