A. 测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如图所示.(1)写出该反应的中和热的热化学方程式(中和热数值
(1)稀强酸、稀强碱反应生成1mol液态水时放出57.3kJ的热量,稀硫酸和稀氢氧化钠反应的中和热的热化学方程式
H
2SO
4(aq)+NaOH(aq)=
Na
2SO
4(aq)+2H
2O(l)△H=-57.3kJ/mol,
故答案为:
H
2SO
4(aq)+NaOH(aq)=
Na
2SO
4(aq)+2H
2O(l)△H=-57.3kJ/mol,
(2)中和热的实验的关键是保温,所以碎泡沫塑料的作用是保温、隔热,防止中和反应时热量损失,
故答案为:保温、隔热,减少热量损失;
(3)①4次温度差分别为:4.0℃,6.1℃,4.1℃,3.9℃,第2组舍去,温度差平均值=
=4.0℃,
故答案为:4.0;
②a.装置保温、隔热效果差,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,故a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,中和热的数值偏大,故b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,故c正确;
d.温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入稀H
2SO
4测温度,硫酸的起始温度偏高,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,故d正确.
故答案为:acd.
B. 进行中和热的测定的装置如图所示.回答下列问题:(1)从实验装置中尚缺少的一种玻璃用品是______.(2)
(1)根据量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌器,
故答案为:回环形玻答璃搅拌器;
(2)中和热测定实验成败的关键是保温工作,大小烧杯之间填满碎纸条的作用是减少实验过程中的热量损失,
故答案为:减少实验过程中的热量损失;
(3)不盖硬纸板,会有一部分热量散失,温度差减少,测得的中和热数值偏小;
故答案为:偏小;
(4)根据实验结果图2所示内容,可以知道该实验开始时温度一定是低于22℃,
故答案为:低于;
(5)恰好反应时参加反应的盐酸溶液的体积是30mL,由V1+V2=50mL,消耗的氢氧化钠溶液的体积为20mL,所以V1/V2=3/2;设恰好反应时氢氧化钠溶液中溶质的物质的量是n.
HCl+NaOH═NaCl+H2O
11
1.0mol?L-1×0.03L n
则n=1.0mol?L-1×0.03L=0.03mol,
所以浓度C=
=1.5mol/L;
故答案为:3:2;1.5.
C. 关于简易中和热的实验装置的制作
做法 (1)实验用品 大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL) 温度计、量筒(50 mL)两个、泡沫塑料 或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、环形玻璃搅拌棒。 (2)药品:0.5mol/LHCI 0.55 mol/L NaOH (3)大烧杯放碎纸,放上小烧杯,周围隔热材料碎纸, (3)量取50毫升HCI于小烧杯中,测温,记录(4)量取55毫升NaOH,清水冲洗温度计后测温,记录 (5)在小烧杯中,小心注入氢氧化钠溶液,盖板,温度计,环形搅棒搅动,读取最高温度 (6)平行实验三次,计算均值! (7)计算Q=cm△t △H=Q/n (注意计算中单位的换算) 实验原理: Q=mcΔt Q:中和反应放出的热量。 m:反应混合液的质量。 c:反应混合液的比热容。 Δt:反应前后溶液温度的差值。 Q=(V酸ρ酸+V碱ρ碱)·c·(t2-t1) V酸=V碱=50 mL。 c酸=0.50 mol/L c碱=0.55 mol/L ρ酸=ρ碱=1 g/cm3 c=4.18 J/(g·℃) Q=0.418(t2-t1)kJ
D. 中和热测定的装置,每部分作用
1、用量热法测定HCl与NaOH的中和热。
3、了解化学标定法,并掌握其操作。
实验原理Principle
在、溶液足够稀的情况下,1molOH- 与1molH+中和,可放出57.3.kJ的热量。即:
H+(aq)+OH-(aq) =H2O(aq) △rHmθ=-57.3kJ/mol
在水溶液中,强酸和强碱几乎全部离解为H+和OH-,故各种一元强酸和强碱的中和热数值应该是相同的。随着实验温度的变化,中和热数值略有不同,T温度下的中和热可由下式算得:
△rHθm,T=-57.3KJ/mol+0.21T (1)
弱酸(或弱碱)在水溶液中只是部分分离,所以弱酸(或弱碱)与强碱(强酸)发生中和反应,存在弱酸(或弱碱)的电离作用(需吸收热量,即解离热),总的热效应将比强酸强碱中和时的热效应的绝对值要小。两者的差值即为该弱酸(或弱碱)的解离热。
本实验采用化学标定法,即将已知热效应的标准溶液HCl和过量的NaOH溶液放在量热计中反应,使之放出一定热量,根据在体系中实际测得的温度升高值(ΔT),由下式计算出量热计热容C´。
n(HCl)·△rHmθ+(Vρc+C´) ΔT=0 (2)
式中n(HCl)为参加反应溶液的物质的量;V为反应体系中溶液的总体积,单位为L;ρ 为溶液的密度;c 为溶液的比热容,即每千克溶液温度升高1K所吸收的热量,单位为kJ·L-1·kg-1。
一般当溶液的密度不是太大或太小的情况下,溶液的密度与比热容的乘积可视为常数。因此实验中如果控制反应物体积相同,则 (Vρc+C´)亦为一常数,它就是反应体系(包括反应液和量热器)的总热容,以C表示。代入(2)式可得。由C变可方便地在相同条件下,测得任一中和反应的中和热。
仪器和试剂 Apparatus and Reagent
大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)、温度计、量筒(50mL)两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、环形玻璃搅拌棒。
0.50 mol/L 盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液①。实验步骤与实验数据记录和处理
Procere Data Records and Data Processing1.在大烧杯底垫泡沫塑料(或纸条),使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料(或纸条),大烧杯上用泡沫塑料板(或硬纸板)作盖板,在板中间开两个小孔,正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过,以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的,如图所示。该实验也可在保温杯中进行。 2.用一个量筒量取50mL0.50mol/L盐酸,倒入小烧杯中,并用温度计测量盐酸的温度,记入下表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。
3.用另一个量筒量取50mL 0.55 mol/L NaOH溶液,并用温度计测量NaOH溶液的温度,记入下表。
4.把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中,并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯(注意不要洒到外面)。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液,并准确读取混合溶液的最高温度,记为终止温度,记入下表。
5.重复实验两次,取测量所得数据的平均值作为计算依据。
6.根据实验数据计算中和热。为了使计算简便一些,我们近似地认为:
(1)0.50 mol/L盐酸和0.55mol/LNaOH溶液的密度都是1g/cm3,所以50mL 0.50mol/L盐酸的质量m1=50g,50mL 0.55 mol/L NaOH溶液的质量m2=50 g。
(2)中和后生成的溶液的比热容c=4.18 J/(g·℃),由此可以计算出,50mL 0.50 mol/L盐酸与50mL 0.55 mol/L NaOH溶液发生中和反应时放出的热量为:
(m1+m2)·c·(t2-t1)=0.418(t2-t1) kJ
又因 50 mLO.50 mol/L盐酸中含有0.025 mol的 HCl,0.025 mol的HCl与0.025 mol NaOH发生中和反应,生成0.025 molH2O,放出的热量是0.418(t2-t1) kJ,所以,生成1molH2O时放出的热量即中和热为:
注意事项 Attentions
1.作为量热器的仪器装置,其保温隔热的效果一定要好。因此,可以用保温杯来做,也可用块状聚苯乙烯泡沫塑料制成与小烧杯外径相近的绝热外套来做,以保证实验时的保温隔热效果。如果按教材中的方法做,一定要使小烧杯杯口与大烧杯杯口相平,这样可以减少热量损失。
2.盐酸和NaOH溶液浓度的配制须准确,且NaOH溶液的浓度须稍大于盐酸的浓度。为使测得的中和热更准确,所用盐酸和NaOH溶液的浓度宜小不宜大,如果浓度偏大,则溶液中阴、阳离子间的相互牵制作用就大,表观电离度就会减小,这样酸碱中和时产生的热量势必要用去一部分来补偿未电离分子的离解热,造成较大误差(偏低)。
3.宜用有0.1分刻度的温度计,且测量时应尽可能读准,并估读到小数点后第二位。温度计的水银球部分要完全浸没在溶液中,而且要稳定一段时间后再读数,以提高所测温度的精度。
4.实验操作时动作要快,以尽量减少热量的散失。
E. 请问中和热的测定实验中需要用到的仪器除了简易量热计装置还有什么
大小烧杯各一个(小的装待测溶液,大的作为保温容器),碎纸屑或碎泡沫(隔热),泡沫板(隔热),环形玻璃棒(搅拌溶液使其充分反应)
F. Ⅰ.回答下列问题:(1)欲量取20.00mL Na2CO3溶液,应选用的仪器是______.(2)中和热测定的实验中,用
解答:Ⅰ.(1)根据盐类水解的规律,无弱不水解,有弱才水解,越弱越水解,谁强显谁性,Na2CO3为强碱弱酸盐,水解呈碱性,所以用碱式滴定管,
故答案为:碱式滴定管;
(2)中和热测定的实验中,用到的玻璃仪器有烧杯、温度计、搅拌器以及量筒,
故答案为:环形玻璃搅拌棒、量筒;
(3)实验中为准确测定结晶水的值,应分别测定坩埚的质量、坩埚与晶体的总质量,以此测定晶体的质量,然后称量加热后坩埚与固体总质量,之后再加热,至少再称一次以判断晶体是否完全分解,所以至少称量4次,
故答案为:4;
Ⅱ.(1)配制氢氧化铜悬浊液时NaOH一定要过量,否则氢氧化铜受热会分解生成黑色的氧化铜,所以这样的操作确保氢氧化钠过量,氢氧化铜呈悬浊状,
故答案为:确保氢氧化钠过量,氢氧化铜呈悬浊状;
(2)Ⅰ、紧紧围绕“红色”来猜想,因为铜也是红色的,所以红色沉淀可能是Cu、Cu2O或者二者混合物;
【设计方案】:方案1:由于Cu、Cu2O都能与稀硝酸反应,得到蓝色溶液,所以方案1不行;
方案2:Cu2O与稀硫酸反应有Cu生成,有残渣,Cu不与稀硫酸反应有残渣,所以方案2不行;
方案3:铜在空气中灼烧生成CuO,Cu2O在空气中灼烧也生成氧化铜,但两者增加的质量不同.
agCu在空气中灼烧,完全反应后质量变为
ag,agCu
2O在空气中灼烧,完全反应后质量变为
ag,所以ag红色沉淀在空气中灼烧完全反应后,当b为
ag时红色沉淀Cu;当b为
ag,时红色沉淀 Cu
2O;当
a g<b<
a g,时红色沉淀为两者混合物,所以方案3合理,
方案4:取红色固体沉淀装入试管里,加入酸化的硝酸银溶液,铜和稀硝酸反应,铜无法与银离子反应,所以方案4不行;
故答案为:红色沉淀可能是铜或铜与氧化亚铜的混合物(或红色固体中可能含有铜);方案3;
(3)解答此题时,应知道测定的原理;用此装置测定物质组成通常在如下两种途径:
氢气与Cu
2O反应的化学方程式为:Cu
2O+H
2 △ | .
G. 测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如图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℃ 因为第二专组明显误差较大,舍去 所以属 △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. 高中化学中的中和热测量实验装置
(1)实验用品 大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL) 温度计、量筒(50 mL)两个、泡沫回塑料答 或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、环形玻璃搅拌棒。 (2)药品:0.5mol/LHCI 0.55 mol/L NaOH (3)大烧杯放碎纸,放上小烧杯,周围隔热材料碎纸, (3)量取50毫升HCI于小烧杯中,测温,记录(4)量取55毫升NaOH,清水冲洗温度计后测温,记录 (5)在小烧杯中,小心注入氢氧化钠溶液,盖板,温度计,环形搅棒搅动,读取最高温度 (6)平行实验三次,计算均值! (7)计算Q=cm△t △H=Q/n (注意计算中单位的换算) 实验原理: Q=mcΔt Q:中和反应放出的热量。 m:反应混合液的质量。 c:反应混合液的比热容。 Δt:反应前后溶液温度的差值。 Q=(V酸ρ酸+V碱ρ碱)·c·(t2-t1) V酸=V碱=50 mL。 c酸=0.50 mol/L c碱=0.55 mol/L ρ酸=ρ碱=1 g/cm3 c=4.18 J/(g·℃) Q=0.418(t2-t1)kJ
I. 测定中和热的装置. 实验时使用环形玻璃棒搅拌的方法是
上下缓慢提拉
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