Question

已知25℃、101 kPa下，稀的強(qiáng)酸與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的中和熱為57.3 kJ/mol。
（1）寫(xiě)出表示稀硫酸與稀燒堿溶液發(fā)生反應(yīng)的中和熱的熱化學(xué)方程式：                     。
（2）學(xué)生甲用稀硫酸與稀燒堿溶液測(cè)定中和熱裝置如圖。

①實(shí)驗(yàn)時(shí)所需的玻璃儀器除燒杯、量筒外還需：        。
②該裝置中有一處錯(cuò)誤是：                     ，如果用該錯(cuò)誤裝置測(cè)定，結(jié)果會(huì)     （填“偏高”“偏低”“無(wú)影響”）
③如果，該生用50 mL 0.25 mol/L的稀硫酸與50 mL 0.55 mol/L的稀燒堿溶液，他用試劑的用量的理由是：          。在該實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)定某種數(shù)據(jù)，完成一次實(shí)驗(yàn)，需要測(cè)定該數(shù)據(jù)的次數(shù)為    次。
④若反應(yīng)前溶液以及中和后的混合液的密度均設(shè)為 1 g/cm³，混合前酸與堿的溫度均為t₁，混合后溶液的溫度為t₂，比熱容為 4.18 J/(g·℃)。那么該生測(cè)定中和熱：ΔH＝                 。
（3）學(xué)生乙用2 mol/L的硫酸來(lái)測(cè)定與鋅粒和鋅粉反應(yīng)的快慢，設(shè)計(jì)如圖（Ⅰ）裝置：
              
圖Ⅰ                        圖Ⅱ
①該生兩次實(shí)驗(yàn)測(cè)定時(shí)間均設(shè)定為10 min，那么他還要測(cè)定的另一個(gè)數(shù)據(jù)是：
                                            。
②如果將圖Ⅰ裝置中的氣體收集裝置改為圖Ⅱ，實(shí)驗(yàn)完畢待冷卻后，該生準(zhǔn)備讀取滴定管上液面所處的刻度數(shù)，發(fā)現(xiàn)滴定管中液面高于干燥管中液面，應(yīng)先采取的操作是：                                  。
③該實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，你估計(jì)與酸反應(yīng)較快的是       。

Answer 1

（1）1/2H₂SO₄(aq)＋NaOH(aq)＝1/2Na₂SO₄(aq)＋H₂O    ΔH＝－57.3 kJ/mol
（2）① 溫度計(jì)、環(huán)形玻璃攪拌棒
② 未用硬紙板（或塑料板）蓋住燒杯     偏低
③ 保證硫酸完全反應(yīng)    3 
④kJ/mol
（3）①測(cè)定相同條件下氫氣的體積  
②向下移動(dòng)滴定管，直到兩邊液面相平 
③鋅粉

試題分析：（1）中和熱是在一定條件下，稀溶液中，強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)生成1mol水時(shí)所放出的熱量，所以該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是1/2H₂SO₄(aq)＋NaOH(aq)＝1/2Na₂SO₄(aq)＋H₂O    ΔH＝－57.3 kJ/mol。
（2）①由于需要測(cè)量溶液的溫度以及反應(yīng)還需要攪拌，所以還缺少的玻璃儀器有溫度計(jì)、環(huán)形玻璃攪拌棒。
②根據(jù)裝置圖可知實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有用硬紙板（或塑料板）蓋住燒杯，這樣就會(huì)導(dǎo)致熱量的損失，實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果會(huì)偏低。
③氫氧化鈉過(guò)量可以保證硫酸完全反應(yīng)，從而減少實(shí)驗(yàn)誤差。實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的數(shù)據(jù)是溶液的溫度，因此至少需要測(cè)量3次，即反應(yīng)前酸和堿的溶液溫度，以及反應(yīng)后溶液的溫度。
④溶液的質(zhì)量是100g，反應(yīng)中放出的熱量是100×4.18×（t₂－t₁）J＝0.418（t₂－t₁）kJ。由于反應(yīng)中有0.025mol的水生成，所以中和熱＝kJ/mol。
（3）①要比較反應(yīng)速率的大小，除了測(cè)量時(shí)間外，還需要測(cè)定相同條件下生成氫氣的體積。
②由于氣體的體積受溫度和壓強(qiáng)的影響，所以必須保證氣體的壓強(qiáng)和大氣壓是相同的，因此正確的操作是向下移動(dòng)滴定管，直到兩邊液面相平。
③由于鋅粉的表面積大，反應(yīng)速率快，即反應(yīng)速率較快的是鋅粉。
點(diǎn)評(píng)：化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，所以有化學(xué)實(shí)驗(yàn)即科學(xué)探究之說(shuō)法。化學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合性強(qiáng)，理論和實(shí)踐的聯(lián)系緊密，有的還提供一些新的信息，要求學(xué)生必須扎實(shí)的基礎(chǔ)，并且通過(guò)進(jìn)行知識(shí)的類比、遷移、重組，全面細(xì)致的思考才能正確解答。