Question

已知25℃、101 kPa下，稀的強酸與強堿溶液反應的中和熱為57.3 kJ/mol。
（1）寫出表示稀硫酸與稀燒堿溶液發生反應的中和熱的熱化學方程式：                     。
（2）學生甲用稀硫酸與稀燒堿溶液測定中和熱裝置如圖。

①實驗時所需的玻璃儀器除燒杯、量筒外還需：        。
②該裝置中有一處錯誤是：                     ，如果用該錯誤裝置測定，結果會     （填“偏高”“偏低”“無影響”）
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：          。在該實驗中需要測定某種數據，完成一次實驗，需要測定該數據的次數為    次。
④若反應前溶液以及中和后的混合液的密度均設為 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·℃)。那么該生測定中和熱：ΔH＝                 。
（3）學生乙用2 mol/L的硫酸來測定與鋅粒和鋅粉反應的快慢，設計如圖（Ⅰ）裝置：
              
圖Ⅰ                        圖Ⅱ
①該生兩次實驗測定時間均設定為10 min，那么他還要測定的另一個數據是：
                                            。
②如果將圖Ⅰ裝置中的氣體收集裝置改為圖Ⅱ，實驗完畢待冷卻后，該生準備讀取滴定管上液面所處的刻度數，發現滴定管中液面高于干燥管中液面，應先采取的操作是：                                  。
③該實驗結果中，你估計與酸反應較快的是       。

Answer 1

（1）1/2H₂SO₄(aq)＋NaOH(aq)＝1/2Na₂SO₄(aq)＋H₂O    ΔH＝－57.3 kJ/mol
（2）① 溫度計、環形玻璃攪拌棒
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    3 
④kJ/mol
（3）①測定相同條件下氫氣的體積  
②向下移動滴定管，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，強酸和強堿反應生成1mol水時所放出的熱量，所以該反應的熱化學方程式是1/2H₂SO₄(aq)＋NaOH(aq)＝1/2Na₂SO₄(aq)＋H₂O    ΔH＝－57.3 kJ/mol。
（2）①由于需要測量溶液的溫度以及反應還需要攪拌，所以還缺少的玻璃儀器有溫度計、環形玻璃攪拌棒。
②根據裝置圖可知實驗中沒有用硬紙板（或塑料板）蓋住燒杯，這樣就會導致熱量的損失，實驗測定結果會偏低。
③氫氧化鈉過量可以保證硫酸完全反應，從而減少實驗誤差。實驗中需要測量的數據是溶液的溫度，因此至少需要測量3次，即反應前酸和堿的溶液溫度，以及反應后溶液的溫度。
④溶液的質量是100g，反應中放出的熱量是100×4.18×（t₂－t₁）J＝0.418（t₂－t₁）kJ。由于反應中有0.025mol的水生成，所以中和熱＝kJ/mol。
（3）①要比較反應速率的大小，除了測量時間外，還需要測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的影響，所以必須保證氣體的壓強和大氣壓是相同的，因此正確的操作是向下移動滴定管，直到兩邊液面相平。
③由于鋅粉的表面積大，反應速率快，即反應速率較快的是鋅粉。
點評：化學是一門以實驗為基礎的學科，所以有化學實驗即科學探究之說法。化學實驗綜合性強，理論和實踐的聯系緊密，有的還提供一些新的信息，要求學生必須扎實的基礎，并且通過進行知識的類比、遷移、重組，全面細致的思考才能正確解答。