Question

12．實驗小組欲利用氫氧化鈉溶液與硫酸反應探究中和反應過程中的熱量變化．請你參與探究實驗．
（1）實驗小組設計了如下方案：在裝有20 mL10%的NaOH溶液小燒杯中不斷滴加質量分數為90%濃硫酸，邊滴加邊攪拌，并用溫度計測量實驗過程中燒杯內液體溫度的變化情況．請你分析該實驗方案中存在的不足，提出兩點改進措施：將濃硫酸換成稀硫酸、邊滴邊攪拌改為一次性加入或做好保溫措施等．
（2）實驗過程中發生反應的化學方程式是2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O．
（3）如圖為該反應中溫度與滴加的硫酸質量變化關系的理論值和測量值的曲線比較情況．
①圖示說明實驗中測得的中和反應放出的熱量比理論上的值低（填“高”或“低”）；
②請指出造成理論值和測量值差異的一點原因：實驗過程中有部分熱量散失；
③圖中溫度達到最高值后降低的原因是溫度達到最高值后，反應停止，再加稀硫酸相當于對溶液進行稀釋．
（4）實驗小組欲進一步探究影響氫氧化鈉和硫酸反應放熱快慢的因素，你認為有哪些呢？請提出猜想，并證明．
猜想：NaOH濃度
實驗方案：取相同體積不同濃度的NaOH溶液，分別加入相同濃度相同體積的稀硫酸溶液，測量實驗過程中的溫度變化．

Answer 1

分析 （1）根據濃硫酸溶于水會放出熱量以及反應過程中熱量的可能散失來分析；
（2）根據反應的原理以及化學方程式的寫法來分析；
（3）根據圖象進行分析；根據實驗中可能存在的問題來分析；根據溫度降低的原因來分析；
（4）根據可能影響的因素來分析解答．

解答 解：（1）濃硫酸溶于水會放出熱量，會影響實驗結果的測定，再者邊滴邊攪拌的過程中也存在著熱量的散失，所以實驗過程中要將濃硫酸換成稀硫酸、邊滴邊攪拌改為一次性加入、做好保溫措施等．故填：將濃硫酸換成稀硫酸、邊滴邊攪拌改為一次性加入、做好保溫措施等；
（2）氫氧化鈉與硫酸反應生成硫酸鈉和水，故填：2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O；
（3）①由圖象可知，實驗中測得的中和反應放出的熱量比理論上的值低；故填：低；
②在實驗過程中不可避免的存在著熱量的散失，造成了理論值和測量值存在差異；故填：實驗過程中有部分熱量散失；
③中和反應完成后，不再產生熱量，再滴加稀硫酸相當于對溶液進行稀釋，溫度會降低；故填：溫度達到最高值后，反應停止，再加稀硫酸相當于對溶液進行稀釋．
（4）氫氧化鈉溶液的濃度可能會影響反應放熱的快慢，可以設計如下實驗進行驗證：取相同體積不同濃度的NaOH溶液，分別加入相同濃度相同體積的稀硫酸溶液，測量實驗過程中的溫度變化．
故填：猜想：NaOH濃度；
實驗方案：取相同體積不同濃度的NaOH溶液，分別加入相同濃度相同體積的稀硫酸溶液，測量實驗過程中的溫度變化．

點評 本題探究了中和反應中的放熱情況，根據實驗特點進行分析解答．