Question

【題目】I.50 mL 1.0mol·L－1鹽酸跟50 mL 1.1 mol·L－1氫氧化鈉溶液在圖所示裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)，并通過(guò)測(cè)定反應(yīng)過(guò)程中所放出的熱量來(lái)計(jì)算中和熱。試回答下列問(wèn)題：

（1）__（填“能”或“不能”）將環(huán)形玻璃攪拌棒改為環(huán)形金屬（如銅）棒。

（2）大燒杯上如不蓋硬紙板，對(duì)求得中和熱數(shù)值的影響是__（填“偏高”“偏低”或“無(wú)影響”）。

（3）如果改用60 mL 1.0 mol·L－1鹽酸跟50 mL 1.1 mol·L－1氫氧化鈉溶液進(jìn)行反應(yīng)，則與上述實(shí)驗(yàn)相比，所放熱量__（填“增加”“減少”或“不變”）；所求中和熱數(shù)值__（填“增加”“減少”或“不變”）。

（4）__（填“能”或“不能”）用Ba（OH）2和硫酸代替鹽酸和氫氧化鈉溶液。

（5）Q=cmΔt，其中Q表示此中和反應(yīng)放出的熱量，m表示反應(yīng)后混合液的質(zhì)量，c表示反應(yīng)后混合溶液的比熱容，Δt表示反應(yīng)前后溶液的溫度的差值。該實(shí)驗(yàn)小組做了三次實(shí)驗(yàn)，每次取溶液各50 mL，并記錄如下原始數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	起始溫度t1/℃	終止溫度t2/℃	溫差（t2－t1）/℃
1	25.0	32.6
2	25.1	31.8
3	25.1	31.9

已知鹽酸、NaOH溶液密度近似為1.00 g·cm－3，中和后混合液的比熱容c=4.18410﹣3kJ·g－1·℃－1則該反應(yīng)的中和熱為ΔH=__（保留小數(shù)點(diǎn)后一位）。

（6）上述實(shí)驗(yàn)數(shù)值結(jié)果與57.3 kJ·mol－1有偏差，產(chǎn)生偏差的原因可能是__（填字母）。

a．實(shí)驗(yàn)裝置保溫、隔熱效果差

b．量取NaOH溶液的體積時(shí)仰視讀數(shù)

c．分多次把NaOH溶液倒入盛有鹽酸的小燒杯中

d．用溫度計(jì)測(cè)定NaOH溶液起始溫度后直接測(cè)定HCl溶液的溫度

II. 草酸與高錳酸鉀在酸性條件下能夠發(fā)生反應(yīng)：

現(xiàn)用 0.1 mol/L KMnO4酸性溶液與0.5 mol/L H2C2O4溶液，研究不同條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。實(shí)驗(yàn)過(guò)程的數(shù)據(jù)記錄如下(見(jiàn)表格)，請(qǐng)結(jié)合表中信息，回答有關(guān)問(wèn)題：

實(shí)驗(yàn) 序號(hào)	反應(yīng)溫度/℃	參加反應(yīng)的物質(zhì)
		KMnO4（H2SO4）		H2C2O4		H2O	MnSO4
		V/mL	c/mol·L－1	V/mL	c/mol·L－1	V/mL	G
A	20	10	0.1	10	0.5	0	0
B	20	10	0.1	6	0.5	V1	0
C	20	10	0.1	10	0.5	0	1
D	50	10	0.1	6	0.5	0	0
E	40	10	0.1	10	0.5	0	0

（1）寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________；

（2）如果研究催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，使用實(shí)驗(yàn)________和________(用A～E表示，下同)；

（3）如果研究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，使用實(shí)驗(yàn)________和________；

（4）實(shí)驗(yàn)A和B，可以研究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，則V1 =_____；

（5）A、B、C三組實(shí)驗(yàn)比較，溶液褪色所用的時(shí)間最長(zhǎng)的是__________組實(shí)驗(yàn)。

Answer 1

【答案】不能 偏低 增加 不變 不能 －56.5kJ∕mol acd 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4==K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O A C A E 4 B

【解析】

I.（1）中和熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵是防止熱量損失；

（2）不蓋硬紙板，會(huì)有一部分熱量散失；

（3）反應(yīng)放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關(guān)，中和熱是稀強(qiáng)酸與稀強(qiáng)堿生成1mol水放出的熱量；

（4）氫氧化鋇與硫酸反應(yīng)生成了硫酸鋇沉淀，生成沉淀的過(guò)程中會(huì)有熱量變化；

（5）先判斷三次反應(yīng)溫度差的有效性，然后求出平均值，根據(jù)公式Q=cm△T來(lái)求出生成0.05mol的水放出熱量，最后根據(jù)中和熱的概念求出中和熱；

（6）56.5<57.3，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)過(guò)程中熱量有損失；

II. （1）KMnO4酸性溶液與H2C2O4溶液在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸鉀、硫酸錳、二氧化碳；

（2）根據(jù)控制變量法分析（2）（3）（4）；

（5）根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素分析；

I.（1）中和熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵是防止熱量損失，金屬銅的導(dǎo)熱效果好于環(huán)形玻璃攪拌棒，所以不能將環(huán)形玻璃攪拌棒改為環(huán)形金屬（如銅）棒；

（2）大燒杯上如不蓋硬紙板，會(huì)有一部分熱量散失，求得的中和熱數(shù)值將會(huì)偏低；

（3）50mL 1.0molL-1鹽酸跟50mL 1.1molL-1氫氧化鈉溶液進(jìn)行反應(yīng)，生成水的量為0.050mol，改用60mL 1.0molL-1鹽酸跟50mL 1.1molL-1氫氧化鈉溶液進(jìn)行反應(yīng)，生成0.055molH2O，生成水的量增多，所放出的熱量增加，但是中和熱是強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)生成1mol水時(shí)放出的熱，與酸堿的用量無(wú)關(guān)，所求中和熱數(shù)值不變；

（4）硫酸與Ba（OH）2溶液反應(yīng)除了生成水外，還生成了BaSO4沉淀，生成硫酸鋇的過(guò)程放熱，所以不能用Ba（OH）2溶液和硫酸代替NaOH溶液和鹽酸測(cè)中和熱；

（5）3次反應(yīng)前后溫度差分別為：7.6℃、6.7℃、6.8℃，第一組舍去，平均值為6.75℃，50mL1.0mol/L鹽酸跟50mL1.1mol/L氫氧化鈉溶液的質(zhì)量和m=100mL×1g/mL=100g，c=4.18J/（g℃），代入公式Q=cm△T得生成0.05mol的水放出熱量Q=4.184J/（g℃）×100g×6.75℃=2.8224kJ，即生成0.05mol的水放出熱量2.8224kJ，所以生成1mol的水放出熱量為2.8224kJ×20=56.5kJ，即該實(shí)驗(yàn)測(cè)得的中和熱△H=-56.5kJ/mol；

（7）a．裝置保溫、隔熱效果差，熱量損失大，測(cè)得的熱量偏小，中和熱的數(shù)值偏小，故選a；
b．量取NaOH溶液的體積時(shí)仰視讀數(shù)，會(huì)導(dǎo)致所量的氫氧化鈉體積偏大，放出的熱量偏高，中和熱的數(shù)值偏大，故不選b；
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有鹽酸的小燒杯中，熱量損失大，測(cè)得的熱量偏小，中和熱的數(shù)值偏小，故選c；
d．用溫度計(jì)測(cè)定NaOH溶液起始溫度后直接測(cè)定HCl溶液的溫度，HCl溶液的起始溫度偏高，測(cè)得的熱量偏小，中和熱的數(shù)值偏小，故選d。

II. （1）KMnO4酸性溶液與H2C2O4溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸鉀、硫酸錳、二氧化碳，反應(yīng)的方程式是2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4==K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O；

（2）實(shí)驗(yàn)A和C中KMnO4、H2C2O4、硫酸濃度相同、溫度相同，只有催化劑不同，所以實(shí)驗(yàn)A和C探究的是催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響；

（3）研究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，應(yīng)保證除溫度外的其它變量都相同，實(shí)驗(yàn)A、E,只有溫度不同，所以如果研究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，使用實(shí)驗(yàn)A和E；

（3）實(shí)驗(yàn)A和B，草酸的體積不同，可研究草酸濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響，根據(jù)控制變量法，B加少量蒸餾水確保兩實(shí)驗(yàn)中總體積相等，所以V1 =4 mL；

（5）A、C相比，C使用催化劑，反應(yīng)速率A<C；A、B相比，A中草酸的濃度大于B，反應(yīng)速率A＞B，B反應(yīng)速率最慢，溶液褪色所用的時(shí)間最長(zhǎng)的是B組實(shí)驗(yàn)。