Question

5．某實驗小組的同學用0.5mol/L的NaOH溶液與0.5mol/L的H₂SO₄溶液進行中和熱 的測定實驗及中和滴定實驗．
I．配制溶液（以NaOH溶液為例）
（1）實驗需要0.5mol/L NaOH溶液245mL，則至少需要NaOH固體5.0g．
（2）配制NaOH溶液過程中，一定需要下列儀器中的填寫儀器的標號）如圖21

II．測定NaOH溶液與稀 H₂SO₄反應的中和熱 取50mLNaOH溶液與30mL  H₂SO₄溶液進行實驗，測得數據如表：

	起始溫度/℃			終止溫度/℃	溫度差/℃
	H2SO4溶液	NaOH溶液	平均值
1	25.0	24.5	24.75	29.3	4.55
2	24.5	24.2	24.35	28.3	3.95
3	25.0	24.5	24.75	28.7	3.95

（3）如果將0.5mol/LNaOH溶液和0.5mol/LH₂SO₄溶液的密度都看成1g/cm³，中和后生成的溶液的比熱容c=4.18J•g-1•℃^-1．則中和熱△H=-52.8KJ/mol．
（4）上述實驗計算結果與一57.3kJ/mol存在偏差的原因可能是ACD（填序號）
A．實驗裝置保溫、隔熱效果差
B量取NaOH溶液體積時仰視讀數
C．分多次將NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中
D．用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后，直接測定H₂S0₄溶液的溫度
III．向25mLNaOH溶液中逐滴加入0.2mol/LCH₃COOH溶液，滴定曲線如圖所示：
（5）寫出NaOH溶液與CH3COOH溶液反應的離子方程式CH₃COOH+OH^-=CH₃COO^-+H₂O．
（6）該NaOH溶液的物質的量濃度為0.1mol/L．
（7）當滴加CH₃COOH溶液至D點時，所得混合溶 液中各離子濃度的大小為c（CH₃COO^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．

Answer 1

分析 （1）根據公式m=nM=cVM來計算氫氧化鈉的質量，但是沒有245mL的容量瓶；
（2）依據配制一定物質的量濃度溶液一般步驟選擇需要儀器；
（3）先判斷溫度差的有效性，然后求出溫度差平均值；
先根據Q=m•c•△T計算反應放出的熱量，然后根據△H=-$\frac{Q}{n}$kJ/mol計算出反應熱；
（4）A．實驗裝置保溫、隔熱效果必須好；
B．量取NaOH溶液的體積時視線要和凹液面相平；
C．允許分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中；
D．用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后，要將溫度計回零直再測定H₂SO₄溶液的溫度；
（5）二者反應生成醋酸鈉和水；
（6）依據未加入醋酸時氫氧化鈉溶液pH值計算氫氧化鈉物質的量濃度；
（7）D點醋酸應稍過量，且c（OH^-）=c（H⁺），注意根據電荷守恒思想來比較離子濃度大小．

解答 解：（1）沒有245mL的容量瓶，所以用250mL的容量瓶，需要稱量NaOH固體m=nM=cVM=0.5mol/L×0.25L×40g/mol=5.0g，
故答案為：5.0；
（2）配制一定物質的量濃度溶液一般步驟為：計算、稱量、溶解、冷卻、移液、洗滌、定容、搖勻、裝瓶等，用到的儀器有：托盤天平、藥匙、燒杯、筒量、玻璃棒、容量瓶、膠頭滴管，配制245mL溶液，應選擇250mL容量瓶；
故選：ACE；
（3）3次溫度差分別為：4.55℃，3.95℃，3.95℃，第一組數據誤差較大舍棄，2組數據都有效，溫度差平均值=3.95℃，
50mL0.5mol/L的NaOH溶液與30mL0.5mol/L的H₂SO₄溶液反應，硫酸過量，依據氫氧化鈉的量計算生成水的物質的量為：0.05L×0.5mol/L=0.025mol；溶液的質量為80g，
則生成0.025mol水放出的熱量為Q=m•c•△T=80g×4.18J/（g•℃）×3.95℃=1320.88J，即1.321KJ，
所以實驗測得的中和熱△H=-$\frac{1.321KJ}{0.025mol}$=-52.8KJ/mol；
故答案為：-52.8KJ/mol；
（4）A．裝置保溫、隔熱效果差，測得的熱量偏小，中和熱的數值偏小，故A選；
B．量取NaOH溶液的體積時仰視讀數，會導致所量的氫氧化鈉體積偏大，放出的熱量偏高，中和熱的數值偏大，故B不選；
C．盡量一次快速將NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中，不允許分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中，否則部分熱量散失，中和熱數值偏小，故C選；
D．溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接插入稀H₂SO₄測溫度，硫酸的起始溫度偏高，測得的熱量偏小，中和熱的數值偏小，故D選；
故選：ACD；
（5）NaOH溶液與CH3COOH溶液反應生成醋酸鈉和水，離子方程式：CH₃COOH+OH^-=CH₃COO^-+H₂O；
故答案為：CH₃COOH+OH^-=CH₃COO^-+H₂O；
（6）依據圖象可知，未加入醋酸時，氫氧化鈉溶液pH值為13，則氫離子濃度為10^-13mol/L，氫氧根離子濃度為$\frac{10{\;}^{-14}}{10{\;}^{-13}}$=0.1mol/L；
故答案為：0.1mol/L；
（7）在D點時，醋酸剩余，溶液顯酸性，故有c（OH^-）＜c（H⁺），根據電荷守恒：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（CH₃COO^-）+c（OH^-），故c（Na⁺）＜c（CH₃COO^-），所以溶液中離子濃度大小關系為：c（CH₃COO^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
故答案為：c（CH₃COO^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；

點評 本題考查熱化學方程式以及反應熱的計算，酸堿混合后的定性判斷及溶液中離子濃度大小比較，題目難度大，注意理解中和熱的概念、把握熱化學方程式的書寫方法，以及測定反應熱的誤差等問題，注意電荷守恒、物料守恒等比較溶液中離子濃度大小，試題培養(yǎng)了學生靈活應用的所學知識的能力．