中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定是中學(xué)三大定量實(shí)驗(yàn)之一，此定量實(shí)驗(yàn)要求精度高，本文以“知其然”到知其“所以然”為出發(fā)點(diǎn)，細(xì)化相關(guān)環(huán)節(jié)，在簡(jiǎn)陋裝置和操作上提高精度。
一、掌握實(shí)驗(yàn)原理
H+(aq)+OH—(aq)= H2O(l)
1 △H
n(H2O) Q=cm(終止溫度—起始溫度)
ΔH=-
細(xì)說(shuō)：Q:中和反應(yīng)放出的熱量 m:反應(yīng)混合液的質(zhì)量 c：反應(yīng)混合液的比熱容，c=4.18 J/(g·℃)或c=4.18 KJ/(Kg·℃)。
二、確定測(cè)定數(shù)值
依據(jù)Q=(V酸ρ酸+V堿ρ堿)·c·(終止溫度—起始溫度)，實(shí)驗(yàn)需測(cè)量數(shù)據(jù)①已知濃度稀酸和稀堿的體積;②起始酸堿溶液溫度和反應(yīng)后混合溶液最高溫度。
細(xì)說(shuō)：由于是稀溶液，酸、堿溶液的密度近似處理為1 g/cm3;通過(guò)酸或堿的量可以計(jì)算出生成水的物質(zhì)的量;
三、選擇實(shí)驗(yàn)用品
藥品：0.50 mol/L一元酸(鹽酸)、0.55 mol/L一元堿(NaOH溶液)
細(xì)說(shuō)：為了保證0.50 mol/L的鹽酸完全被NaOH中和，采用0.55 mol/L NaOH溶液，使堿稍稍過(guò)量。“不宜”使鹽酸過(guò)量，原因是稀鹽酸比較穩(wěn)定，取50mL、0.50mol·L-1HCl，它的物質(zhì)的量就是0.025mol，而NaOH溶液極易吸收空氣中的CO2，如果恰好取50mL、0.50mol·L-1NaOH，就很難保證有0.025molNaOH參與反應(yīng)去中和0.025mol的HCl。
測(cè)定中和熱的酸堿的濃度大小范圍以在0.10mol·L-1～1.0mol·L-1之間為宜，若強(qiáng)酸強(qiáng)堿溶液的濃度太大，使總過(guò)程放熱，測(cè)得的熱值偏高。若酸堿溶液的濃度太小，中和反應(yīng)放出的熱太少，溫度變化不大，不易測(cè)出。
用量：體積均為50 mL
細(xì)說(shuō)：Q與n(H2O)兩者呈正比關(guān)系，△H與酸堿的用量無(wú)關(guān)。若為了確保NaOH稍稍過(guò)量， “量取51mL(或52mL)0.50mol·L-1NaOH溶液”，只是(V酸ρ酸+V堿ρ堿)再不是100g，而是101g或102g。
儀器：兩個(gè)燒杯(一大500 mL一小100 mL)、兩個(gè)量筒(50 mL)、兩種材料(碎泡沫塑料，泡沫塑料板)、一個(gè)環(huán)形玻璃攪拌棒、一個(gè)溫度計(jì)。
細(xì)說(shuō)：由于制造精確度，用兩個(gè)溫度計(jì)測(cè)同一溶液時(shí)溫度可能不同，采用一個(gè)溫度計(jì)。
環(huán)形玻璃棒，上下移動(dòng)攪拌的面積大、范圍廣，使溶液混合均勻 ，反應(yīng)充分，同時(shí)防止把塑料泡沫板提起 ，不可把環(huán)形玻璃棒移出混合液的液面。若振蕩混合液，一定會(huì)有部分混合液附著在燒杯壁，這樣散失的熱量會(huì)使中和熱的測(cè)定值偏低。
不能用環(huán)形銅絲攪拌棒代替，因?yàn)殂~絲易導(dǎo)熱，使實(shí)驗(yàn)過(guò)程中熱量損失較大。
四、搭建實(shí)驗(yàn)裝置
細(xì)說(shuō)：兩杯口相平，可使蓋板把杯口盡量蓋嚴(yán)，從而減少熱量損失;填碎紙條的作用是為了達(dá)到保溫、隔熱、減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中熱量損失的目的。
若換用隔熱、密封性能更好的裝置(如保溫杯)會(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確。
當(dāng)室溫低于10℃時(shí)進(jìn)行，反應(yīng)體系向環(huán)境散熱比較快，熱量損失大，結(jié)果偏低。
五、了解實(shí)驗(yàn)流程
1.量酸測(cè)溫：用一個(gè)量筒最取50 mL 0.50 mol/L鹽酸，倒入小燒杯中，用溫度計(jì)測(cè)量鹽酸的溫度并記錄，把溫度計(jì)上的酸用水沖洗干凈。
2.量堿測(cè)溫：用另一個(gè)量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，用溫度計(jì)測(cè)量NaOH溶液的溫度并記錄。
3.混液測(cè)溫：套有蓋板的溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒放入小燒杯的鹽酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯(注意不要灑到外面)。用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪動(dòng)溶液，并準(zhǔn)確讀取混合溶液的最高溫度，記為終止溫度。
4.重復(fù)實(shí)驗(yàn)：按步驟1～3再做三次實(shí)驗(yàn)。
細(xì)說(shuō)：溫度計(jì)上的酸需用水沖洗干凈，是原因該溫度計(jì)還要用來(lái)測(cè)堿液的溫度，若不沖洗，溫度計(jì)上的酸會(huì)和堿發(fā)生中和反應(yīng)而使熱量散失;沖洗后的溶液不能倒入小燒杯，若倒入，會(huì)使總?cè)芤旱馁|(zhì)量增加，而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差。
酸、堿混合時(shí)要把量筒中的NaOH溶液，一次倒入小燒杯而不能緩緩倒入，若動(dòng)作遲緩，將會(huì)使熱量損失而使誤差增大。
重復(fù)進(jìn)行三次實(shí)驗(yàn)的目的，多次測(cè)量求平均值可以減少實(shí)驗(yàn)誤差。
多次測(cè)量求平均值可以減少實(shí)驗(yàn)誤差
六、熟悉數(shù)據(jù)處理
1.求溫差： 四組數(shù)據(jù)中溫度差分別為3.3℃、4.1℃、3.2℃、3.1℃，第三組數(shù)據(jù)偏差過(guò)大剔除，求得溫度差平均值3.2℃。
2.求反應(yīng)混合液的質(zhì)量：m =V酸ρ酸+V堿ρ堿 V酸=V堿=50 mL ρ酸=ρ堿=1 g/cm3
m =50 mL×1 g/cm3+50 mL×1 g/cm3=100 g=0.1 Kg
3.求水的物質(zhì)的量：堿過(guò)量用酸計(jì)算，n(H2O)= 0.50 mol/L ×0.050L=0.025mol
4.代入求解：
細(xì)說(shuō)：從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)，從裝置、試劑、操作三個(gè)角度分析數(shù)據(jù)誤差，如①保溫隔熱不到位，致使實(shí)驗(yàn)過(guò)程中熱量損失而導(dǎo)致誤差;②50 mL 0.50 mol/L的鹽酸改為50 mL 0.50 mol/L醋酸，因?yàn)榇姿釣槿蹼娊赓|(zhì)，其電離時(shí)要吸熱，故將使測(cè)得結(jié)果偏小;③量取溶液的體積有誤差;溫度計(jì)的讀數(shù)有誤;測(cè)了酸后的溫度計(jì)未用水清洗而便立即去測(cè)堿的溫度，致使熱量損失而引起誤差;實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有液體灑在外面;混合酸、堿溶液時(shí)，動(dòng)作緩慢，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差。
本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/chuzhong/678195.html
相關(guān)閱讀：初中化學(xué)遷移能力的培養(yǎng)