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这个热化学方程式是表示:在标准状态、298.15R时,发生了一个单位的反应,即1mol 的Zn与1mol的CuSO,发生置换反应生成lmol的ZnSO,和1mdl的Cu,所以其单位为 。此时的化学反应的培变 △rHm(298.15)称为298.15K 时的标准摩尔 在实验中,若已知溶液的比热容、溶液的密度、浓度,实验中所取溶液的体积和反应过 程中(反应前和反应后)溶液温度的变化,便可求得上述化学反应的摩尔焓变。 三、仪器与试剂 天平1合。热哭 1台,精密温度计(5~+50°C,110C刻度)1支,移液管(50cm) 洗耳球1只,移液管架1只。 武剂:Zn粉(分析纯级武剂),CuS0(0.2000mol·dm) 性1 其它:称量纸。 〔注1】CuSO.0.2000mol·dm)溶液的配制与标定: ①取比所需量稍多的分析纯级CSO, F一干净的研体中研细后,倒入称量瓶或 蒸发皿中, ℃的温度下烘1一2h 取出,冷至室 温,放入干燥器中备用。 ②在电光天平上准确称取研细,烘干的CuS0,·5H,0晶体49.936g于一只250cm'的烧杯 中,加入约150cm的去离子水,用玻棒搅动使其完全溶解,再将该溶液倾入1000cm'容量 瓶中,用去离子水将玻棒及烧杯漂洗2~3次,洗涤浓全部注入容量瓶中,最后用去离子水稀 到刻度,摇匀 ③取该CuS0,溶液25.00cm于250cm维形瓶中,将pH调到5.0,加入NH·0-NHC 缓冲溶液10cm,加入PAR指示剂2)810滴,次甲基兰指示剂4~5滴,摇匀,立即用 EDTA标准溶液滴定到溶液由紫红色转为黄绿色时为止。 (注2)PR指示剂,其化学名称为4-(2-此啶偶氮)间苯二酚,其结构式为: 四、实验内容 (1)本实验所用的量热器是用市售的家用小保温瓶加以改制而成的 用前先用自米水、蒸篇水依次冲洗干净后,到置保温瓶,将瓶内水倒净。 (2)用台天平称取Zn粉3.5g。 (3)用50cm3移液管准确移取20000cm3CuSO4(0.2000mol·dm溶液,注入已经洗净的量 热器中,盖紧盖子,并在盖中央插入一支110℃刻度的精密温度计。 4)双手扶正、 捉稳量热器的外壳 不断地摇动,每隔0 5min记录一次温度数值,直至量热 器内CSO,溶液与量热器温度达到平衡而温度计指示的数值保持恒定不变时为止。(一般约 3~5min) (5)启开量热器的盖子,迅速向CuSO4溶液中加入预先称量好的Z粉3.5g立即盖紧量热器 盖,剧烈平稳地摇动量热器,同时每隔0.5min记录一次温度计的指示数值,这样记录到温 度上升至最高位置,仍连续进行测定记录,直到温度下降或不变后,再测定记录3m,测 定方可终止。 五、实验数据的记录与处理 ()反应时间与温度的变化(每0.5min记录一次): 硫酸铜溶液的浓度(mol·dm,密度(g·cm3),实验时室温(℃) (2以反应 ——外推 法求出反应前后温度的变化△T值。 反应时间温度变化的关系 (3)从图中找出反应前后温度变化△T值,再根据公式△rHm{(273.15+t)K}=△Te·pV· 这个热化学方程式是表示:在标准状态、298.15K 时,发生了一个单位的反应,即 1mol 的 Zn 与 1mol 的 CuSO4 发生置换反应生成 1mol 的 ZnSO4 和 1mol 的 Cu,所以其单位为 KJ·mol-1 。此时的化学反应的焓变 ΔrHm(298.15K )称为 298.15K 时的标准摩尔 焓变。 在实验中,若已知溶液的比热容、溶液的密度、浓度,实验中所取溶液的体积和反应过 程中(反应前和反应后)溶液温度的变化,便可求得上述化学反应的摩尔焓变。 三、仪器与试剂 仪器:天平 1 台,量热器 1 台,精密温度计(-5~+50oC,1/10oC 刻度)1 支,移液管(50cm3 )1 支,洗耳球 1 只,移液管架 1 只。 试剂:Zn 粉(分析纯级试剂),CuSO4(0.2000mol·dm-3 ) 〔注 1〕 其它:称量纸。 〔注 1〕 CuSO4(0.2000mol·dm-3 )溶液的配制与标定; ①取比所需量稍多的分析纯级 CuSO4·5H2O 晶体于一干净的研钵中研细后,倒入称量瓶或 蒸发皿中,再放入电热恒温干燥箱中,在低于 60 ℃ 的温度下烘 1~2h,取出,冷至室 温,放入干燥器中备用。 ②在电光天平上准确称取研细,烘干的 CuSO4·5H2O 晶体 49.936g 于一只 250cm3 的烧杯 中,加入约 150cm3 的去离子水,用玻棒搅动使其完全溶解,再将该溶液倾入 1000cm3 容量 瓶中,用去离子水将玻棒及烧杯漂洗 2~3 次,洗涤浓全部注入容量瓶中,最后用去离子水稀 释到刻度,摇匀。 ③取该 CuSO4 溶液 25.00cm3 于 250cm3 锥形瓶中,将 pH 调到 5.0,加入 NH3·H2O-NH4Cl 缓冲溶液 10cm3,加入 PAR 指示剂〔注 2〕 8~10 滴,次甲基兰指示剂 4~5 滴,摇匀,立即用 EDTA 标准溶液滴定到溶液由紫红色转为黄绿色时为止。 〔注 2〕 PAR 指示剂,其化学名称为 4-(2-吡啶偶氮)间苯二酚,其结构式为: 四、实验内容 (1)本实验所用的量热器是用市售的家用小保温瓶加以改制而成的。 用前先用自来水、蒸馏水依次冲洗干净后,倒置保温瓶,将瓶内水倒净。 (2)用台天平称取 Zn 粉 3.5g。 (3)用 50cm3 移液管准确移取 200.00cm3CuSO4(0.2000mol·dm-3 )溶液,注入已经洗净的量 热器中,盖紧盖子,并在盖中央插入一支 1/10℃刻度的精密温度计。 (4)双手扶正、握稳量热器的外壳,不断地摇动,每隔 0.5min 记录一次温度数值,直至量热 器内 CuSO4 溶液与量热器温度达到平衡而温度计指示的数值保持恒定不变时为止。(一般约 3~5min) (5)启开量热器的盖子,迅速向 CuSO4 溶液中加入预先称量好的 Zn 粉 3.5g 立即盖紧量热器 盖,剧烈平稳地摇动量热器,同时每隔 0.5min 记录一次温度计的指示数值,这样记录到温 度上升至最高位置,仍连续进行测定记录,直到温度下降或不变后,再测定记录 3min,测 定方可终止。 五、实验数据的记录与处理 (1)反应时间与温度的变化(每 0.5min 记录一次): 硫酸铜溶液的浓度( mol·dm-3 ),密度( g·cm-3 ),实验时室温(℃)。 反应进行的时间 t/min 温度计指示值 t/ ℃ 温度 T/(273.15+t)K (2)以反应时间 t(min)为横轴,温度 T 为纵轴,用坐标纸作图并按该图所示的方法——外推 法求出反应前后温度的变化ΔT 值。 反应时间温度变化的关系 (3)从图中找出反应前后温度变化ΔT 值,再根据公式ΔrHm{(273.15+t)K}=-ΔT·c·ρ·V·
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