感受化学反应中的能量变化.docVIP

感受物质变化中的能量转换 任务情境 在物理变化和化学变化过程中常伴随有能量的变化。例如：水蒸气转化为液态水时会放出热量；氯化铵固体溶解时会吸收热量；氢气在氧气中燃烧放出热量。 人类很早就懂得了利用物质变化过程中的能量变化。例如人类祖先最初用火来取暖、烧烤食物，后来又用火来烧制陶器、炼铜、炼铁等。现代社会，对能量的利用更是体现在人们生活的方方面面。如果没有这种物质变化过程中产生的能量变化以及人们对能量的利用，就不可能有今天的现代文明。 实验原理 在实验室里我们可以通过触摸或者通过观察实验现象来感受这种能量变化。例如：在稀释浓硫酸的过程中，用手接触烧杯壁，感到烧杯壁发烫，说明浓硫酸稀释放热；在做“钠和水的反应”时，观察到钠熔成一个小球，这一现象可以说明该反应放热。温度计或温度传感器是定量测定温度的仪器，通过测量物质变化前后的温度，从而可以判断物质变化过程中的能量转换情况。 实验目的 1．2．·L-1 CuSO4溶液、柠檬酸固体、NH4HCO3固体、CuSO4?5H2O固体、Na2S2O3·5H2O固体、浓氨水、NaOH固体、稀硫酸、Ba(OH)2固体、NH4Cl固体 仪器：温度传感器、数据采集器、磁力搅拌器、计算机、烧杯、量筒、100mL锥形瓶、玻璃导管、鼓气球、铁架台、玻璃棒、坩埚、试管、酒精灯 实验步骤 实验一．锌粉与硫酸铜溶液反应 1．按右下图组装实验装置并依次连接温度传感器、数据采集器计算机。2．单击数据采集器的开机按钮，打开数据采集器。打开“探世界”综合理科实验室系统软件，点击主工具栏内的“设置向导”图标，按照如下指标设置数据采集器（也可以在文件列表中点击“采集器”，然后选择“设置采集器”）： 输入1：温度（计算机自动识别） 采集速率：每秒1次 采集时间：继续（即手动控制采样何时结束） 我们也可以用数据采集器进行设置，方法如下：打开数据采集器，点击前进按钮，选择设置按钮“Setup the logger（设置采集器）”，点击执行按钮进行设置。（使用按钮或对每一选项的指标进行设置，使用按钮切换不同的选项。） 3．向100 mL烧杯中加入0.2 ·L-1的CuSO4溶液50 mL，把烧杯放在磁力搅拌器上，插入温度传感器。 磁力搅拌器在左侧的工具栏内按钮 5．待传感器稳定后，烧杯中迅速加入1.5 g锌粉。温度的变化直到温度不再上升时 在“探世界”综合理科实验室系统的图形工具栏里点击“显示图形标签”，会有一个十字符号出现在得到的数据图上，用鼠标拖动（或用方向键移动）十字符号，可以读出某一时刻的温度值。 实验现象： 。 实验二．碳酸氢铵与柠檬酸反应 向50 mL小烧杯中加入5 g柠檬酸固体，插入温度传感器，启动数据采集，待读数稳定后，向小烧杯中迅速倒入5 g碳酸氢铵固体，并用玻璃棒搅拌。实验完毕后，读出并记录反应的初始温度和终止温度。保存实验数据。 实验三．无水硫酸铜的水化热 1．无水硫酸铜的制备：将5 g CuSO4·5H2O固体研成粉末，然后将其转移至坩埚中用酒精灯加热，并用玻璃棒不断搅拌。当蓝色的CuSO4·5H2O固体完全变为白色时停止加热，置于干燥、密闭容器内冷却待用。 2．待白色的无水CuSO4冷却后，取出2 g左右加入到一只干燥的小试管中。将试管垂直固定在铁架台上，把温度传感器插入到固体中（如下图所示）。 3．启动数据采集，待读数稳定后，用滴管向试管中逐滴加入5～6滴水，注意观察实验现象以及温度传感器的读数变化。 4．当温度传感器的读数不再上升时，停止数据采集。用手触摸试管底部，感受温度变化。读出并记录反应的初始温度和终止温度。保存实验数据。 实验四．硫代硫酸钠的结晶热 1．在一只大试管中加入约20 g Na2S2O3·5H2O固体，将试管垂直固定于铁架台上。将温度传感器插入到固体中，启动数据采集。 2．待读数稳定后，用酒精灯加热试管，当温度传感器测得的温度达到70℃左右时，试管中硫代硫酸钠全部溶于其所含的结晶水中。停止加热。让试管在空气中静置，缓慢冷却。 3．当液体温度降至35℃时，向试管中投入一粒Na2S2O3·5H2O固体。观察实验现象以及温度传感器测得的数据。 4．当温度不再上升时，停止数据采集。读出并记录硫代硫酸钠结晶过程的初始温度和终止温度。保存实验数据。 实验五．浓氨水的汽化热 1．按照右图连接实验装置。 2．向锥形瓶中注入约50 mL浓氨水，塞上三孔橡胶塞（分别插温度传