Question

【題目】（一）實(shí)驗(yàn)室用圖甲裝置制備SO3并測定SO2催化氧化為SO3的轉(zhuǎn)化率。

已知：SO3熔點(diǎn)為16.8℃，沸點(diǎn)為44.8℃，假設(shè)氣體進(jìn)入裝置可以被完全吸收，不考慮空氣的影響。

（1）A中使用濃硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%的原因是___，B中濃H2SO4的作用是___。

（2）當(dāng)實(shí)驗(yàn)停止通入SO2，熄滅酒精燈后，還需要繼續(xù)通一段時間的氧氣，其目的是___。

（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后測得裝置D增加了ag，裝置E中的沉淀洗滌烘干后其質(zhì)量為bg。則E中的沉淀的化學(xué)成分是___（填寫化學(xué)式），本實(shí)驗(yàn)中SO2轉(zhuǎn)化率為___（用代數(shù)式表示，不用化簡）。

（二）SO3溶于濃硫酸后可得到發(fā)煙硫酸，工業(yè)上把干燥的氯化氫氣體通入到發(fā)煙硫酸中可以得到HSO3Cl。HSO3Cl是一種無色液體，沸點(diǎn)為152℃，有強(qiáng)腐蝕性，遇濕空氣產(chǎn)生強(qiáng)烈的白霧。現(xiàn)用圖乙所示的裝置制取HSO3Cl（夾持及加熱裝置略去）。

（1）HSO3Cl遇濕空氣產(chǎn)生強(qiáng)烈的白霧，請結(jié)合用化學(xué)方程式解釋其原因___。

（2）分液漏斗下方接的毛細(xì)管，其作用是___；若不用毛細(xì)管而直接用分液漏斗注入濃鹽酸，可能發(fā)生的現(xiàn)象是___。

（3）裝置F的作用是___。

Answer 1

【答案】硫酸太稀，SO2易溶于水不利于SO2逸出；硫酸太濃，電離出的氫離子濃度減小，反應(yīng)生成SO2速率變小 ①干燥氣體②控制流速，使二氧化硫與氧氣的比例約為2：1③使兩種氣體均勻混合 排盡殘留在裝置中的SO2與SO3，使其被充分吸收，使測得的結(jié)果更準(zhǔn)確 BaSO4 ×100% HSO3Cl+H2O=HCl+H2SO4，HCl氣體在濕空氣中形成鹽酸小液滴 控制濃鹽酸的流量，使其緩慢流入濃硫酸中 液體飛濺（或爆沸） 吸收剩余的氣體②防止空氣中水分進(jìn)入E

【解析】

（一）（1）從SO2的溶解性和制取SO2的反應(yīng)速率方面考慮，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%的濃硫酸與亞硫酸鈉反應(yīng)制取SO2；

（2）保證SO2和SO3的量測定準(zhǔn)確；

（3）裝置D增加的質(zhì)量為ag，即生成SO3的質(zhì)量為ag；裝置E中的SO2與硝酸鋇溶液反應(yīng)生成的白色沉淀為BaSO4，其質(zhì)量為bg，依據(jù)質(zhì)量守恒定律以及轉(zhuǎn)化率= 來計算；

（二）（1）HSO3Cl與濕空氣中的水反應(yīng)產(chǎn)生HCl，HCl氣體在濕空氣中形成鹽酸小液滴；

（2）分液漏斗下方接的毛細(xì)管可控制鹽酸的加入速度，防止鹽酸沸騰飛濺；

（3）裝置F的作用是尾氣處理以及防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入E中。

（一）（1）硫酸太稀，SO2易溶于水不利于SO2逸出；硫酸太濃，電離出的氫離子濃度比較小，反應(yīng)生成SO2速率比較慢；

（2）為確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度，要保證SO2與SO3的量的測定準(zhǔn)確，當(dāng)停止通入SO2，熄滅酒精燈后，需要繼續(xù)通入一段時間O2，可以讓裝置中的SO2和SO3充分被后面的裝置吸收；

（3）裝置D增加的質(zhì)量為ag，即生成SO3的質(zhì)量為ag，n(SO3)==，所以反應(yīng)中被氧化的SO2的物質(zhì)的量為，裝置E中的SO2與硝酸鋇溶液反應(yīng)生成bg白色沉淀為BaSO4，n(BaSO4)= =，根據(jù)S原子守恒，反應(yīng)后剩余SO2的物質(zhì)的量為 ，所以SO2的轉(zhuǎn)化率為：×100% ；

（二）（1）HSO3Cl與濕空氣中的水蒸氣反應(yīng)，生成HCl，HCl氣體在濕空氣中形成鹽酸小液滴，形成白霧，反應(yīng)方程式為HSO3Cl+H2O=HCl+H2SO4；

（2）分液漏斗下方接的毛細(xì)管，其作用是控制鹽酸的加入流量，使產(chǎn)生的HCl氣流速率適當(dāng)穩(wěn)定；若不用毛細(xì)管而直接用分液漏斗注入濃鹽酸，濃硫酸稀釋放熱可能是鹽酸沸騰飛濺；

（3）裝置F的作用是吸收剩余的氣體防止污染環(huán)境，防止空氣中水分進(jìn)入E與HSO3Cl反應(yīng)。