Question

用下圖裝置可以進行測定SO₂轉(zhuǎn)化成SO₃的轉(zhuǎn)化率的實驗．已知SO₃的熔點是16.8℃，沸點是44.8℃．已知發(fā)生裝置中所涉及反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na₂SO₃（s）+H₂SO₄（85%）→Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑

（1）根據(jù)實驗需要，應(yīng)該在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ處連接合適的裝置．請從下圖A～E裝置中選擇最適合裝置并將其序號填入下面的空格中．
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ處連接的裝置分別是

 

、

 

、

 

．

（2）從乙處均勻通入O₂，為使SO₂有較高的轉(zhuǎn)化率，實驗中在：①加熱催化劑；②滴加濃硫酸的順序中，應(yīng)采取的操作是先

 

后

 

（填編號）．在制取SO₃的過程中，若溫度過高，SO₂的轉(zhuǎn)化率會

 

（填“升高”、“不變”或“降低”）．
（3）有一小組在實驗中發(fā)現(xiàn)，SO₂氣體產(chǎn)生緩慢，以致后續(xù)實驗現(xiàn)象不明顯，但又不存在氣密性問題，請你根據(jù)以下推測的原因說明相應(yīng)的驗證方法．
①Na₂SO₃已變質(zhì)．驗證方法

 

．
②甲中用稀H₂SO₄代替濃H₂SO₄．驗證方法

 

．
（4）用a mol Na₂SO₃粉末與足量濃硫酸進行此實驗，當反應(yīng)結(jié)束時，繼續(xù)通入O₂一段時間后，測得裝置Ⅲ增重了b g，則實驗中SO₂的轉(zhuǎn)化率為

 

%（用含a、b的代數(shù)式填寫）．

Answer 1

分析：（1）可以用濃硫酸來干燥二氧化硫氣體；SO₃的熔點是16，8℃，較低，可以用冰水來獲得三氧化硫，可以用堿石灰或者氫氧化鈉溶液進行尾氣處理；
（2）先加熱催化劑再滴入濃硫酸，能保證產(chǎn)生的二氧化硫盡可能多的轉(zhuǎn)化為三氧化硫；根據(jù)溫度升高平衡向吸熱的方向移動；
（3）①根據(jù)Na₂SO₃變質(zhì)變成Na₂SO₄，依據(jù)硫酸根離子的方法可檢驗是否變質(zhì)；
②根據(jù)濃硫酸具有脫水性，而稀硫酸無此性質(zhì)；
（5）根據(jù)S元素守恒計算消耗的SO₂的物質(zhì)的量，依據(jù)公式計算轉(zhuǎn)化率．

解答：解；（1）Ⅰ裝置必須要對二氧化硫進行干燥，可以用濃硫酸來干燥二氧化硫氣體；SO₃的熔點是16，8℃，可以用冰水冷卻來獲得三氧化硫；未反應(yīng)掉的二氧化硫?qū)�空氣會產(chǎn)生污染，可以用堿石灰或者氫氧化鈉溶液來進行尾氣處理，故答案為：B； A；E（或C）；
（2）為保證產(chǎn)生的二氧化硫盡可能多的轉(zhuǎn)化為三氧化硫，應(yīng)先加熱催化劑再滴入濃硫酸；SO₂轉(zhuǎn)化成SO₃的過程為放熱，升高平衡向逆向移動，轉(zhuǎn)化率SO₂的轉(zhuǎn)化率會降低，
故答案為：①；②；降低；
（3）①Na₂SO₃變質(zhì)變成Na₂SO₄，所以取待測試樣于試管中，加適量蒸餾水配成溶液，先滴入足量稀鹽酸，再滴入BaCl₂溶液有白色沉淀生成，則證明該Na₂SO₃固體變質(zhì)，
故答案為：取待測試樣于試管中，加適量蒸餾水配成溶液，先滴入足量稀鹽酸，再滴入BaCl₂溶液有白色沉淀生成，則證明該Na₂SO₃固體變質(zhì)；
②用潔凈玻璃棒蘸取待測試樣，涂白紙不變黑，則證明該溶液不是濃硫酸，故答案為：用潔凈玻璃棒蘸取待測試樣，涂白紙不變黑，則證明該溶液不是濃硫酸；
（4）根據(jù)硫原子守恒，Na₂SO₃～SO₂～SO₃，amolNa₂SO₃粉末與足量濃硫酸進行此實驗，當反應(yīng)結(jié)束時，應(yīng)產(chǎn)生二氧化硫的質(zhì)量為64ag，測得裝置Ⅲ增重了bg，即為剩余二氧化硫的質(zhì)量，所以參加反應(yīng)的二氧化硫的物質(zhì)的量為：64ag-bg轉(zhuǎn)化率α=

64a-b

64

×100%=

1600a-25b

16a

%，故答案為：

1600a-25b

16a

．

點評：本題主要考查了二氧化硫的性質(zhì)、計算以及離子的檢驗等知識，綜合性較強，難度較大，考查學(xué)生分析和解決問題的能力．