Question

某實驗興趣小組擬選用如圖裝置測定SO₂轉(zhuǎn)化為SO₃的轉(zhuǎn)化率．各裝置可重復(fù)使用．

（1）制備SO₂時選用的是甲裝置而不是乙裝置的原因除了考慮要將生成的氣體排出外，還考慮的原因是

 

（只要求答一種）；此時裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（2）請選擇必要的裝置，按氣流方向連接順序是：甲中出來的氣體→

 

．（填寫相應(yīng)的字母序號，裝置可不完全選用，也可重復(fù)選用）
（3）根據(jù)實驗裝置進行實驗，實驗步驟如下：
①

 

；
②裝入藥品；
③

 

；
④滴入濃硫酸；
⑤實驗中，當V₂O₅表面紅熱時，應(yīng)將酒精燈移開一會兒再加熱，這樣做的原因是

 

；
⑥實驗結(jié)束后，稱量相應(yīng)裝置的質(zhì)量變化（m₁為濃硫酸吸收SO₃的質(zhì)量增重，m₂為生石灰吸收SO₂的質(zhì)量增重）．
（4）利用（3）所得的相關(guān)數(shù)據(jù)，計算出SO₂的轉(zhuǎn)化率

 

．

Answer 1

分析：（1）據(jù)裝置特點對比得出甲裝置的優(yōu)點，亞硫酸鈉可以和濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫；
（2）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；
（3）根據(jù)實驗?zāi)康慕Y(jié)合試驗裝置選擇合適的實驗步驟；
（4）二氧化硫的轉(zhuǎn)化率=

二氧化硫的變化量

二氧化硫的初始總量

×100%，根據(jù)硫元素守恒結(jié)合三氧化硫的量確定二氧化硫的變化量．

解答：解：（1）據(jù)裝置特點對比得出甲裝置的優(yōu)點：甲裝置可以將二氧化硫和氧氣充分混合并且采用彎導(dǎo)管可以便于濃硫酸順利滴下，亞硫酸鈉可以和濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫，即Na₂SO₃（s）+H₂SO₄（濃）═Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，
故答案為：甲裝置可以將二氧化硫和氧氣充分混合（采用彎導(dǎo)管可以便于濃硫酸順利滴下）；Na₂SO₃（s）+H₂SO₄（濃）═Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
（2）可以用濃硫酸來干燥二氧化硫氣體；SO₃的熔點是16.8℃，較低，可以用生石灰來獲得三氧化硫，可以用堿石灰或者氫氧化鈉溶液進行尾氣處理，二氧化硫在轉(zhuǎn)化為三氧化硫之前要進行干燥，故答案為：f、e→a、b（或b、a）→f、e→c、d；
（3）根據(jù)實驗?zāi)康慕Y(jié)合試驗裝置，首先要進行裝置氣密性的檢查，然后裝藥品，并加入催化劑，最用加入濃硫酸，反應(yīng)開始發(fā)生，根據(jù)二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫的反應(yīng)：2SO₂+O?2SO₃，△H＜0，可知道，溫度過高不利于二氧化硫的轉(zhuǎn)化，且催化劑的活性受到溫度的限制，
故答案為：檢查裝置的氣密性；加熱催化劑；溫度過高不利于二氧化硫的生成且影響催化劑的催化活性；
（4）二氧化硫的轉(zhuǎn)化率=

二氧化硫的變化量

二氧化硫的初始總量

×100%，m₁為濃硫酸吸收SO₃的質(zhì)量增重，當生成m₁的三氧化硫時，消耗的二氧化硫的質(zhì)量是0.8m₁，m₂為生石灰吸收SO₂的質(zhì)量增重，即剩余的二氧化硫的質(zhì)量，所以二氧化硫的轉(zhuǎn)化率=

0.8m1

0.8m1+m2

×100%，
故答案為：

0.8m1

0.8m1+m2

×100%．

點評：本題是一道實驗方案設(shè)計題目，考查學(xué)生分析和解決問題的能力，綜合性強，難度大．