Question

【題目】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+ SO2↑+ H2O

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，實驗中在加熱催化劑與滴加濃硫酸的順序中，首先應(yīng)采取的操作是_________________。

(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，請你推測可能的原因并說明相應(yīng)的驗證方法（寫2點）。

①原因____________，驗證方法___________________；

②原因____________，驗證方法___________________；

(4)將SO2通入含1.5mol氯酸的溶液中，可生成一種強酸和一種氧化物，若有1.5×6.02×1023個電子轉(zhuǎn)移時，該反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________；

(5)用amolNa2SO3粉末與足量濃硫酸進行此實驗，當(dāng)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bg，則實驗中SO2的轉(zhuǎn)化率為__________％（用含a、b的代數(shù)式填寫）。

Answer 1

【答案】B A E 加熱催化劑 Na2SO3變質(zhì) 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) 不是濃硫酸 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 SO2+ 2HClO3= H2SO4+ 2ClO2 ×100%（或%）

【解析】

（1）二氧化硫的干燥用濃硫酸，當(dāng)溫度低于16.8℃可以獲得三氧化硫的晶體，尾氣處理用燒堿溶液；

（2）為保證生成的二氧化硫盡可能的轉(zhuǎn)化為三氧化硫，應(yīng)先加熱催化劑再進行滴加濃硫酸操作；

（3）亞硫酸鈉變質(zhì)會生成硫酸鈉，根據(jù)檢驗亞硫酸鈉中硫酸根是否存在來證明結(jié)論；亞硫酸鈉和稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化硫速率很慢；

（4）SO2通入含1.0mol次氯酸的溶液中，根據(jù)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)來確定兩種強酸；

（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。

（1）SO2轉(zhuǎn)化成SO3之前必須對二氧化硫進行干燥，可以用濃硫酸，SO3的熔點是16.8℃，沸點是44.8℃，當(dāng)溫度低于16.8℃時，三氧化硫以晶體狀態(tài)存在，二氧化硫、三氧化硫的尾氣處理用燒堿溶液吸收，故答案為B、A、E；

（2）為保證生成的二氧化硫盡可能多的轉(zhuǎn)化為三氧化硫，應(yīng)先加熱催化劑再進行滴加濃硫酸操作，保證生成的二氧化硫盡可能的參與反應(yīng)，故答案為加熱催化劑；

（3）影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有：濃度、溫度等，亞硫酸鈉變質(zhì)會生成硫酸鈉，硫酸鈉和濃硫酸不反應(yīng)；此外亞硫酸鈉和稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化硫速率會很慢，故答案為Na2SO3變質(zhì)；取待測試樣于試管中，加適量的蒸餾水配成溶液，滴加足量的稀鹽酸，再加入氯化鋇溶液，如果有白色沉淀生成，則證明該亞硫酸鈉已變質(zhì)；不是濃硫酸；用潔凈的玻璃棒沾取待測試樣，滴到白紙上，如果不變黑，則證明該溶液不是濃硫酸；

（4）SO2通入含1.5mol氯酸的溶液中，轉(zhuǎn)移的電子為1.5mol，說明反應(yīng)中1mol氯酸轉(zhuǎn)移1mol電子，生成ClO2，因此反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2+ 2HClO3= H2SO4+ 2ClO2，故答案為SO2+ 2HClO3= H2SO4+ 2ClO2；

（5）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(dāng)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)的二氧化硫的質(zhì)量為：64ag-bg，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率α=×100%=%，故答案為%。