Question

11．實驗室制取SO₂的反應(yīng)原理為：Na₂SO₃+H₂SO₄（濃）═Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O．請用下列裝置設(shè)計一個實驗，以測定SO₂轉(zhuǎn)化為SO₃的轉(zhuǎn)化率：

（1）這些裝置的連接順序（按氣體左右的方向）是a→h→i→b→
c→f→g→d（填各接口的編號）．
（2）實驗時甲儀器橡膠支管的作用與原理是使?jié)饬蛩崮茼樌�地滴入燒瓶中；維持燒瓶內(nèi)壓強(qiáng)與分液漏斗上方壓強(qiáng)相等．
（3）從乙處均勻通入O₂，為使SO₂有較高的轉(zhuǎn)化率，實驗時Ⅰ處滴入濃硫酸與Ⅱ處加熱催化劑的先后順序是先加熱V₂O₅，后緩緩滴入濃硫酸．
（4）Ⅳ處觀察到的現(xiàn)象是有無色（或白色）晶體（或固體）生成．
（5）在Ⅰ處用大火加熱燒瓶時，SO₂的轉(zhuǎn)化率會減小（填“增大”“不變”或“減小”）．
（6）用n mol Na₂SO₃粉末與足量濃硫酸進(jìn)行此實驗，當(dāng)反應(yīng)結(jié)束時，繼續(xù)通入O₂一段時間后，稱得Ⅲ處增重m g，則本實驗中SO₂的轉(zhuǎn)化率為$\frac{64n-m}{64n}$×100%．

Answer 1

分析 （1）因從溶液中反應(yīng)生成氣體中混有水蒸氣，所以產(chǎn)生的氣體首先經(jīng)過干燥裝置Ⅲ，然后再進(jìn)行二氧化硫氣體的催化氧化即經(jīng)過裝置Ⅱ，然后是收集S0₃，S0₃的熔點是16.8℃，沸點是44.8℃，所以選擇裝置Ⅳ進(jìn)行冷卻，使三氧化硫與二氧化硫分離，最后在Ⅴ中吸收未反應(yīng)的SO₂，依據(jù)各裝置作用排序：裝置Ⅰ為氣體發(fā)生裝置，裝置Ⅱ為二氧化硫催化氧化裝置，裝置Ⅲ為尾氣吸收裝置，裝置Ⅳ為收集裝置，裝置Ⅴ干燥裝置；
（2）甲儀器中橡皮管將分液漏斗與圓底燒瓶相連，使二者壓強(qiáng)相等，有利于濃硫酸順利滴入到燒瓶中；
（3）反應(yīng)在加熱條件下進(jìn)行，為保證充分反應(yīng)，應(yīng)先加熱；
（4）生成三氧化硫，經(jīng)冷卻可得到晶體；
（5）大火加熱，生成二氧化硫較快，不能充分反應(yīng)；
（6）二氧化硫的轉(zhuǎn)化率=$\frac{二氧化硫變化量}{二氧化硫起始量}$×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）因從溶液中反應(yīng)生成氣體中混有水蒸氣，所以產(chǎn)生的氣體首先經(jīng)過干燥裝置Ⅲ，然后再進(jìn)行二氧化硫氣體的催化氧化即經(jīng)過裝置Ⅱ，然后是收集S0₃，S0₃的熔點是16.8℃，沸點是44.8℃，所以選擇裝置Ⅳ進(jìn)行冷卻，使三氧化硫與二氧化硫分離，最后在Ⅴ中吸收未反應(yīng)的SO₂，要制備二氧化硫并檢驗二氧化硫的性質(zhì)、收集二氧化硫，依次用到的裝置為：Ⅰ氣體發(fā)生裝置，Ⅴ干燥裝置，Ⅱ為二氧化硫催化氧化裝置，Ⅳ收集裝置，Ⅲ尾氣吸收裝置，所以正確的順序為：a h i b c f g d；
故答案為：a h i b c f g d；
（2）甲儀器中橡皮管將分液漏斗與圓底燒瓶相連，使二者壓強(qiáng)相等，有利于濃硫酸順利滴入到燒瓶中；
故答案為：使?jié)饬蛩崮茼樌�地滴入燒瓶中；維持燒瓶內(nèi)壓強(qiáng)與分液漏斗上方壓強(qiáng)相等；
（3）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V₂O₅，后緩緩滴入濃硫酸，
故答案為：先加熱V₂O₅，后緩緩滴入濃硫酸；
（4）裝置IV處是用來冷卻三氧化硫氣體，使之變成液態(tài)或固態(tài)，從而收集得到三氧化硫，所以可以在Ⅳ處看到有無色（或白色）晶體（或固體）生成，
故答案為：有無色（或白色）晶體（或固體）生成；
（5）大火加熱，生成二氧化硫較快，不能充分反應(yīng)，則轉(zhuǎn)化率減小，故答案為：減�。�
（6）n mol Na₂SO₃粉末與足量濃硫酸反應(yīng)生成nmol二氧化硫，當(dāng)反應(yīng)結(jié)束時，Ⅲ處增重的部分為未反應(yīng)的二氧化硫，則轉(zhuǎn)化了的二氧化硫的質(zhì)量為：64n-m，所以實驗中SO₂的轉(zhuǎn)化率為$\frac{64n-m}{64n}$×100%，
故答案為：$\frac{64n-m}{64n}$×100%．

點評 本題考查物質(zhì)的性質(zhì)探究以及轉(zhuǎn)化率的測定，把握實驗的原理、物質(zhì)的性質(zhì)是解題關(guān)鍵，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實驗?zāi)芰Φ目疾椋�題目難度中等．